la antimateria fue uno de los descubrimientos físicos más emocionantes del siglo XX. Recogido por escritores de ficción como Dan Brown, mucha gente piensa en él como una idea teórica «allá afuera», sin saber que en realidad se produce todos los días. Además, la investigación sobre la antimateria nos está ayudando a entender cómo funciona el universo.
la Antimateria es un material compuesto de las llamadas antipartículas. Se cree que cada partícula que conocemos tiene una compañera de antimateria que es virtualmente idéntica a sí misma, pero con la carga opuesta., Por ejemplo, un electrón tiene una carga negativa. Pero su antipartícula, llamada positrón, tiene la misma masa pero una carga positiva. Cuando una partícula y su antipartícula se encuentran, se aniquilan entre sí, desapareciendo en una explosión de luz.
tales partículas fueron predichas por primera vez por el físico británico Paul Dirac cuando estaba tratando de combinar las dos grandes ideas de la física moderna temprana: la relatividad y la mecánica cuántica. Anteriormente, los científicos estaban perplejos por el hecho de que parecía predecir que las partículas podrían tener energías más bajas que cuando estaban en «reposo» (es decir, prácticamente sin hacer nada)., Esto parecía imposible en ese momento, ya que significaba que las energías podían ser negativas.
Dirac, sin embargo, aceptó que las ecuaciones le decían que las partículas realmente están llenando todo un «mar» de estas energías inferiores, un mar que hasta ahora había sido invisible para los físicos, ya que solo miraban «por encima de la superficie». Imaginó que todos los niveles de energía» normales «que existen son explicados por partículas» normales»., Sin embargo, cuando una partícula salta de un estado de energía inferior, aparece como una partícula normal, pero deja un «agujero», que nos aparece como una extraña partícula-antimateria de imagen especular.
a pesar del escepticismo inicial, pronto se encontraron ejemplos de estos pares partícula-antipartícula. Por ejemplo, se producen cuando los rayos cósmicos golpean la atmósfera de la Tierra. Incluso hay evidencia de que la energía en las tormentas eléctricas produce anti-electrones, llamados positrones., Estos también se producen en algunas desintegraciones radiactivas, un proceso utilizado en muchos hospitales en escáneres de tomografía por emisión de Positrones (PET), que permiten obtener imágenes precisas dentro de los cuerpos humanos. Hoy en día, los experimentos en el Gran Colisionador de Hadrones (LHC) también pueden producir materia y antimateria.
misterio materia-antimateria
La física predice que la materia y la antimateria deben ser creadas en cantidades casi iguales, y que este habría sido el caso durante el Big Bang., Además, se predice que las leyes de la física deberían ser las mismas si una partícula se intercambia con su antipartícula, una relación conocida como simetría CP. Sin embargo, el universo que vemos no parece obedecer estas reglas. Está casi enteramente hecha de materia, así que, ¿a dónde fue toda la antimateria? Es uno de los mayores misterios de la física hasta la fecha.
Los experimentos han demostrado que algunos procesos de desintegración radiactiva no producen una cantidad igual de antipartículas y partículas. Pero no es suficiente explicar la disparidad entre las cantidades de materia y antimateria en el universo. En consecuencia, físicos como yo en el LHC, en ATLAS, CMS y LHCb, y otros haciendo experimentos con neutrinos como T2K en Japón, están buscando otros procesos que podrían explicar el rompecabezas.,
otros grupos de físicos como la colaboración Alfa en el CERN están trabajando a energías mucho más bajas para ver si las propiedades de la antimateria son realmente el espejo de sus compañeros de materia. Sus últimos resultados muestran que un átomo anti-hidrógeno (compuesto por un anti-protón y un anti-electrón, o positrón) es eléctricamente neutro con una precisión de menos de una milmillonésima parte de la carga de un electrón., Combinado con otras mediciones, esto implica que el positrón es igual y opuesto a la carga del electrón a mejor que una parte en mil millones, confirmando lo que se espera de la antimateria.
sin embargo, quedan muchos misterios. Los experimentos también están investigando si la gravedad afecta a la antimateria de la misma manera que afecta a la materia. Si se demuestra que estas simetrías exactas están rotas, requerirá una revisión fundamental de nuestras ideas sobre la física, que afectará no solo a la física de partículas, sino también a nuestra comprensión de la gravedad y la relatividad.,
de esta manera, los experimentos de antimateria nos están permitiendo poner nuestra comprensión del funcionamiento fundamental del universo a nuevas y emocionantes pruebas. ¿Quién sabe qué encontraremos?
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