AREA X (Especial para Urgente24) – Se ha detectado antimateria en las
erupciones solares mediante datos obtenidos en la banda de las microondas y en
observaciones del campo magnético. La investigación, realizada por el equipo
de Alexander T. Altyntsev, de la Academia Rusa de Ciencias,
arroja algo de luz sobre la enigmática y fuerte asimetría que existe entre
materia y antimateria. Para obtener la información esclarecedora ha sido
decisiva la recopilación de datos a gran escala utilizando al Sol como un
laboratorio.
Si bien las antipartículas se pueden crear y
luego detectarlas con costosos y complejos experimentos en los aceleradores de
partículas, tales partículas son muy difíciles de estudiar. Altyntsev
y Natalia S. Meshalkina, del Instituto de Física Solar y
Terrestre, dependiente de la Rama Siberiana de la Academia Rusa de Ciencias, así
como Gregory D. Fleishman, del Instituto Tecnológico de New
Jersey en USA, han conseguido, por vez primera, detectar a distancia
antipartículas relativistas (en este caso positrones o antielectrones)
producidos en interacciones nucleares de iones acelerados en erupciones
solares.
La detección ha sido posible gracias al análisis
de datos astrofísicos en la banda de las microondas y sobre el campo magnético,
obtenidos a partir de observatorios en la Tierra y de satélites astronómicos.
Que tales partículas se generen en las erupciones solares no es una sorpresa,
pero ésta es la primera vez que se han detectado sus efectos inmediatos.
Los resultados de este estudio abren nuevas vías
de investigación para la heliofísica y la astrofísica en general. La capacidad
de detectar estas antipartículas en un objeto cósmico promete no solo mejorar el
conocimiento científico sobre la estructura básica de la materia, sino que
también ofrece un laboratorio natural en el que intentar esclarecer algunos de
los misterios más importantes del universo en que vivimos.
Los electrones y sus antipartículas, los
positrones, tienen el mismo comportamiento físico, salvo que los electrones
tienen una carga negativa, mientras que los positrones, como su nombre indica,
tienen una carga positiva.
Los científicos del LHC del CERN observaron
recientemente cómo dos partículas eran capaces de transformarse de materia en
antimateria y viceversa. Ahora, los investigadores han convertido esos datos en
sonido, de modo que podamos escuchar la música de la antimateria.
Para cada partícula fundamental, existe su
antipartícula correspondiente. Las partículas de antimateria comparten la misma
masa que sus contrarias de materia, pero su carga eléctrica es opuesta. Aunque
la mayoría de las partículas existen como materia o antimateria, algunas de
ellas pueden cambiar entre las dos.
B0 y B0S son esas partículas. Oscilan entre la
materia y la antimateria millones de millones de veces por segundo. Si esa
frecuencia se convirtiera directamente en el tono de una nota musical, sería
demasiado alta para el oído humano. Los físicos han ralentizado la frecuencia
millones de veces para que podamos disfrutar de la oscilación como sonido
detectable.
La antimateria
La materia normal como la conocemos, está
compuesta de átomos, las distintas organizaciones de distintos átomos forman
todos los tipos de moléculas y estos a su vez la materia. Estos átomos están
compuestos por electrones, protones y neutrones, los elementos mas pequeños
conocidos (sin tener en cuenta los quarks).
La antimateria se compone del mismo modo, con
algo llamado anti-átomos, que estan formados por antielectrones (o también
llamados positrones), antiprotones y el extraño antineutrón.
Paul Adrien Maurice
Dirac dedujo, fundándose en un análisis matemático de las propiedades
inherentes a las partículas subatómicas, que cada particula deberia tener su
‘antiparticula’. Así pues, debería haber un ‘antielectrón’ idéntico al electrón,
salvo por su carga, que sería positiva, y no negativa, y un ‘antiprotón’ con
carga negativa en vez de positiva.
Pero… ¿Qué es realmente la antimateria y en que
se diferencian los electrones, protones y neutrones de los antielectrones,
antiprotones y los antineutrones?
La antimateria es materia constituída por la
antiparticulas (antielectrones, antiprotones y antineutrones).
La diferencia los electrones y protones de los
antielectrones y los antiprotones y los antineutrones es basicamente la carga
electrica, son idénticas en aspecto físico y en constitución, sus movimientos
rotatorios se han invertido, el polo sur magnetico, por decirlo asi, esta arriba
y no abajo, de esta manera su carga eléctrica es la opuesta de lo que debería de
ser.
La antimateria
Mucha de la gente que se inicia en la
astronomia, generalmente se encuentra con ésta palabra: ‘antimateria’, ¿pero que
es realmente la antimateria? Voy a intentar explicarlo de forma sencilla para
que no se necesiten elevados conocimientos físicos para entenderlo.
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| Electrón y Positrón |
La materia normal como la conocemos, está
compuesta de átomos, las distintas organizaciones de distintos átomos forman
todos los tipos de moléculas y estos a su vez la materia. Estos átomos están
compuestos por electrones, protones y neutrones, los elementos mas pequeños
conocidos (sin tener en cuenta los quarks).
La antimateria se compone del mismo modo, con algo llamado anti-átomos, que estan formados por antielectrones (o tambien llamados positrones), antiprotones y el extraño antineutron.
La antimateria se compone del mismo modo, con algo llamado anti-átomos, que estan formados por antielectrones (o tambien llamados positrones), antiprotones y el extraño antineutron.
Paul Adrien Maurice Dirac habia deducido,
fundándose en un análisis matemático de las propiedades inherentes a las
particulas subatomicas, que cada particula deberia tener su ‘antiparticula’. Así
pues, deberia haber un ‘antielectron’ identico al electron, salvo por su carga,
que seria positiva, y no negativa, y un ‘antiproton’ con carga negativa en vez
de positiva.
Pero… ¿Que es realmente la antimateria y en que
se diferencian los electrones, protones y neutrones de los antielectrones,
antiprotones y los antineutrones?
La antimateria es materia constituida por la
antiparticulas (antielectrones, antiprotones y antineutrones).
La diferencia los electrones y protones de los
antielectrones y los antiprotones y los antineutrones es basicamente la carga
electrica, son idénticas en aspecto físico y en constitución, sus movimientos
rotatorios se han invertido, el polo sur magnetico, por decirlo asi, esta arriba
y no abajo, de esta manera su carga eléctrica es la opuesta de lo que deveria de
ser.
Como vimos hasta ahora, el positron es la
contrapartida del electron por su carga contraria, y el antiproton es tambien
‘anti’ por su carga. Pero… ¿por que dice anti a una partícula que posee carga
neutra? Para responder esta pregunta es necesario explicar brevemente las
carateristicas de los positrones y los antiprotones.
El antielectron es tan estable como el electron,
de hecho es identico al electron en todos sus aspectos, excepto en su carga
electrica. Su existencia puede ser indefinida. Aunque el promedio de ‘vida’ es
de una millonésima de segundo, hasta que se encuentra con un electron, durante
un momento relampagueante quedaran asociados el electron y el positron; ambas
partículas giraran en torno a un centro de fuerza comun. Pero la existencia de
este sistema, como máximo, durará una diezmillonesima de segundo ya que se
combinan el positron y el electron.
Cuando se combinan las dos particulas opuestas,
se produce una neutralizacion mutua y literalmente desaparecen, no dejan ni
rastro de materia (‘aniquilamiento mutuo’). Pero como sabemos la materia al
igual que la energia no puede desaparecer, como resultado de esto queda la
energia en forma de radiacion gamma. De tal forma como habia sugerido el genio
Albert Einstein: la materia puede convertirse en energia, y viceversa.El
antiproton es tan evanescente como el positron, por lo menos en nuestro
Universo. En una infima fraccion de segundo después de su creacion, la particula
desaparece (al igual que el antielectron), arrastrada por algun nucleo normal
cargado positivamente. Entonces se aniquilan entre si el antiproton y un proton
del nucleo, que se transforman en energia y particulas menores.
En ocasiones, el proton y el antiproton solo se rozan ligeramente en vez de llegar al choque directo. Cuando ocurre esto, ambos neutralizan mutuamente sus respectivas cargas. El proton se convierte en neutron, lo cual es bastante logico. Pero no lo es tanto que el antiproton se transforme en un ‘antineutron’.
Con algo de fisica elemental es facil comprender como forma un campo magnetico la particula cargada, pero ya no resulta tan facil saber por que hace lo mismo un neutron. Que por cierto ocurre. La prueba directa mas evidente de ello es que cuando un rayo de neutrones golpea sobre un hierro magnetizado, no se comporta de la misma forma que lo haria si el hierro no estuviese magnetizado. El magnetismo del neutron sigue siendo un misterio (al menos yo no me entere
),
los fisicos sospechan que contiene cargas positivas y negativas equivalentes a
cero, aunque, por alguna razon desconocida, logran crear un campo magnetico
cuando gira la partícula.
Sea como fuere, la rotacion del neutron nos da la respuesta a esta pregunta: ¿Que es el antineutrón? Pues, simplemente, un neutron cuyo movimiento rotatorio se ha invertido y al igual que el positron y el antiproton, muestra exactamente el mismo fenomeno de los polos invertidos.
Por lo pronto, la teoria es bastante solida, y ningun fisico lo pone en duda. La antimateria puede existir.
Pero…. ¿Existe en realidad? ¿Hay masas de antimateria en el Universo?
Si las hubiera, no revelarían su presencia a cierta distancia. Sus efectos
gravitatorios y la luz que produjeran serian identicos a los de la materia
corriente. Sin embargo, cuando se encontrasen con esta materia, deberían ser
claramente perceptibles las reacciones masivas de aniquilamiento resultantes.
Por esto, los astronomos se afanan en observar especulativamente las galaxias,
para comprobar si hay alguna actividad inusitada que delate las interacciones
materia-antimateria.
¿Es posible, que el Universo este formado casi enteramente por materia, con muy poca o ninguna antimateria?
Dado que la materia y la antimateria son equivalentes en todos los aspectos, excepto en su oposicion electromagnetica, cualquier fuerza que crease una originaria la otra, y el Universo deberia estar compuesto de iguales cantidades de una y otra.
Este es el dilema. La teoria nos dice que deberia haber antimateria, pero la observacion practica se niega a respaldar este hecho. ¿Y que ocurre con los nucleos de las galaxias activas? ¿Deberian ser esos fenomenos energeticos el resultado de una aniquilacion materia-antimateria? NO! Ni siquiera ese aniquilamiento es suficiente, la destruccion seria muchas veces mayor (para darse una idea de la magnitud lo mas parecido es el colapso gravitatorio de una supernova al explotar y el fenomeno resultante: el agujero negro, seria el unico mecanismo conocido para producir la energia requerida para tanta destruccion)
En ocasiones, el proton y el antiproton solo se rozan ligeramente en vez de llegar al choque directo. Cuando ocurre esto, ambos neutralizan mutuamente sus respectivas cargas. El proton se convierte en neutron, lo cual es bastante logico. Pero no lo es tanto que el antiproton se transforme en un ‘antineutron’.
Con algo de fisica elemental es facil comprender como forma un campo magnetico la particula cargada, pero ya no resulta tan facil saber por que hace lo mismo un neutron. Que por cierto ocurre. La prueba directa mas evidente de ello es que cuando un rayo de neutrones golpea sobre un hierro magnetizado, no se comporta de la misma forma que lo haria si el hierro no estuviese magnetizado. El magnetismo del neutron sigue siendo un misterio (al menos yo no me entere
),
los fisicos sospechan que contiene cargas positivas y negativas equivalentes a
cero, aunque, por alguna razon desconocida, logran crear un campo magnetico
cuando gira la partícula.Sea como fuere, la rotacion del neutron nos da la respuesta a esta pregunta: ¿Que es el antineutrón? Pues, simplemente, un neutron cuyo movimiento rotatorio se ha invertido y al igual que el positron y el antiproton, muestra exactamente el mismo fenomeno de los polos invertidos.
Por lo pronto, la teoria es bastante solida, y ningun fisico lo pone en duda. La antimateria puede existir.
Pero…. ¿Existe en realidad? ¿Hay masas de antimateria en el Universo?
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| Acelerador de positrones |
¿Es posible, que el Universo este formado casi enteramente por materia, con muy poca o ninguna antimateria?
Dado que la materia y la antimateria son equivalentes en todos los aspectos, excepto en su oposicion electromagnetica, cualquier fuerza que crease una originaria la otra, y el Universo deberia estar compuesto de iguales cantidades de una y otra.
Este es el dilema. La teoria nos dice que deberia haber antimateria, pero la observacion practica se niega a respaldar este hecho. ¿Y que ocurre con los nucleos de las galaxias activas? ¿Deberian ser esos fenomenos energeticos el resultado de una aniquilacion materia-antimateria? NO! Ni siquiera ese aniquilamiento es suficiente, la destruccion seria muchas veces mayor (para darse una idea de la magnitud lo mas parecido es el colapso gravitatorio de una supernova al explotar y el fenomeno resultante: el agujero negro, seria el unico mecanismo conocido para producir la energia requerida para tanta destruccion)
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