La antimateria es el opuesto de la materia, es decir, es la materia con carga opuesta.
Las unidades elementales de la materia son el protón, con carga positiva; el electrón, con carga negativa; y el neutrón, sin carga.
Las unidades elementales de la antimateria son el antiprotón, con carga negativa; el antielectrón, llamado positrón, con carga positiva.
El protón está en el núcleo del átomo de la materia, y el antiprotón en el núcleo del átomo de la antimateria. El electrón es la partícula que orbita alrededor del núcleo de la materia, y el positrón es la que orbita alrededor del núcleo de la antimateria.
Cuando un protón entra en contacto con un antiprotón, toda la masa de estas dos partículas se transforma completamente en energía E=mc2.
Lo mismo sucede cuando electrón entra en contacto con un positrón.
Si un kilogramo de materia entrase en contacto con un kilogramo de antimateria, se produciría una energía superior a 179.000 billones de Julios.
Por tal motivo, cuando los aceleradores del CERN y otros centros de altas energías producen antipartículas, tienen que almacenarla en tubos cilíndricos llenos de vacío con campos magnéticos, para que no entre en contacto con la materia del tubo, y no se produzca una explosión.
La ecuación formulada por Paul Dirac en 1928, predijo la existencia de antipartículas, además de las partículas de materia ordinarias.
En 1932, Carl Anderson, en el Caltech, descubrió el anti-electrón. Se le llamó positrón.
En 1955, en la Universidad de Berkeley, se descubrió el antiprotón.
Un antiátomo
En 1965, fue la primera vez que se pudo hablar propiamente de antimateria, es decir, de "materia" compuesta por antipartículas. En el Acelerador Protón Sincrotón del CERN, un equipo de investigadores consiguió crear un antideuterón, una antipartícula compuesta por un antiprotón y un antineutrón. En esos días, en el acelerador AGS del Laboratorio Nacional de Brookhaven, en Nueva Cork, se consiguió el mismo resultado.
En 1995, el CERN anunció la creación de nueve átomos de antihidrógeno.
El Fermilab confirmó el hecho, anunciando poco después la creación a su vez de 100 átomos de antihidrógeno.
En la Universidad Técnica de Munich, un equipo de investigadores japoneses informó de la creación de un átomo compuesto de materia y antimateria llamado helio antiprotónico. Este átomo constaba de dos protones, dos neutrones, un electrón y un antiprotón. El átomo sobrevivió 15 millonésimas de segundo.
Las teorías científicas más aceptadas afirman que en el origen del Universo existían materia y antimateria, en iguales proporciones.
Estas mismas teorías establecen que la materia y la antimateria se aniquilan mutuamente, dando como resultado energía pura.
Sin embargo, el Universo que observamos está compuesto únicamente por materia. Se desconocen los motivos por los que no se ha encontrado antimateria en el universo.
Se barajan tres posibilidades para explicar por qué la cantidad de materia superó a la de antimateria:
Primera hipótesis: hubo un pequeño exceso de materia después del Big Bang, como resultado de una ligera diferencia en las proporciones iniciales de ambas. Se ha calculado que la diferencia inicial entre materia y antimateria debió ser muy insignificante: una partícula más de materia por cada 10.000 millones de parejas partícula-antipartícula.
Segunda hipótesis, sugerida en 1967 por el físico ruso Andréi Sájarov, postuló que las partículas y las antipartículas no tienen propiedades simétricas exactamente iguales.
Recientes experimentos en el acelerador KEK de Japón, sugieren que esto quizás sea cierto, y que no fue necesario un exceso de materia en el Big Bang, porque simplemente las leyes físicas que rigen el universo favorecen la supervivencia de la materia frente a la antimateria.
Andréi Sàjarov
Una tercera hipótesis plantea que puede haber regiones del Universo compuestas de antimateria. Hasta la fecha no existe forma de distinguir a largas distancias entre materia y antimateria, pues su comportamiento y propiedades son indistinguibles. La NASA ha enviado una sonda al espacio para buscar rastros de antimateria, que pudiesen indicar que todavía existe antimateria en el Universo. Sin embargo, hasta ahora, los experimentos no han detectado nada.
