¿Qué es eso de la antimateria? ¿Existe?, ¿Somos capaces de crearla?, todas estas preguntas nos las hemos hecho alguna vez, todos aquellos que hemos sentido curiosidad por la ciencia, De la materia estamos hartos de verla , se encuentra en todas partes y simplificando todos hemos estudiado su definición :
Materia es todo aquello que tiene masa y ocupa un lugar en el espacio, fácil ¿no?, nosotros mismos somos materia, la materia nos rodea por todas partes, todo lo que vemos a nuestro alrededor es materia, pero ¿y la antimateria?. La existencia está harta de mostrarnos el opuesto, algunos ejemplos son el bien y el mal, lo blanco y lo negro, el ying y el yang , es un hecho de la naturaleza, todo tiene su contrario, pero si es así ¿dónde está la antimateria?. Quizás algunos la habréis oído mencionar en alguna película de ciencia ficción, como sabrán los seguidores de la película STAR TRECK, donde el combustible de la nave U.S.S Enterprise es la antimateria.
Se dice que en el origen del universo, la gran explosión, que algunos llaman el Big Bang se crearon dos tipos de materia, una es la materia , la que vemos y la otra es su contraria , idéntica en todos los aspectos menos en que las cargas de sus partículas son inversas. ¿ Pero qué ocurre si la materia y la antimateria entran en contacto?, los científicos afirman que ambas se destruyen, es lo que ellos llaman el proceso de aniquilación.
El Big Bang es el modelo aceptado por la ciencia de la creación del universo. Según esta teoría un solo punto de energía muy concentrada estalló en una explosión cataclísmica, expandiéndose hacia fuera para formar el Universo. ¿Cómo era ese punto de energía?, ahí coinciden la ciencia y la religión: la energía pura es el padre de la creación.
Según una de las leyes de la física dice, que la materia no puede crearse de la nada y en cambio Dios dijo: “Hágase la luz”, y todo lo que vemos surgió de la nada, otra vez la ciencia en oposición con la religión.
Se ha hablado mucho de la aniquilación materia-antimateria: la reacción más energética del universo, en la que ambas masas desaparecen por completo para liberar la energía que las forma según la famosa ecuación E = mc2.
Pero si se unen la materia y la antimateria se aniquilan, y este mundo que vemos es materia, ¿dónde se encuentra la antimateria? ¿existió alguna vez, es una invención?.
Se dice que la aniquilación materia-antimateria es la reacción más simple de la naturaleza. Una partícula de materia y una partícula de antimateria se combinan para liberar dos partículas nuevas , llamadas FOTONES. Un fotón es una diminuta mota de luz, ¿es el fotón la prueba de la existencia de la antimateria?
La antimateria posee algunas características que la convierten en algo muy peligroso. Según algunas hipótesis , una muestra de diez miligramos , el volumen de un grano de arena , alberga tanta energía como doscientas toneladas de combustible de nuestros cohetes.
Pongamos un ejemplo. Medio gramo de materia interactuando con medio gramo de antimateria (un gramo de masa total) genera espontáneamente 89.876 gigajulios de energía (se obtiene aplicando simplemente E = mc2; E = 0,001 · 299.792.4582 = 89.875.517.873.682 J).Dónde E=energía, m=masa y c=velocidad de la luz. En términos de energía utilizable, esto equivale a unos 25 gigawatios-hora (una central nuclear tirando watios a toda mecha durante casi un día entero); si queremos presentarlo en términos de energía explosiva, son 21,5 kilotones: como Nagasaki más o menos. Con un solo gramo de material.
La materia que nos rodea y de la que estamos constituidos está formada por átomos, que a su vez, está constituida por neutrones, protones y electrones. Estas partículas vienen definidas por su masa y carga eléctrica.
La antimateria es materia constituida por las antipartículas (antielectrones, antiprotones y antineutrones). Su diferencia estriba básicamente en la carga eléctrica, del signo opuesto al ordinario, con lo que sus movimientos giratorios en torno a sí mismos, o espín, son también inversos.
La antimateria es materia constituida por las antipartículas (antielectrones, antiprotones y antineutrones). Su diferencia estriba básicamente en la carga eléctrica, del signo opuesto al ordinario, con lo que sus movimientos giratorios en torno a sí mismos, o espín, son también inversos.
Dónde se encuentra la antimateria:
En 1932, el físico Carl David Anderson descubrió el positrón, o antielectrón, estudiando rayos cósmicos. Veintitrés años después, en 1955, Emilio Segrè y Owen Chamberlain, descubrieron el antiprotón y antineutrón. Sin embargo, no fue hasta 1965 cuando dos equipos, liderados por Antonino Zichichi y Leon Lederman, consiguieron crear un antideuterón, una antipartícula compuesta por un antiprotón y un antineutrón. En 1995, se crearon los primeros átomos de antihidrógeno.
El tiempo que se consigue mantener esta antimateria, por medios como campos magnéticos o radiofrecuencia, se incrementa con los años. En 2011, se lograron almacenar 300 átomos de antihidrógeno durante 1.000 segundos. Dada la elevada complejidad de la antimateria por su naturaleza intrínseca, grandes cantidades de energía para su creación y complicados sistemas de almacenamiento, es considerada la sustancia más cara del mundo, con un costo estimado de unos 60.000 millones de USD el miligramo.
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. También puede originarse, de una forma natural, en el Sol así como en la parte superior de las tormentas eléctricas por ráfagas de rayos gamma terrestres generadas en el interior de las tormentas eléctricas y asociados directamente con los relámpagos.
En ciertas regiones de la magnetosfera terrestre, también se pueden encontrar, ya que estas antipartículas son atrapadas por el intenso campo magnético de la Tierra, causado a su vez por la rotación de ésta. Dicho campo atrapa partículas cargadas (plasma) provenientes del sol (viento solar), así como partículas cargadas que se generan por interacción de la atmósfera terrestre con la radiación cósmica y la radiación solar de alta energía.
El tiempo que se consigue mantener esta antimateria, por medios como campos magnéticos o radiofrecuencia, se incrementa con los años. En 2011, se lograron almacenar 300 átomos de antihidrógeno durante 1.000 segundos. Dada la elevada complejidad de la antimateria por su naturaleza intrínseca, grandes cantidades de energía para su creación y complicados sistemas de almacenamiento, es considerada la sustancia más cara del mundo, con un costo estimado de unos 60.000 millones de USD el miligramo.
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. También puede originarse, de una forma natural, en el Sol así como en la parte superior de las tormentas eléctricas por ráfagas de rayos gamma terrestres generadas en el interior de las tormentas eléctricas y asociados directamente con los relámpagos.
En ciertas regiones de la magnetosfera terrestre, también se pueden encontrar, ya que estas antipartículas son atrapadas por el intenso campo magnético de la Tierra, causado a su vez por la rotación de ésta. Dicho campo atrapa partículas cargadas (plasma) provenientes del sol (viento solar), así como partículas cargadas que se generan por interacción de la atmósfera terrestre con la radiación cósmica y la radiación solar de alta energía.
La tomografía por emisión de positrones o PET es una técnica no invasiva de diagnóstico de la Medicina Nuclear capaz de medir la actividad metabólica del cuerpo humano. La PET detecta y analiza la distribución tridimensional que adopta en el interior del cuerpo un radiofármaco de vida media ultracorta administrado a través de una inyección intravenosa. La PET detecta la emisión de fotones producidos al aniquilarse los positrones, emitidos por el radiofármaco, y los electrones corticales del cuerpo del paciente. Los antiprotones son cuatro veces más efectivos que los protones en la destrucción de tejido canceroso, es por ello que se estudien sus aplicaciones en oncología.
Sin embargo, la aplicación que mayor interés suscita es la generación de energía, ya que la aniquilación de una partícula con una antipartícula genera energía unas cinco mil veces mayor que la energía nuclear de fisión. Esta fuente de energía podría utilizarse en los viajes intelesterales, dadas su elevado rendimiento. Por ejemplo, se estima que 20 miligramos de antimateria serían suficientes para propulsar una nave a Marte.
Sin embargo, la aplicación que mayor interés suscita es la generación de energía, ya que la aniquilación de una partícula con una antipartícula genera energía unas cinco mil veces mayor que la energía nuclear de fisión. Esta fuente de energía podría utilizarse en los viajes intelesterales, dadas su elevado rendimiento. Por ejemplo, se estima que 20 miligramos de antimateria serían suficientes para propulsar una nave a Marte.
La aniquilación materia-antimateria y el problema de la contención.
Lamentablemente, no se conoce todavía ningún método eficaz para contener antiátomos sin que entren en contacto con la materia circundante. Las partículas con carga –positrones e iones o núcleos sueltos, por ejemplo– se pueden mantener durante algún tiempo en trampas magnéticas, como las trampas de Penning. Los átomos, en cambio, acaban entrando en contacto con la materia circundante y se aniquilan.
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