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Antimateria: Dove si trova e come produrla- Parte 7 di 7

L'energia del raggio gamma incidente viene equamente ripartita nella particella e nella sua antiparticella corrispettiva. Da un'energia pari ad almeno 1,022 MeV si forma una coppia elettrone-antielettrone (positrone) con ciascuna particella di energia di 511 KeV. Questo scenario è lo stesso che si è presentato a Carl David Anderson nel 1932 quando ha scoperto il positrone dai sottoprodotti degli urti dei raggi cosmici con l’atmosfera. Se in natura o artificialmente siamo in grado di generare Raggi γ con lunghezza d’onda di λ=10^-3 nm  (~ 3 x 10²⁰ Hz = 300 Milioni di  Tera Hz) possedendo tale energia (1,022 MeV) si riesce a produrre antimateria di Positroni. Se siamo in grado di produrre fotoni di energia superiore pari a 1,9 GeV si creano coppie di Protoni/Anti-Protoni. Con fotoni di energia appena superiore si può produrre le coppie Neutroni-Antineutroni. Se si raggiungono i 70 GeV si riuscirebbe a costruire in un sol colpo una coppia Idrogeno-Antidrogeno. Seguendo tale principio, modulando semplicemente l’energia del fotone, si potrebbe fabbricare tutta la tabella degli elementi/Antielementi facendo concorrenza alla nucleosintesi stellare.

Se fosse così semplice non avremmo avuto tanti problemi, la difficoltà è come reperire una radiazione elettromagnetica di tale energia. Dato che ad oggi non ne siamo capaci occorre operare attraverso dei trucchi. Bruno Touschek, nel 1960, migliorò l’efficienza di produzione dell’antimateria semplicemente partendo dagli Elettroni-Antielettroni. La nostra tecnologia oggi è in grado di produrne senza difficoltà, e dato che sono particelle cariche, si possono facilmente accelerare con campi magnetici e fargli acquistare elevate energie cinetiche. Se prendiamo i due fasci accelerati, sia di elettroni che positroni, e li facciamo scontrare, magicamente si crea un'enorme quantità di energia utilizzabile per creare nuove coppie di particelle ed antiparticelle, anche dotate di massa molto più grande. Il trucco consiste che, dato che un fotone non siamo in grado di accelerarlo in quanto già viaggia alla velocità massima, conviene trasformalo in una particella carica (elettrone) che può essere facilmente spinta, una volta raggiunta l’energia desiderata trasformiamo l’energia cinetica della particella di massa piccola, in massa, convertendola in una particella o organizzazione della materia più complessa, di energia cinetica inferiore.

In un documento di James Bickford (Extraction Of Antiparticles Concentrated in Planetary Magnetic Fields del 2007) del Draper Laboratory che collabora con la NASA, si trovano elencate varie tecniche proposte per la fabbricazione dell’antimateria da sviluppare o sulla Terra o direttamente nello spazio. Si va dalla costruzione di bobine di 100 Km di raggio sia a Terra che nello spazio. Ma sembra che il progetto con la prestazione migliore è lavorare con il plasma che permette una raccolta di antimateria più efficiente riducendo il costo e le dimensioni dell’impianto ad un anello di soli 100 metri. Con un progetto ormai vecchio, del 1991 di  Haloulakos- Ayotte, si potrebbe riuscire a produrre 8,6 μ grammi di antimateria all’anno ad un basso costo pari a soli  $10.000 per nanogrammo per anno. Se si considera che il prezzo delle missioni come lo Space Shuttle sono costate circa 500 Milioni di $ a lancio, la spesa di 0,1 Milione di $ (1/5000) per la sola antimateria, per raggiungere 100 Km/sec, può essere ritenuto più che accettabile.