En términos de costos de producción, la sustancia más cara del mundo es la antimateria. El costo de crear este material se ha estimado en alrededor de $ 1,771 billones de dólares estadounidenses (USD) por onza ($ 62.5 billones de dólares por gramo), aunque algunas autoridades piensan que eventualmente puede reducirse a solo $ 141.75 mil millones de dólares por onza ($ 5 mil millones de dólares por onza). gramo). Este es el costo del antihidrógeno, la forma más simple de este tipo de sustancia, y el equivalente en antimateria del elemento hidrógeno. Otros anti-elementos serían incluso más caros. A partir de 2013, solo se han producido pequeñas cantidades de átomos de antihidrógeno, solo con fines de investigación, y la sustancia no está disponible para la venta.
Por qué la antimateria es tan cara
La antimateria consiste en partículas que pueden considerarse opuestas a sus contrapartes de materia normal. La materia con la que la gente está familiarizada está formada por átomos, que consisten en un núcleo que contiene partículas pesadas, cargadas positivamente, llamadas protones rodeadas por una “nube” de electrones ligeros cargados negativamente. Los átomos de antimateria tienen antiprotones cargados negativamente en el núcleo, con anti-electrones cargados positivamente – normalmente llamados positrones – rodeándolos. Aunque se han detectado antiprotones en los rayos cósmicos, y algunos elementos radiactivos emiten positrones, no existe una fuente natural conocida de anti-átomos, por lo que se debe fabricar antimateria.
Los positrones se pueden obtener con bastante facilidad a partir de materiales que los emiten, pero los antiprotones mucho más pesados deben crearse en colisionadores de partículas, máquinas que envían partículas subatómicas chocando entre sí y contra otros materiales, a velocidades enormes. Estas colisiones concentran enormes cantidades de energía en volúmenes de espacio extremadamente pequeños, lo que da como resultado la creación de materia en forma de partículas y antipartículas, incluidos los antiprotones. Estos pueden separarse magnéticamente y combinarse con positrones para formar átomos de antihidrógeno.
Dado que estos anti-átomos solo se pueden fabricar en un puñado de instalaciones, y solo en pequeñas cantidades, el antihidrógeno es extremadamente escaso. No solo es difícil y costoso de fabricar, también es difícil de atrapar y almacenar. Los anti-átomos se sienten fuertemente atraídos por los átomos normales, debido a que los electrones y positrones tienen cargas eléctricas opuestas, y cuando se encuentran, se aniquilan entre sí, con toda su masa convirtiéndose en energía. El almacenamiento implica recipientes al vacío que evitan que los anti-átomos toquen los lados mediante campos magnéticos. Estos factores se combinan para hacer de la antimateria la sustancia más cara del mundo.
Usos de la antimateria
Los científicos no se tomarían la molestia de fabricar esta sustancia si no tuviera algunos usos potenciales. La antimateria tiene la mayor densidad de energía de cualquier combustible posible, lo que significa que tiene el potencial de liberar más energía por unidad de peso que cualquier otra sustancia. Dado que se necesita incluso más energía para producir antimateria de la que se puede obtener de ella, no es una solución a los problemas energéticos del planeta; sin embargo, se ha propuesto como posible combustible para cohetes en el futuro, ya que, en teoría, podría acelerar una carga útil a una fracción sustancial de la velocidad de la luz. Por el momento, sin embargo, su principal interés para los científicos radica en lo que puede revelar sobre las leyes de la física.
Otras sustancias caras
Aún en el ámbito de la física exótica, los isómeros nucleares, aunque no alcanzan la sustancia más cara del mundo, tendrían un precio extremadamente alto, posiblemente más de $ 28 mil millones de dólares por onza ($ 1 mil millones de dólares por gramo). Estos son elementos en los que el núcleo atómico tiene más que su cantidad mínima de energía, el mínimo se conoce como el «estado fundamental». En la mayoría de los casos, un núcleo en este estado «excitado» volverá a su estado fundamental en una pequeña fracción de segundo, liberando energía en forma de rayos gamma, pero algunos isómeros nucleares, como el hafnio-178m2 y el tantalio-180m, son relativamente estables y de larga duración. En circunstancias normales, estos isómeros liberan energía lentamente, ya que sus núcleos se revierten aleatoriamente durante un período prolongado.
Los experimentos en la década de 1990 parecían mostrar que una muestra de hafnio-178m2 podría activarse para volver a su estado fundamental de una vez, liberando grandes cantidades de energía, bombardeándola con rayos X. Esto planteó la posibilidad de utilizar el isómero para almacenar energía o para desarrollar nuevos tipos de armas. Los intentos de reproducir el efecto, sin embargo, han fracasado hasta ahora, y muchos científicos son muy escépticos sobre estas posibilidades. Al igual que con la antimateria, estas sustancias deben fabricarse en costosos colisionadores de partículas y solo están disponibles en pequeñas cantidades.