Bomba de pósitrons: é possível?

16 de agosto, 2019 às 20:50 | Postado em Estrutura da matéria, Radiação, Relatividade

Lendo a postagem Aniquilação de Pares, fiquei com a seguinte dúvida: seria possível criar uma bomba de aniquilando de pósitrons com elétrons? Raios gama teriam alguma capacidade de explodir alguma coisa, ou de desencadear uma reação em cadeia.

A aniquilação elétron-pósitron já é usada tecnologicamente em medicina, além da física de aceleradores. É o conceito que está por trás da tomografia por emissão de pósitrons (Positron Emission Tomography: PET scan, https://pt.wikipedia.org/wiki/Tomografia_por_emiss%C3%A3o_de_positr%C3%B5es) . Injeta-se no paciente uma quantidade ínfima de material radioativo que decai por processo beta+ (emissão de um pósitrons). A aniquilação destes com elétrons na região emite radiação gama que pode ser mapeada em alta resolução pelo scanner médico.

No caso de se fazer uma bomba de pósitrons (que é um dos motes do filme “Anjos e Demônios”, baseado no livro homônimo de Dan Brown), a situação é bem menos provável. Uma das limitações seria a massa total de antimatéria disponível. Por exemplo, feixes intensos e estáveis de pósitrons já foram obtidos no experimento que existia antes do Large Hadron Collider no CERN (no experimento Large Electron-Positron Collider, LEP) que funcionou de 1989 a 2000. Naquele experimento, ambos os pósitrons e elétrons foram produzidos, acelerados e colididos no CERN para pesquisa científica. A quantidade de antipartículas foi bastante microscópica e mantida sob controle graças à sua velocidade relativamente alta, permitindo o uso de orientação magnética. O armazenamento de antimatéria em repouso é outra história e, na verdade, é possível manter centenas de átomos anti-hidrogênio por vários minutos, no máximo (isto está sendo feito no experimento ALPHA do CERN, http://alpha.web.cern.ch/). Entretanto, o seu objetivo não é produzir uma bomba, mas estudar as propriedades da antimatéria. Assim, um segundo problema que não pode ser resolvido é cmo transportar ambos os materiais para o lugar onde se quer “explodir” esta bomba.

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Comentário adicional:

A pergunta é muito pertinente e poderia ser estendida para aniquilação além de elétron-pósitron para construir-se bombas de uso militar.
Há uma discussão interessante em https://en.wikipedia.org/wiki/Antimatter_weapon, onde chega-se a conclusão que usando as técnicas atuais de produção** de antimatéria (antiprótons), se levaria um tempo de 2,5 bilhões de anos usando a produção de energia de todo planeta para se conseguir 250 gramas de antimatéria (para reproduzir o efeito de uma bomba de hidrogênio de 10 megatons).

** A taxa mundial de produção de antimatéria seria de 1 a 10 nanogramas por ano.