Antimateria

    Hacia 1920, el alemán Edwin Schrödinger planteó una ley de la mecánica cuántica conocida como ecuación de onda. En su formulación permitía describir el estado de los electrones dentro de los átomos, estableciendo de manera matemática los números cuánticos n, l y m como necesarios para establecer las soluciones de dicha ecuación. Sin embargo, esta ecuación de onda no cumplía con las condiciones que exigía la teoría de la relatividad especial.

    Poco después, Paul Dirac halló la manera de obviar esta dificultad inspirándose en el concepto de espín. De esta manera, en 1928 propuso la ecuación que lleva su nombre, modificación de la de Schrödinger, en la que se observaba que para cada partícula había dos soluciones. Este hecho fue interpretado afirmando que para cada solución existían dos partículas, en lugar de una.

    Cada una de las partículas teóricas obtenidas en la ecuación de Dirac tendría la misma masa que su compañera. Sin embargo, la carga, aunque cuantitativamente igual, tendría signo diferente. Nació así el concepto de antimateria, una entidad que podía definirse como una manifestación material de propiedades antagónicas a la materia conocida.

    La predicción de Dirac fue confirmada en las observaciones cuando, en la década de 1930, el estadounidense Carl D. Anderson descubrió una nueva partícula a la que llamó electrón positivo o positrón. Esta partícula tiene la misma masa que el electrón y su misma carga absoluta, pero positiva en vez de negativa.

    Posteriormente, se descubrieron el antiprotón, de igual masa que el protón, pero de carga negativa; el antineutrón que, al no tener carga alguna, es igual al neutrón, pero de espín opuesto, etc. Se ha constatado así que cada partícula material conocida tiene su correspondiente antipartícula. De igual modo que las partículas constituyen la materia, las antipartículas conforman una antimateria.

    Partículas y antipartículas, es decir, materia y antimateria, no pueden coexistir, ya que se aniquilan mutuamente para producir energía. Según las teorías cosmológicas, una pequeña diferencia en la cantidad de partículas y sus correspondientes antipartículas en el Universo primordial es la responsable de que el cosmos conocido esté formado sólo por materia.

    En tiempos se pensó que la ingente energía desprendida por las reacciones materia-antimateria cuando surge espontáneamente alguna antipartícula podría usarse con fines prácticos. Sin embargo, aunque teóricamente posible, no se han diseñado procedimientos prácticos para su aprovechamiento.