Antimateria explicada en 60 segundos.

Artículo publicado por Michael Doser en octubre/noviembre de 2004 en Symmetry

La antimateria está hecha de partículas con características opuestas a las de las partículas de materia usuales. Considera esta analogía: cava un agujero, y haz una colina con la tierra excavada. El agujero y la colina tienen características opuestas – el volumen de la tierra en la colina y el del agujero de donde se ha sacado la tierra. Para las partículas, propiedades como la carga eléctrica, son opuestas a las de sus antipartículas – una positiva y la otra de la misma magnitud, pero negativa. También, la antimateria aniquilará a la materia en una explosión de energía, así como la colina llena el agujero, desapareciendo así ambos.

La antimateria como un hoyo © by Kanijoman


Parece que el universo no contiene cantidades significantes de antimateria, a pesar de que deberían haber sido creada en cantidades iguales a la materia durante el big bang. Entonces, ¿dónde ha ido a parar toda la antimateria? Una posible explicación podría ser una ligera diferencia en las propiedades de la materia y la antimateria, llevando a un ligero exceso de materia que sobrevivió al cataclismo inicial de aniquilación de materia y antimateria.

Experimentadores en el CERN, Fermilab, SLAC y KEK estan produciendo antimateria en aceleradores de partículas para buscar y estudiar esta diferencia. La antimateria tiene tambien aplicaciones médicas en la vida real, como la tomografía por emisión de positrones. Pero, como producir antimateria incluso en cantidades minúsculas es muy difícil, nunca podrá ser el combustible de una futura nave interestelar.


Autor: Michael Doser
Fecha Original: Octubre/Noviembre 2004
Enlace Original

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Comments (34)

  1. Información Bitacoras.com…

    Valora en Bitacoras.com: Artículo publicado por Michael Doser en octubre/noviembre de 2004 en Symmetry Magazine. La antimateria está hecha de partículas con características opuestas a las de las partículas de materia usuales. Considera esta analogía:…..

  2. Tony-tux

    “nunca podrá ser el combustible de una futura nave interestelar.”, tambien decian antes que nunca se podria ir mas rapido que el sonido, o que nunca se podria llegar a la luna, o que nunca se podria llegar a simas profundas, sin embargo la relidad es muy tozuda.
    Tiempo al tiempo mon ami.

  3. Blueberry

    Estoy con Tony, en lo que concierne a las aseveraciones tajantes en materia de ciencia hay que ser muy, muy prudente ;)

  4. Helena Gómez

    Parece ser que la antimateria recorre el tiempo en sentido opuesto a la materia, así pues la antimateria estaría en un antiuniverso simetrico con el nuestro con respecto al tiempo. Este universo sería del todo inaccesible desde el nuestro puesto que se movería hacia el pasado, que para un habitante del antiuniverso sería el futuro.

    • Leviatán

      ¿ Parece ser ? ¿ dónde, en la ciencia ficción ?
      La antimateria existe en nuestro universo y se crea constantemente, incluso aquí mismo, durante las tormentas eléctricas como demostró el telescopio Fermi.

      • Gerardo

        Pues dejame decirte que Helena NO ESTA DICIENDO NINGUNA LOCURA, por lo menos hay un articulo en este mismo blog que trata sobre eso (lo leistes aqui Helena?)

        • Helena Gómez

          En realidad el artículo que citas se refiere más bien a la posibilidad de que la antimateria genere antigravitación. El primero en decir que la antimateria se mueve hacia atrás en el tiempo fue Richard P. Feynman. La relación entre materia y antimateria se rige por la simetria CPT, o sea, C: carga, P: Paridad, T: Tiempo, es decir, una antipartícula es simétrica con su partícula en cuanto a la carga, la paridad y el tiempo. La simetria CPT fue propuesta por Luders y Pauli.

      • Helena Gómez

        Evidentemente la antimateria se puede crear en nuestro mundo, y de hecho se crea de forma expontanea en ciertas circunstancias. La pregunta del artículo se refiere a la antimateria que falta en el universo en su conjunto, ya que este parece estar compuesto unicamente de materia.

    • Oscar

      Estás haciendo referencia a propiedades de simetría de la antimateria, creo yo. Fíjate que se usa antimateria en la tomografía por emisión de positrones. Si viajaran los positrones realmente hacia atrás en el tiempo, no podría ser, ¿verdad?

      La antimateria se descubrió al observar dos trazas en una cámara de niebla con curvaturas opuestas, lo que indicaba que se trataba de dos partículas con la misma masa pero con diferente carga, lo que provoca que la fuerza de Lorentz tenga sentidos opuestos, produciendo curvaturas opuestas.

      La fuerza de Lorentz es la fuerza que ejerce un campo magnético sobre una partícula cargada que se mueve. Pensad que una corriente eléctrica no son más que cargas en movimiento.

    • HELENA, esta muy bueno lo del universo paralelo o inverso de antimateria, tenès bibliografia de esto; gracias

  5. joxemik

    No hay ninguna prueba de lo que dices Helena, de hecho es bastante dificil pensar en que el tiempo sea reversible si lees los últimos estudios, algunos publicados en este blog, sobre temporalidad y dimensiones.

    La antimateria es bastante más ordinaria de lo que parece, lo que pasa es que la propiedad básica de inversión de polaridades eléctricas hace que su presencia en masas de materia normal sea casi imposible, pero no esta relacionado con la dirección del paso del tiempo. Si bien podemos encontrar antiprotones o positrones (antielectrones) en muchas reacciones comunes.

    saludos

  6. Pablo

    No veo que sea una gran analogía para entenderlo. A mí (no sé a vosotros) me induce a pensar que la antimateria tiene masa negativa, y no es así.
    Saludos

    • Oscar

      No, la masa es la misma para materia y antimateria. La masa es un concepto más complejo. Sin embargo, creo que el ejemplo no está tan mal, aunque coincido en que podrían haber dicho explícitamente que partículas y antipartículas tienen la misma masa, para no llevar a malentendidos. A mi juicio, el autor pretende hacer algo más básico todavía.

  7. Pablo

    Sí, es una analogía básica como bien dices, aunque no importa teniendo en cuenta lo poco que sabemos. Por ejemplo: ¿se aniquilan mutuamente los neutrinos y los antineutrinos?

  8. Tom wood Gonzalez

    La condición necesaria para ser ANTIpartícula esta en que su: masaenergía(+), momento quántico de spin(+ – ) y su carga(+ -) sean iguales… Por el uso de símbolo; la diferenciamos con más o menos y esto facilita el cálculo, pueden coincidir en casi todo; pero si no se aniquilan, no es su ANTI. Hasta el día de hoy…. esto es muy exclusivo en la naturaleza, no hay promiscuidad en la relación de las pa’ y las ANTI. Si no hallamos cuando, o por que causa la partícula se “reprodujo” mas que la antipartícula, muchas horas de desvelo de los físicos irán al baúl de los recuerdos; triste pero cierto. Imaginase la teoría del Big Bang tan simétrica… Es que físicamente ablando lo de carga positiva o negativa, o lo de partícula y ANTI es tan convencional; como decir que rojo es mas importante que azul, que la derecha es mejor que la izquierda, que si a usted le hubieran puesto otro nombre seria otro, o que arriba es mas privilegiado que abajo, sabiendo que la tierra en “esférica” y rota…No hay jerarquía en sus propiedades físicas, sino en que una; por suerte, nos acompaña dócilmente; somos materia, y su ANTIhermana ¿donde esta? Hasta el dia de hoy la victima solo muere, si con ella lo hace el acecino. Pero que pasa que pa’ esta vivito y ANTI; como en un coma…donde esta el accidente. ¿Asimetría? ¿Dónde encontrarla en algo tan simétrico y exclusivo, como las pa’ y las ANTI? La física es fascinante y da para todo; pero tiene un Dios muy omnipotente los resultados experimentales.

    • reneco

      La palabra “reprodujo” no se usa mucho en la física de partículas porque da la impresión de que un electrón puede generar otro electrón ( u otra partícula ) y eso no se da en la física si en la biología (la vida se reproduce). Por mi parte no me desvela lo que produjo cada una de las partículas observadas si no que entender la relación que se da entre ellas, creo que esto genera una mejor comprensión del universo

  9. interesante artículo!

  10. Helena Gómez

    Que la antimateria recorre el tiempo en sentido contrario a la materia no se dice solamente en este blog, de hecho creo que siempre se ha dicho así. Si una partícula, o un conjunto de partículas, recorre el tiempo del futuro al pasado, en realidad, debería tener una evolución similar a la materia, y producir entropia de la misma manera que lo hace la materia cuando se desplaza del pasado al futuro. La entropia puede disminuir en pequeña escala, pero a gran escala es muy facil producir entropia, pero muy dificil invertir el proceso. Es como jugar a la loteria, alguna vez puedes ganar, pero si sigues jugando todo el dinero acabará en manos de la banca.

  11. Helena Gómez

    El primero que dijo que la antimateria corría el tiempo en sentido inverso a la materia fue Richard P. Feynman. La relación entre materia y antimateria se rige por la simetria CPT, o sea, C: carga, P: Paridad, T: Tiempo, es decir, una antipartícula es simétrica con su partícula en cuanto a la carga, la paridad y el tiempo. La simetria CPT fue propuesta por Luders y Pauli. En realidad si suponemos que no hay una dirección privilegiada en el tiempo, según la dirección que elijamos, y haciendo la suposición que hacía al principio, desde el punto de nuestro universo el Big Bang sería un proceso que comenzaría con un universo de antimateria que se contrae hasta producir un universo de materia, y viceversa desde el punto de vista del antiuniverso.

  12. Creo que eso es una confusión. Lo que dijo Feynman es que una partícula moviendose en nuestro universo, hacia adelante en el tiempo, equivaldría a una partícula moviendose hacia atrás en el tiempo.

    Pero esto sólo es una forma de interpretar las fórmulas involucradas. No hay ningún viaje en el tiempo en el sentido de que vengas cosas del pasado. Sólo es una forma de interpretar las expresiones matemáticas.

    La cuestión de por qué hay más materia que antimateria está siendo estudiado desde hace muchos años. Principalmente, como se ha comentado, tiene que ver con las simetrías C, P y T.

    \begin{autospam}
    En el blog de Cuentos Cuánticos hay varias entradas explicando el tema.
    \end{autospam}

    • Helena Gómez

      Estás discutiendo sobre el tiempo, una cosa, que según la revista Scientific American que acabo de recibir hoy, NO EXISTE, según opinión de Stephen Hawking. En realidad la gravedad sería una fuerza inducida, según opinión de Andréi Sájarov, como puede verse en esta misma revista, por tanto el tiempo y el espacio serían “entidades emergentes a partir de una física fundamental”, cito la antes mentada S. A. No veo por qué no puede tomarse en sentido negativo una cosa que no existe por si misma, sino que según tan ilustres opiniones sería una “entidad emergente”. LA CUESTION ES EFECTIVAMENTE ¿POR QUÉ HAY MÁS MATERIA QUE ANTIMATERIA? EN MI OPINION UNA TOMÓ LA SENDA DEL FUTURO Y LA OTRA LA SENDA DE PASADO.

    • Helena Gómez

      Lo que diría Feynman es que una partícula moviendose adelante en el tiempo es equivalente a su antipartícula moviendose atrás en el tiempo.

  13. Paprivi

    Hay una duda que tengo respecto a la forma en que se puede aniquilar la materia con la antimateria. ¿Sólo se produce entre una partícula y su correspondiente antipartícula, o también es posible que ésta se produzca entre distintos tipos de partículas y antipartículas, por ejemplo un protón y un antineutrón? Yo en principio creo que sí, aunque en este último caso lo que variaría sería que en esta reacción se producirían otras partículas ademas de fotones.
    A ver si alguien me puede aclarar un poco el tema.
    Saludos.

    • Oscar

      Así es, al menos es lo que tengo entendido. Sólo el par partícula-antipartícula se aniquilan. Por ejemplo, existe el antihidrógeno, pero en cuanto se encuentra con el hidrógeno se desintegra. En la wikipedia se habla de hidrógeno molecular, pero supongo que tambien sucederá con el hidrógeno atómico. Pero la idea es que se aniquila el par partícula-antipartícula. Si imaginas un protón y un antielectrón, verás que no se pueden aniquilar produciendo fotones por conservación de carga, por ejemplo.

      • Paprivi

        Según llego a entender, el principal problema es que se cumplan en las reacciones de materia y antimateria las leyes de conservación que correspondan, y en el caso que comentas, la ley de conservación de la carga no se cumpliría.
        Pero si las partículas involucradas no son cada una la antipartícula de la otra y tienen además distinto signo o por lo menos una de ellas es de carga neutra, ¿no podría darse el caso?.
        E incluso si son del mismo signo con tal de que además de fotones se crearan más partículas que hicieran que se conservara la carga, ¿no lo sería también? Quizás en este caso se precisaría más aporte de energía del que se pudiera obtener de la reacción, no lo sé.
        No sé si seré yo que me estaré liando con el tema pero ahí dejo la pregunta.
        Gracias y un saludo.

        • Oscar

          Efectivamente, las leyes de conservación se tienen que cumplir. Puede haber partículas diferentes involucradas en la reacción, pero entonces ya no estamos hablando de una reacción de aniquilación por pares, sino de una reacción de partículas, como puede ser una desintegración, por ejemplo. Por otro lado, si en una reacción se generan más partículas a parte de fotones, entonces ya no es una reacción de aniquilación por pares. Pero es una reacción en general, y las leyes de conservación que obedece la interacción responsable de dicha reacción se cumplen. Así, y perdona el lío, estudiando las reacciones se puede extraer información acerca de las leyes de la conservación y de las interacciones responsables de dichas interacciones.

          Por ejemplo, una antipartícula puede aparecer como producto de una reacción (así es cómo se genera la antimateria en un laboratorio), pero en general desaparecerá al aniquilarse por pares con su antipartícula, o quizás intervenga en otra reacción dando lugar a nuevas partículas, de acuerdo con las leyes de conservación. En general, en esta cadena de reacciones, uno esperaría que apareciera materia y antimateria a partes iguales, así que como no lo hace, alguna ley de conservación tiene que estar fallando.

          • Oscar

            Quise decir reacciones en vez de interacciones:

            “…Así, y perdona el lío, estudiando las reacciones se puede extraer información acerca de las leyes de la conservación y de las interacciones responsables de dichas reacciones.”

            Perdó, que esto es un poco lío.

  14. Helena Gómez

    Medante la desintegración beta un proton puede convertirse en un neutron, un positron, y un neutrino electrónico. Esta reacción no puede darse con un proton aislado ya que violaría el principio de conservación de la energía, pero puede producirse en un nucleo atómico en el que un protón se convierte en un neutrón, que tiene más energía. Ese tipo de reacciones se producen por la intervención de unas partículas virtuales: los bosones de la fuerza debil. Así en un neutrón que posee los quarks udd, un cambio en el sabor de un quark d, que pasa a ser u, produce la emisión de una partícula virtual (W-) una partícula que posee ella sola más masa que la suma del resto de partículas involucradas, y que por tanto solamente puede existir durante un tiempo muy corto. Esta partícula virtual se desintegra inmediatamente en un electron y un antineutrino. El resultado final de esta reacción es que un neutrón se ha convertido en un protón, emitiendo un electron y un antineutrino.

  15. [...] propuesta cuyas 5 primeras entregas han sido:- Lentes gravitatorias explicadas en 60 segundos – La antimateria explicada en 60 segundos – Violación CP explicada en 60 segundos – El positrón explicado en 60 segundos – Fábricas de [...]

  16. Hola!
    Te quiero felicitar por tu blog. Me parece excelente la forma en que tan brevemente explicas fenómenos que podrían ser complicados para definir. Felicidades y sigue con el excelente trabajo de difusión de la ciencia.
    Saludos,
    José

  17. [...] Culinary Academy recipe of the week: Mofongo! [Tú Vez]- Antimatter, explained in 60 seconds. [Ciencia Kanija]- (left) Dime qué red social usas y te diré qué ego tienes. [Territorio Creativo] Tags: [...]

  18. Natalia

    No estoy de acuerdo con la explicacion en 60 segundos: LA ANTIMATERIA NO ES ALGO QUE EXISTIO Y LUEGO DEJO DE EXISTIR PARA CONVERTIRSE JUSTAMENTE EN “ANTIMATERIA”… NO CONSTA DE UNA FORMULA EN DONDE SE “SUBSTRAJO” ALGO, SINO TODO LO CONTRARIO: LA ANTIMATERIA “SUMA” LA ANTIMATERIA ES ALGO QUE NUNCA JAMAS EXISTIO, PERO SIN EMBARGO SUBSISTE POR SI SOLA: ES JUSTAMENTE ANTIMATERIA… ASI QUE EL EJEMPLO DE LA MONTAÑA QUE SE QUITA TIERRA Y QUEDA UN POZO Y ESE POZO ES LA ANTIMATERIA ES UN ERROR!!!!!!!!!!

    GRACIAS
    NATALIA

  19. Antonio

    ¿Se puede saber que relación tendría la antimateria con el desdoblamiento del tiempo?. Gracias

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