Antimateria
L' antimateria è la materia composta dalle antiparticelle corrispondenti alle particelle che costituiscono la materia ordinaria. Ad esempio, un atomo di antidrogeno, è composto da un antiprotone caricato negativamente, attorno al quale orbita un positrone (antielettrone) caricato positivamente. Se una coppia particella/antiparticella viene a contatto, le due si annichiliscono emettendo radiazione elettromagnetica.Il simbolo usato per indicare un antiparticella è lo stesso usato per la particella corrispondente, ma con una barra di soprascrittura. Ad esempio, il protone e indicato con una "p", e l'antiprotone è indicato da una "p" con una barretta posta in cima ().
Gli scienziati sono riusciti, nel 1995, a produrre antiatomi di idrogeno, ed anche nuclei di antideuterio, ma niente di più complesso. Inoltre, l'antimateria ha vita breve e non può essere immagazzinata, in quanto si annichilisce al primo contatto con la materia. In base alle conoscenze, non esistono quantità significative di antimateria in tutto l'universo, con l'eccezione di pochi atomi generati nei laboratori di fisica delle particelle presenti sul nostro pianeta, e nei processi astronomici più energetici. L'assenza di antimateria è uno dei grandi misteri della teoria del Big Bang, in quanto ci si aspetterebbe una produzione di materia e antimateria in proporzioni uguali (e una conseguente annichilazione). Probabilmente, un leggero squilibrio in favore della materia ha fatto sì che quest'ultima non venisse completamente annichilita, rendendo possibile la formazione di un universo stabile, che è quello in cui viviamo.
Con l'antimateria, tutta l'energia potenziale racchiusa nella materia potrebbe essere sfruttata, invece della piccola parte di energia chimica o nucleare che viene estratta oggi. La reazione di 1 Kg di antimateria, con 1 kg di materia produce 1,8×1017 J di energia (in base all'equazione E=mc2). Per contro, bruciare 1 kg di petrolio fornisce 4,2×107 J, mentre dalla fusione nucleare di 1 kg di idrogeno si ottengono 2,6×1015 J.
Data la scarsità , l'antimateria, non è una valida fonte di energia. Generare un singolo atomo di antimateria è immensamente difficile. Sono richiesti acceleratori di particelle e enormi quantitativi di energia; milioni di volte superiori a quella rilasciata dopo l'annichilazione con la materia ordinaria. Quindi a meno che non si scoprano sorgenti naturali di antimateria, o non si trovi un processo efficiente di produzione della stessa, il possibile sfruttamento come carburante rimarrà più che altro una mera curiosità .
A livello teorico, dato che l'energia prodotta dall'annichilamento materia/antimateria è nettamente superiore alle altre fonti di propulsione, il rapporto tra peso del carburante e spinta prodotta è estremamente vantaggioso. In effetti, l'energia contenuta in pochi grammi di antimateria è sufficiente a portare una piccola navicella spaziale sulla luna.
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