El camió d’antimatèria del CERN: què transporta i per què no és perillós

El 24 de març de 2026, un camió va recórrer el recinte principal del CERN amb 92 antiprotons atrapats a bord. Era la primera vegada que es transportava antimatèria en un vehicle, però la imatge pot induir a error: no hi havia un dipòsit ple d’una substància explosiva, sinó un núvol de 92 partícules dins d’un laboratori criogènic d’una tona.

Javier Santaolalla utilitza la fita de l’experiment BASE per explicar què és l’antimatèria, com es produeix i per què costa tant conservar-la. El desenllaç desmunta el temor cinematogràfic: si la trampa fallés, l’energia alliberada seria inapreciable. El repte real és impedir que desaparegui una mostra diminuta abans de mesurar-la.

Què hi havia exactament dins del camió

BASE-STEP transportava antiprotons, les antipartícules dels protons. Tenen la mateixa massa i càrrega elèctrica de signe contrari. No eren àtoms d’antihidrogen ni una quantitat macroscòpica d’antimatèria: 92 partícules són menys que una engruna a escala quotidiana.

El núvol estava confinat en una trampa de Penning criogènica, un dispositiu que combina camps elèctrics i magnètics amb un buit extrem. Si un antiprotó toca la matèria de la paret o una molècula de gas, s’aniquila amb una partícula ordinària i la mostra es perd.

Per això el vehicle transportava sobretot infraestructura: un imant superconductor, refrigeració amb heli líquid, cambra de buit, bateries, electrònica de control i una estructura preparada per resistir vibracions. El conjunt pesava aproximadament 1.000 quilos.

De Dirac al positró: d’on surt l’antimatèria

El vídeo retrocedeix fins a 1928, quan Paul Dirac va formular una equació que unia mecànica quàntica i relativitat especial per descriure l’electró. La teoria admetia una solució que va acabar interpretant-se com una partícula amb la mateixa massa i càrrega oposada: l’antielectró o positró.

Carl Anderson en va obtenir l’evidència experimental el 1932 observant trajectòries de raigs còsmics en una cambra de boira. El seu article de 1933 va donar nom al positró. Avui les antipartícules no són una especulació: es produeixen en interaccions naturals, en desintegracions radioactives i als acceleradors.

Quan una partícula es troba amb la seva antipartícula, la massa es transforma en l’energia d’altres partícules, com fotons i pions. Aquesta eficiència explica la fama de l’antimatèria, però no implica que el CERN en pugui fabricar quantitats útils com a combustible.

El misteri de la matèria que va sobreviure

Les lleis conegudes suggereixen que el Big Bang hauria d’haver produït matèria i antimatèria en quantitats comparables. Si fossin perfectament simètriques, s’haurien aniquilat gairebé completament. No obstant això, l’univers observable està dominat per matèria.

Els experiments busquen diferències minúscules entre partícules i antipartícules que ajudin a entendre aquesta asimetria. BASE compara, entre altres propietats, el moment magnètic i la relació càrrega-massa de protons i antiprotons. No s’espera una diferència gran; precisament per això qualsevol soroll ambiental limita el resultat.

El camió no resoldrà tot sol per què existeix matèria. És una eina per treure els antiprotons d’un entorn electromagnèticament sorollós i portar-los a laboratoris on les mesures puguin guanyar entre un i dos ordres de magnitud de precisió.

Com es produeixen i es frenen els antiprotons

Al CERN, un feix de protons d’alta energia impacta contra un blanc metàl·lic. La col·lisió produeix moltes partícules, entre les quals alguns antiprotons. Després cal seleccionar-los i reduir-ne dràsticament l’energia: una antipartícula acabada de crear és massa ràpida per quedar capturada.

L’Antiproton Decelerator i l’anell ELENA fan aquesta feina en etapes. Cavitats de radiofreqüència modifiquen l’energia; dipols corben la trajectòria; quadrupols enfoquen el feix. El refredament redueix la dispersió de moviments perquè les partícules siguin més fàcils de controlar.

El CERN indica que la instal·lació lliura aproximadament 400 milions d’antiprotons per hora als experiments i que se’n captura prop d’un 10%. Sembla una xifra enorme, però la massa conjunta continua sent extraordinàriament petita. Produir partícules no equival a acumular grams.

BASE-STEP és un laboratori autònom, no una cisterna

El disseny de BASE-STEP havia de resoldre problemes que no apareixen en una instal·lació fixa. La trampa ha de mantenir buit, temperatura, camp magnètic, alimentació i lectura de la mostra mentre una grua l’aixeca, el camió accelera o la carretera vibra.

Abans d’arriscar antiprotons, l’equip va fer una prova amb prop d’un centenar de protons. L’article publicat a Nature el 2025 descriu quatre hores de funcionament autònom i un transport sense pèrdues pel recinte de Meyrin. El protó és un substitut ideal per validar la mecànica perquè es pot confinar de manera semblant sense perdre una mostra difícil de produir.

La demostració de 2026 va repetir el procés amb 92 antiprotons: acumulació, desconnexió de la instal·lació, càrrega, trajecte en camió i continuació de l’experiment. Aquesta seqüència completa, més que la distància recorreguda, és la primera mundial.

Per què cal sortir de la fàbrica d’antimatèria

Els acceleradors i equips de l’Antimatter Factory generen variacions del camp magnètic de l’ordre d’una milmilionèsima de tesla. Són unes 20.000 vegades més petites que el camp terrestre, segons el CERN, però prou grans per limitar les mesures de BASE.

El destí previst és un laboratori de precisió de la Universitat Heinrich Heine de Düsseldorf, a almenys vuit hores per carretera. També s’esmenten laboratoris dedicats al CERN i a la Universitat Leibniz de Hannover. A 27 de juliol de 2026, la prova pública confirmada és el recorregut dins del CERN; el viatge internacional continua sent l’objectiu següent.

Durant vuit hores, l’imant s’hauria de mantenir per sota de 8,2 kelvins. L’equip estudia afegir un generador al camió per alimentar el criorefrigerador. A l’arribada encara quedaria una operació delicada: transferir els antiprotons a un altre experiment sense perdre’ls.

Què passaria en un accident

No hi ha risc d’una explosió com la d’Àngels i dimonis. El mateix CERN estima que una trampa amb entre 100 i 1.000 antipartícules alliberaria aproximadament una milionèsima de joule si tota la mostra s’aniquilés, unes 10.000 vegades menys que l’energia d’una pulsació de teclat. Amb 92 antiprotons, l’ordre de magnitud encara és inferior.

Un gram d’antimatèria sí que representaria una energia enorme perquè també s’aniquilaria un gram de matèria ordinària. Però aquesta comparació és purament hipotètica. La fàbrica no produeix ni conserva res remotament pròxim a un gram: el CERN calcula que tot un any continu d’antiprotons produïts equivaldria a uns 500 joules, abans fins i tot de considerar les enormes pèrdues de captura.

La fita de BASE-STEP no és transportar molta energia. És conservar menys d’un centenar d’antiprotons mentre una tona de tecnologia es mou al seu voltant. El camió és espectacular precisament perquè la càrrega científica és gairebé inimaginablement petita.