jueves, 17 de mayo de 2018

Antimateria






No necesitamos conocer todo el procedimiento de la antimateria por muy sci-fi que sea nuestro setting. Quizás podría ser necesario si una trama versa expresa y fuertemente sobre la generación de antimateria, o si un PJ fuese especialista en ello y tuviesemos que hacer creible su entorno de trabajo. 
Estos videos de Santaolalla debieran dar lo necesario para esos casos.

En general, simplemente que nos suene es suficiente. Es mas, en EP, la antimateria se cita solo al  hablar de naves propulsadas por antimateria (dividen entre dos los tiempos de viaje), y como explosivos (bombas, riesgo terrorista, cabezas explosivas para misiles interplanetarios que también pueden ser propulsados por antimateria, y cosas así). Podemos asumir su creación y preocuparnos solo por los motores y su capacidad explosiva.


Capacidad energética

La energía generada por kilo de antimateria al destruirse con otro kilo de materia es de 9×1016J, siendo algo menos de la mitad de esta energia, energía aprovechable (explosiva o canalizable) y algo mas de la mitad energía no aprovechable que se libera en forma de partículas.

Esta conversión de materia en energía es 100% eficaz, si, pero esto no significa que toda la energía generada pueda ser aprovechada, simplemente que no se desperdicia nada. Con la tecnología electromagnética adecuada para ir controlando la interacción entre antimateria y materia, esta energía puede liberarse de golpe (explosión) o paulatinamente, para ser aprovechada con algún fín (un motor, un generador para alimentar maquinaria, etc), pero algunas partículas generadas no tienen carga eléctrica, por tanto no responden a campos de repulsión electromagnética y no pueden ser controlados/aprovechados. Se ha generado energia de forma óptima, pero su aprovechamiento no lo és.

Sunward nos dice que 1 gr de antimateria equivale a 40 kilotones de TNT, y que 1 kg equivale a 40 megatones de TNT. No obstante, hasta donde llega mi conocimiento, esto no es correcto, las cifras serían algo mas de 20 para ambos casos, incluso contando el 50% de la energía que no se aprovecha. 10, si la descartamos para quedarnos con su fuerza explosiva.
Haciendo mis cuentas, descartando este desperdicio de energía no aprovechable como energía bruta (es decir, nos quedamos con 4,5×1016J, la mitad de la potencia), mis cuentas me salen aproximadamente tal que (algo más que las cantidades de TNT indicadas, para redondear);

25 mcg antimateria = 1,1×109J = 10.100 millones de Julios = 250 Kilos TNT
250 mcg antimateria = 1,1×1010J = 101.000 millones de Julios = 2,5 Toneladas TNT
1 mg antimateria = 4,2×1010J = 420.000 millones de Julios = 10 Toneladas TNT
25 mg antimateria = 1,1×1012J = 11 billones de Julios = 250 Toneladas TNT
250 mg antinateria = 1,1×1013J = 101 billones de Julios = 2,5 Kilotones TNT
1 gr antimateria = 4,5×1013J = 450 billones de Julios = 10 Kilotones TNT
1 kg antimateria = 4,5×1016J = 450.000 billones de Julios = 10 Megatones TNT

Simplemente a título informativo. No es la primera vez que leo que 1 Kg de antimateria equivale a 40 megatones, es lo normal leerlo, pero sigo sin entender como se llega a ese cálculo. Si nos quedamos con estas cifras mas limitadas, en todo caso hay que añadirle una potencia igual en forma de... cosas (fotones, neutrinos, partículas radioactivas... es diferente para cada antimateria). Que alguien me lo explique por que el errado tengo que ser yo necesariamente.

Y es que efectivamente, "la antimateria" no es una. Igual que la materia se forma de protones, electrones, y neutrones configurados de cierta forma para formar elementos de la tabla periódica exactamente lo mismo pasa con sus opuestos; antiprotones, antineutrones y antielectrones forman p.ej antihidrogeno, antihierro, etc, "antimaterias" estas con diferentes particularidades.


Motores de antimateria



Algo que tampoco necesitamos tener claro al detalle. Nos basta con saber que las naves con motores de antimateria son las más rápidas y no son la norma, pero que nos suene su funcionamiento nos viene bien, aunque sea para describir que la antimateria se almacena helada :-).

Con nuestros cálculos actuales, 40 miligramos de antimateria bastan para ir y volver una nave desde la Tierra hasta Marte. A partir de este punto, todo el extra energético que deseemos (p.ej si la nave es de combate y está lista para múltiples maniobras, o si usa la antimateria para disparar su armas de rail, para la electricidad cotidiana, etc) necesitará mas antimateria. 
Posiblemente nuestros cáculos actuales estén considerando velocidades standar, quizás hiciese falta mas antimateria para lograr las velocidad de EP en las que con motor de antimateria se llega a Marte desde la Tierra en 1 semana, pero en cualquier caso, nos da un orden de magnitud de la antimateria necesaria. 

Si hablamos de motores, aunque no sean de antimateria, siempre conviene de todas formas para la scifi refrescar los conceptos básicos.




¿Pero cuanta produce la transhumanidad?

El contexto indica que la capacidad de producción de antimateria en EP ha alcanzado la magnitud del kilo, frente a la magnitud del átomo que estamos acostumbrados actualmente.
Uno puede hacerse una aproximación al orden de magnitud en el que la transhumanidad produce antimateria, en los parámetros que vimos antes. Creo que el sistema solar podría albergar en un momento dado cientos de kilos de antimatería, quizás, dudosamente, pero desde luego no miles. Sigue siendo un bien muy escaso y muy costoso de producir.

Los centros de producción de antimateria que salen en los manuales, que recuerde, son Io en Júpiter, Mercurio, Titán (supongo, el gran colisionador de partículas) y Marsella en Saturno, pero no pretenden ser los únicos, al contrario, las sociedades anarquistas se da a entender que casi cualquier científico loco podría estar generando antimateria (cabe suponer que del orden de átomos). 

La antimateria tiene usos prácticos en EP, pero sigue siendo una fuente de energía reservada, no es otra fuente de energía mas en EP como puedan ser la solar, la fisión, la fusión, o las reacciones químicas, la gran mayoría de la transhumanidad no tienen trato directo jamás con la antimateria, supongo, como nosotros no lo tenemos con los reactores de fisión por mucho que la humanidad los haya desarrollado y dominado. No conviene perder la perspectiva y normalizar algo por que exista en el trasfondo.


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