Materia AB y femtotecnología

Dentro de unas pocas décadas seremos capaces mediante la nanotecnología molecular de manipular la materia con precisión atómica. Esta capacidad nos dará un poder tecnológico enorme y será una revolución.
¿Pero será este el limite?¿Encontrara una civilización tecnológica como la nuestra u otra extraterrestre un muro que impida su progresión tecnológica tan pronto?¿O se puede superar esta barrera?¿Seria posible ir a una escala muy inferior al nanómetro ? Si no lo es, seria una autentica frustración tener tantos millones de años por delante y encontrarse una barrera tan pronto.

Aviso que el material de Alexander Bolonkin que voy a presentar a continuación es altamente especulativo, pero si se consiguiese nos daría una tecnología que parecería magia.

La materia conocida se encuentra en forma de átomos, con un núcleo compuesto de protones y neutrones, con electrones orbitando este núcleo, a una distancia 100.000 veces mayor que el tamaño del propio núcleo. Un átomo medio tiene una décima parte de un nanometro(10^-10m) y su núcleo alrededor de un femtometro(10^-15m).

Lo que propone Bolonkin es crear una forma de materia degenerada estable, apilando los nucleones(neutrones y protones) en forma de cadenas o filamentos, y crear mallas con estos filamentos. Estaríamos manejando ya la femtoescala. A la tecnología que maneja estructuras a esta escala se le llama femtotecnología, en semejanza a la nanotecnología.
Las propiedades de una materia así serian increíbles. Como algo así no existe en la naturaleza Bolonkin la llama Materia AB.

La materia normal debe sus propiedades, por ejemplo, los valores del modulo de Young y de resistencia a la tracción y compresión, a la fuerza de enlace entre orbitales, y por lo tanto a fuerzas electromagnéticas. La Materia AB esta unida por la fuerza nuclear fuerte, varios ordenes de magnitud mas fuerte que la anterior.



En la imagen superior se representan varios tipos diferentes de filamentos de Materia AB

a) Monofilamento o cuerda lineal. Nucleones(2), electrones(5)
b) Barra compuesta de 4 monofilamentos.
c) Barra compuesta de muchos monofilamentos.
d) Cuerda hecha de nucleones(2) con electrones (5) en orbitas(4)
e) Tubo de simple capa con electrones(5) en orbitas(4).
f) Sección de un tubo multicapa rodeado de una nube de electrones(6)
g) Sección de una barra.
h) Tubo de simple capa con electrones insertados en la Materia AB

Y en esta imagen se puede ver una lamina continua de Materia AB y una malla compuesta de cuerdas de Materia AB.


Se podrían crear estructuras en forma de columna partir de cuerdas o filamentos de Materia AB.



Bolonkin presenta varias formas de crear esta materia.
Una utiliza tecnología reminiscente de la fabricación de chips.
Las fuentes de electrones, y nucleones concentran haces de partículas en el lado contrario de la cámara, en la mascara de evaporación donde se forma la Materia AB
(1) Instalación
(2) Materia AB y la mascara de evaporación o formación
(3) Fuente de neutrones
(4) Fuente de protones y núcleos cargados
(5) Fuente de electrones
(6) Nube de partículas
(7) Pared, refleja los neutrones y usa la energía nuclear
La creación de materia AB produciría energía, igual que un reactor de fusión.

Una vez que tuviésemos cierta cantidad de Materia AB, obtener mas seria mas fácil. Al estrusionar un gas, un liquido o un sólido a través de los agujeros en una lamina de Materia AB, se formarían filamentos de Materia AB que se podrían ensamblar después para formar mas laminas.


Estas son las propiedades de la materia AB:

Resistencia: Al estar unida por la fuerza nuclear fuerte la Materia AB es increíblemente resistente, tendría una resistencia 10^23 veces la del acero.
Una delgadísima película de Materia AB de un femtometro de grosor y un metro cuadrado podría soportar 100 millones de toneladas.
La materia AB es increíblemente densa (8.35*10^17 kg/m3), pero esto no es un problema porque debido a sus pequeñas dimensiones el peso de las cantidades requeridas es minúsculo. Por ejemplo, según la luz de malla el peso de un m2 variaría de algunas millonésimas de kg a unos cientos de kg.

Resistencia a altas temperaturas: La temperatura necesaria para romper la materia AB seria de 7000 millones de grados, temperaturas mucho mas altas que las del centro del Sol o las de los reactores de fusión.
Seria también un material atérmico, la masa de una lamina de materia AB es tan alta comparada con la masa de los átomos que la rodean que no se ve afectada. Es como si se intentase mover una puerta de acero macizo con pelotas de ping pong. Apenas 100 kg de materia AB forraría todo el Shuttle y soportaría cualquier tipo de reentrada!!

Propiedades dieléctricas: Como se ha mencionado anteriormente la Materia AB tiene tres formas de alojar los electrones, aquella forma en la que los e- están embebidos en la cadena seria un material de alta resistencia dieléctrica(8*10^15 MV/m) muchísimo mas que cualquier material actual(680 MV/m) .

Superconductividad: La forma de Materia AB que tiene una nube de e- alrededor posiblemente tendría una resistencia cero o casi cero(incluso a millones de grados ) si los filamentos se colocasen en dirección del la corriente.

Resistencia química: La Materia AB no se vería afectada por ninguna reacción química, ni sufriría fatiga ni corrosión. Perduraría millones de años inalterable.

Propiedades según ancho de malla: En una malla, a la distancia entre los filamentos que la componen se le llama luz o ancho de malla. La Materia AB tiene diferentes propiedades según su luz.

Si la luz es de mas de 100 fm la radiación lumínica pasaría totalmente a través de esta sin verse afectada.
Si la luz es de mas de 100 nm la materia normal pasaría a través de la materia AB sin problemas, porque el tamaño de la fibra 2*10^-15 m es muchísimo menor que el diámetro de un átomo, 3*10^-10 m.
Es decir podríamos fabricar un muro de materia AB con una luz de mas de 100 nm y seria invisible, y podríamos atravesarlo como si no estuviese. Este muro a su vez podría estar sujetando un peso de miles de toneladas, y este parecería que esta suspendido como por arte de magia pues parecería que nada lo sujeta.
Si la luz esta entre 10 nm y 100 fm el muro seria invisible pero impenetrable para cualquier forma de gas, liquido, o materia sólida. Si nos chocásemos con un muro así parecería que un campo de fuerza misterioso no nos dejase pasar.
Super-reflectividad, si la luz es inferior a cierta longitud de onda se reflejara totalmente. Se podrían crear lentes indestructibles.
Si disminuimos los suficiente la luz ninguna forma de radiación podrá atravesarla.
Si la luz es inferior al diámetro de los átomos, como resultado obtenemos un material de cero fricción.

Estas propiedades darían una aplicaciones increíbles.

Podrías forrar una nave espacial totalmente con una lamina de materia AB con una luz que no dejase pasar absolutamente nada, y tendría una nave totalmente indestructible, capaz de soportar millones de grados, explosiones de bombas atómicas y cualquier tipo de ataque. Mucho mejor que cualquier campo de fuerza de las series de sci-fi que te imagines. Lo mismo se puede aplicar a los coches, aviones, barcos, tanques...

Reactores de fusión mas eficientes y compactos.
Un problema en el Tokamak, es la perdida de energía del plasma por contacto de este con las paredes del reactor. Una capa de materia AB, al ser atérmica, soluciona esto y permitiría compactar los reactores en gran medida.

La fricción cero permitiría aviones con un vuelo de una eficiencia altísima, con un consumo muy bajo de combustible. El 90% de la energía se pierde en el rozamiento con el aire. Ídem para barcos.

La fricción con el aire además limita la velocidad de un avión en la atmósfera. Se podrían crear aviones hipersónicos que podrían viajar a velocidades increíbles.

Se podría mejorar el diseño de los cohetes y de los aviones a reacción, ya que las eficiencias de estos dependen de las temperaturas a las que trabajan los materiales de las turbinas o la cámara de combustión.

Se podrían construir chips billones de veces mas pequeños y miles de veces mas rápidos

Volantes de inercia con capacidad de almacenar una energía increíble.
Un volante de inercia es un dispositivo que permite almacenar energía en forma de energía cinética. A grandes rasgos en un rotor que gira a gran velocidad en una cámara de vació. Se puede utilizar energía para aumentar el giro del rotor, y una vez que se ha terminado la fuente de energía, este rotor puede volver a devolver esa energía. La energía acumulada depende de la velocidad de giro del rotor y de su masa. La velocidad de giro esta limitada por la resistencia del material del rotor. Cuanto mas resistente mas velocidad de giro. La Materia AB debido a su alta resistencia podría permitir grandes velocidades angulares que junto a su alta densidad y la fricción cero (no necesitas cámara de vació) daría volantes con capacidad de almacenar grandes cantidades de energía.
Se podría cargar una para un coche, un avión, un barco o una sonda espacial en el momento de su fabricación, y este no necesitaría combustible en décadas.
Esta característica también podría servir como método de propulsión para naves espaciales. El limite de la velocidad del rotor de AB seria un 13% de c. Se podría utilizar esa velocidad alcanzada por el rotor para lanzar algún tipo de material como forma de propulsión. Y porque no lanzar sondas de esta forma. O proyectiles en armas poderosísimas.


Un poco de transhumanismo. Imaginémonos un futuro posthumano en el que podemos reproducir con Materia AB la complejidad de un ser humano y crear un ‘femtoser’. 200 de estos seres podrían alojarse en un espacio de un microbio. Si también estuviese disponible la descarga de mentes, podríamos pasar la nuestra a uno de estos seres.
Para un ser así el jardín de una casa seria tan grande como el sistema solar entero lo es para un ser humano normal, un planeta entero como una galaxia entera.
Podrían viajar en naves espaciales del tamaño de una bacteria.¿Cómo podríamos detectar algo así?. De todas formas no estaría muy claro que tipo de información podrían sacar del medio macroscópico, o si se podrían comunicar con nosotros.
Aunque Bolonkin no lo menciona, un ser así probablemente por la velocidad de computación altísima de su mente, percibiría las cosas a cámara lenta, probablemente unos segundos le parecerían años.

Pensando en aplicaciones, se me han ocurrido algunas mas, como sondas para explorar el manto de la Tierra, o el interior del Sol. También espadas con un filo que lo corta todo. Ni que decir que el ascensor espacial seria una cosa de niños. Se podrían construir habitats espaciales descomunales, como los Orbitales de Bank.

Todo suena muy especulativo, pero también lo era la nanotecnología hace unas décadas. Si fuese posible el avance tecnológico seria inimaginable. La femtotecnología posibilitaría muchas cosas mas, y hay otras formas de conseguirla, pero esta entrada ya es un poco larga, así que eso sera en otra ocasión ;)


Paper original de Alexander Bolonkin ‘Femtotechnology: Nuclear Matter with Fantastic Properties’