Información variada sobre la anti-materia

1. E. Z. Z. Colegio de Bachilleres del Estado de Hidalgo Plantel Nopala 02 Prfa. Laurencia Trejo Montiel Este trabajo fue elaborado por el alumno: ANTIMATERIA

2. Índice Introducción Notación Origen Historia Producción Usos Ciencia Ficción - Exceso de materia en el Big Bang - Asimetría CP - Galaxias de Antimateria

3. Introducción En física de partículas, la antimateria es la extensión del concepto de antipartícula a la materia. Así, la 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.

4. Notación En física se usa una barra horizontal o macrón para diferenciar las partículas de las antipartículas: por ejemplo protón p y antiprotón .También para los átomos de antimateria se emplea la misma notación. También se utiliza la diferencia de carga eléctrica entre ambas partículas: por ejemplo electrón e − y positrón e + .

5. Origen Algunas teorías afirman que en el origen del universo existían materia y antimateria en iguales proporciones. Pero la materia y la antimateria se aniquilan mutuamente, dando como resultado energía pura, y sin embargo, el universo que observamos está compuesto únicamente por materia. Se desconoce porque hay poca antimateria en el universo. El proceso por el que la cantidad de materia superó a la de antimateria se denomina bariogénesis, y se divide en tres posibilidades:

6. Exceso de materia en el Big Bang Especula con que la materia que forma actualmente el universo podría ser el resultado de una ligera asimetría en las proporciones iniciales de ambas. Se ha calculado que la diferencia inicial entre materia y antimateria debió ser tan insignificante como de una partícula más de materia por cada diez mil millones de parejas partícula-antipartícula.

7. Asimetría CP En 1967, Andréi Sájarov postuló por primera vez que las partículas y las antipartículas no tenían propiedades exactamente iguales o simétricas; una discusión denominada la Violación CP. Un reciente experimento en el acelerador KEK de Japón sugiere que esto quizás sea cierto, y que por tanto no es necesario un exceso de materia en el Big Bang: simplemente las leyes físicas que rigen el universo favorecen la supervivencia de la materia frente a la antimateria. En este mismo sentido, también se ha sugerido que quizás la materia oscura sea la causante de la bariogénesis al interactuar de distinta forma con la materia que con la antimateria.

8. Galaxias de antimateria Esta tercera opción plantea la hipótesis de que pueda haber regiones del universo compuestas de antimateria. Hasta la fecha no existe forma de distinguir entre materia y antimateria a largas distancias, pues su comportamiento y propiedades son indistinguibles. Existen argumentos para creer que esta tercera opción es muy improbable: la antimateria en forma de antipartículas se crea constantemente en el universo en las colisiones de partículas de alta energía, como por ejemplo con los rayos cósmicos. Sin embargo, éstos son sucesos demasiado aislados como para que estas antipartículas puedan llegar a encontrarse y combinarse. La NASA ha enviado la sonda AMS (Alpha Magnetic Spectrometer) para buscar rastros de antimateria más compleja, que pudiesen indicar que todavía existe antimateria en el universo. Sin embargo los experimentos no han detectado nada hasta la fecha.

9. Historia Paul Dirac en 1928, predijo la existencia de antipartículas. Carl D. Anderson, descubrió el positrón en 1932. En 1955, Emilio Segrè y Owen Chamberlain, el antiprotón y antineutrón. En 1965, dos equipos consiguieron crear un antideuterón, una antipartícula compuesta por un antiprotón y un antineutrón, a cargo de Antonino Zichichi, y paralelamente por Leon Lederman. En 1995, el CERN anunció la creación de nueve átomos de antihidrógeno, liderado por Walter Oelert y Mario Macri, y el Fermilab confirmó el hecho, anunciando poco después la creación a su vez de 100 átomos de antihidrógeno. F. J Hartmann y un equipo de investigadores japoneses informaron de la creación de un átomo compuesto de materia y antimateria llamado helio antiprotónico.

10. Átomos de Antihidrógeno

11. Producción La antimateria es la sustancia más cara del universo, con un costo estimado de 300.000 millones de dólares el miligramo. La producción de antimateria, además de consumir enormes cantidades de energía, es muy poco eficiente, al igual que la capacidad de almacenamiento, que ronda sólo el 1% de las partículas creadas. Debido a esto, algunos estudios de la NASA plantean recolectar mediante campos magnéticos la antimateria que se genera de forma natural en los Cinturones de Van Allen de la Tierra, o incluso en los cinturones de los grandes planetas gaseosos como Júpiter.

12. Producción y Usos de la Antimateria

13. Usos Algunos usos prácticos son: la Tomografía por emisión de positrones. También se investiga su uso en terapias contra el cáncer y se especula incluso con la idea de diseñar microscopios de antimateria, pero lo que mas interesa son sus aplicaciones como combustible (o incluso para armamento). Por ejemplo, se estima que sólo serían necesarios 10 miligramos de antimateria para propulsar una nave a Marte. No obstante, hay que indicar que estas cifras no tienen en cuenta que aproximadamente el 50% de la energía se disipa en forma de emisión de neutrinos, por lo que en la práctica habría que reducir las cifras a la mitad.

14. Ciencia Ficción Como es lógico, la capacidad energética de la antimateria, unida a lo exótico de su concepto, la ha convertido en un referente en obras futuristas o de ciencia ficción, tanto en combustibles como armamentos. Algunos ejemplos son: En la película Avatar, la nave de carga ISV Venture Star emplea dos motores híbridos de fusión/materia-antimateria. En el videojuego Starcraft las naves Scout de los Protoss utilizan para combate misiles de antimateria.