Molécula de materia-antimateria hace su debut

dipositronioLa primera molécula hecha de pares de materia-antimateria ha sido creada por físicos de los Estados Unidos. Apodada “dipositronio”, contiene dos electrones y dos positrones que están unidos casi de la misma forma que el hidrógeno molecular. Los investigadores afirman que la técnica podría mejorarse para hacer el primer condensado Bose-Einstein de materia-antimateria y finalmente el primer “láser de rayos-gamma de aniquilación”, que podría usarse para estudiar objetos tan pequeños como un núcleo atómico (Nature 449 195).

El Modelo Estándar de física de partículas dice que cada partícula tiene un homólogo de antimateria – el electrón, por ejemplo, está emparejado con el positivamente cargado positrón. Aunque los electrones y positrones se aniquilan entre sí, pueden unirse temporalmente para crear un átomo de positronio, que recuerda a un átomo de hidrógeno. En teoría, dos átomos de positronio podrían unirse para formar una molécula de dipositronio. Sin embargo, los físicos hallaron dificultades al crear cantidades detectables de dipositronio dado que es muy difícil conseguir los suficientes átomos en el mismo lugar para que reacciones y formen moléculas.

Ahora, David Cassidy y Allen Mills de la Universidad de California en Riverside han conseguido acumular y reaccionar suficiente positronio para confirmar que el dipositronio existe. El par usó una trampa especial de positrones desarrollada Clifford Surko y sus colegas de la Universidad de California en San Diego para acumular positrones a partir del decaimiento del sodio-22.

Cuando acumularon aproximadamente 20 millones de positrones, el contenido de la trampa fue centrado en un pequeño punto de una pieza de silicio poroso. Los positrones pasaron a través de los poros, donde reaccionaron con los electrones para formar positronio. Algunos de estos átomos se unieron a las superficies de silicio, donde se combinaron para formar dipositronio. La superficie desempeña un papel crucial al promover que se forme dipositronio ya que estabiliza las moléculas absorbiendo la energía expulsada cuando se forma la molécula.

La presencia del dipositronio se confirmó observando la aniquilación de electrón-positrón del silicio. Los átomos de positronio existen en dos estados cuánticos distintos dependiendo de la orientación relativa de los espines del electrón y el positrón. El estado “para” sólo dura 125 ps antes de aniquilarse, mientras que el estado “orto” aguanta un poco más de 1000 veces más (142 ns) antes de aniquilarse. El dispositronio se forma cuando dos átomos orto se unen, pero nada impide que los dos positrones de la molécula intercambien sus compañeros electrones creando átomos para. Como resultado, los átomos orto en las moléculas no duran tanto como los átomos orto libres.

Monitorizando los rayos gamma que se generan durante la aniquilación, los investigadores vieron una reducción en el tiempo de vida global del positronio en el silicio, lo cual interepretaron como una prueba de la formación de dipositronio. De acuerdo con Cassidy, esto se confirmó calentando el silicio, lo cual evita que el positronio se pegue y reduce el número de moléculas de dipositronio que pueden crearse. Cuando se hizo esto, el tiempo de vida del dipositronio se incrementó.

Cassidy dijo a physicsworld.com que él y Mills están trabajando ahora en la creación de un condensado Bose-Einstein (BEC) de positronio, en el cual todas las moléculas se fijen en el mismo estado cuántico. Los cálculos sugieren que el BEC podría hacerse aumentando la densidad del positronio en un factor de 1000 y enfriándolo a aproximadamente 15 K. Dice Cassidy que esto podría hacerse acumulando más positrones en la trampa y disparando un rayo más intenso en el silicio. Las mejoras en el mismo silicio podrían ayudar también, dice.

Si la densidad se incrementase en un factor de 1000, el BEC podría usarse para crear un láser de rayos gamma de aniquilación. En tal dispositivo los pares electrón/positrón podrían hacerse para que se aniquilaran en cascada, lo cual produciría un flujo de fotones de rayos gamma coherente similar a la luz láser. Los rayos gamma de aniquilación tienen una longitud de onda muy corta, lo que significa que tal láser podría algún día usarse para estudiar objetos tan pequeños como el núcleo de un átomo.


Autor: Hamish Johnston
Fecha Original: 12 de septiembre de 2007
Enlace Original

Comparte:
  • Print
  • Digg
  • StumbleUpon
  • del.icio.us
  • Facebook
  • Twitter
  • Google Bookmarks
  • Bitacoras.com
  • Identi.ca
  • LinkedIn
  • Meneame
  • Netvibes
  • Orkut
  • PDF
  • Reddit
  • Tumblr
  • Wikio

Like This Post? Share It

Comments (5)

  1. [...] Más información sobre este experimento en CienciaKanija [...]

  2. [...] evidencias de que se vuelva intratable cuando se enfada. Más información sobre este experimento en CienciaKanija Traducido de Rare Molecule Created in the Lab for the First Time (por Gregory Mone) (fuente: [...]

  3. [...] Crean un molécula de materia-antimateriawww.cienciakanija.com/2007/09/18/molecula-de-materia-antimat… por mezvan hace pocos segundos [...]

  4. [...] es un sistema de vida corta en el cual un electrón y su antipartícula se unen entre sí. En 2007, físicos de la Universidad de California en Riverside crearon el positronio molecular, una sustancia completamente nueva, en el laboratorio. Ahora han tenido éxito al aislar por [...]

  5. me encanto esto xq lo tuve q necesitar muchoooo

Deja un comentario

Tu dirección de correo electrónico no será publicada. Los campos necesarios están marcados *