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Antimateria

Antimateia
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Concepto:La antimateria es la extensión del concepto de antipartícula a la materia.

Antimateria.Está compuesta de antipartículas, mientras que la materia ordinaria está compuesta de partículas. Por ejemplo, un antielectrón (un electrón con carga positiva, también llamado positrón) y un antiprotón (un protón con carga negativa) podrían formar un átomo de antimateria, de la misma manera que un electrón y un protón forman un átomo de hidrógeno. El contacto de materia y antimateria llevaría a la aniquilación de ambas, dando lugar a fotones de alta energía (rayos gamma) y otros pares partícula-antipartícula.

Concepto

Como la misma palabra dice, es lo opuesto de la materia, es decir: una materia cuyas partículas elementales tienen carga eléctrica opuesta a la normal. Así, en un átomo de antimateria encontramos en lugar de protones (positivos), antiprotones (negativos) y, en lugar de electrones (negativos), antielectrones o positrones (positivos).

Cuando una partícula y una anti-partícula entran en contacto, se produce el fenómeno de la aniquilación o sea de la transformación de la materia en energía. La antimateria, prevista teóricamente por los físicos de los años 30, ha sido producida en laboratorios desde mediados los años 50, gracias a los potentes aceleradores de partículas.

Según una teoría cosmológica, en el Universo existen cantidades iguales de materia y de antimateria confinada, obviamente, en regiones distantes entre sí. Sin embargo, en los puntos de encuentro, se producirían grandes fenómenos de aniquilación. Los rayos Gamma, que se observar como radiación de fondo del Universo, son interpretados por algunos como el producto secundario de esta aniquilación.

Según otra teoría, en cambio, materia y antimateria existían por partes iguales en él origen del Universo pero con un leve excedente de la primera sobre la segunda. Por consiguiente, la antimateria habría sido totalmente destruída por la aniquilación y el Universo actual estaría constituído por el residuo de materia superviviente.

En el estado actual de los conocimientos físícos resulta imposible determinar, a través de observaciones astronómicas a distancia, si una lejana galaxia está hecha de materia o de antimateria, debido a que ambas producen emisiones electromagnéticas idénticas.

Notación

En física se usa una barra horizontal o macrón para diferenciar las partículas de las antipartículas: por ejemplo protón p y antiprotón p. Para los átomos de antimateria se emplea la misma notación: por ejemplo, si el hidrógeno se escribe H, el antihidrógeno será H. También se utiliza la diferencia de carga eléctrica entre ambas partículas: por ejemplo electrón e− y positrón e+.

Teorías

La primera dice que la materia y antimateria existían por partes iguales en el origen del Universo pero que había un poco más de materia que de antimateria. Por consiguiente, la antimateria habría sido totalmente destruida por la aniquilación y el Universo actual estaría constituido por el residuo de materia superviviente.

Otra teoría dice que en el Universo existen cantidades iguales de materia y de antimateria, obviamente, en lugares muy lejanos entre ellos. Sin embargo, en los puntos de encuentro, se producirían grandes fenómenos de aniquilación. Unos rayos, llamados rayos Gamma, que se suelen observar en el Universo, podrían ser efectos secundarios de estas reacciones. Es muy difícil investigar a través de observaciones astronómicas, ya que materia y antimateria ya producen emisiones electromagnéticas iguales.

Usos

La antimateria puede tener diferentes usos:

  • Combustible: para imaginaros lo potente que puede llegar a ser, con sólo 250 gramos de antimateria se podría llegar a Marte en 1 día y a la Luna en 8 minutos.
  • Producir energía: la antimateria es la fuente de energía más poderosa conocida por el hombre. Libera una energía de una eficacia del cien por cien (la fisión nuclear posee una eficacia del uno y medio por cien). La antimateria no genera contaminación ni radiación, y una gota podría proporcionar energía eléctrica a toda Nueva York durante un día.
  • Armamento. Este proceso de aniquilación materia-antimateria podría ser empleado como el explosivo más potente que pueda imaginarse. Un gramo de antimateria al unirse con un gramo de materia produciría una energía capaz de lanzar 1 millón de toneladas de material a casi 20000 metros de altura. O lo que es lo mismo, la potencia de veinte kilones, es decir, la potencia de la bomba que fue lanzada sobre Hiroshima.

Limitaciones

  • No existe en el mundo conocido antimateria relativamente disponible.
  • Hasta ahora, en el proceso de obtener una unidad de energía como antimateria hemos de gastar previamente 100 millones más de energía.
  • La eficacia del almacenamiento actual de antiprotones es tan solo del orden del 1%.
  • Si toda la capacidad se usara para producir antiprotones, los resultados finales al cabo de un año únicamente servirían para mantener encendida una lámpara de 100 vatios durante 3 segundos.
  • Si se acudiera a usar toda la capacidad mundial de antimateria producible la lámpara no podría estar encendida más de 6 minutos.
  • Todas las reservas energéticas mundiales existentes de carbón, gas y petróleo, una vez convertidas en antiprotones, con los rendimientos actuales, producirían una energía insuficiente para que un automóvil pudiese dar la vuelta a España haciendo un recorrido costero.

Fuentes