La Antimateria ha alimentado muchas historias sobrenaturales. También es fascinante por sí misma.


La antimateria es la materia de la ciencia ficción. En el libro y película Angels and Demons, el profesor Langdon trata de salvar a la Ciudad del Vaticano de una bomba de antimateria. La nave Star Trek de Star Trek utiliza la propulsión de aniquilación materia-antimateria para viajes más rápidos que la luz. Pero la antimateria también es materia de la realidad. Las partículas de la antimateria son casi idénticas a sus contrapartes de la materia excepto que llevan la carga opuesta y el giro. Cuando la antimateria se encuentra con la materia, inmediatamente se aniquilan en energía. Si bien las bombas de antimateria y las naves espaciales con tecnología antimateria son exageradas, todavía hay muchos hechos acerca de la antimateria que harán cosquillas en las células cerebrales.

1. La antimateria debería haber aniquilado toda la materia en el universo después del big bang.
Según la teoría, el big bang debería haber creado materia y antimateria en cantidades iguales. Cuando la materia y la antimateria se encuentran, aniquilan, no dejando más que energía. Así que, en principio, ninguno de nosotros debería existir. Pero lo hacemos. Y en la medida en que los físicos pueden decir, es sólo porque, al final, había una partícula de materia extra por cada mil millones de pares materia-antimateria. Los físicos están trabajando duro tratando de explicar esta asimetría.

2. La antimateria está más cerca de ti de lo que crees.
Pequeñas cantidades de antimateria caen constantemente sobre la Tierra en forma de rayos cósmicos, partículas energéticas del espacio. Estas partículas de antimateria alcanzan nuestra atmósfera a una velocidad que oscila entre menos de uno por metro cuadrado y más de 100 por metro cuadrado. Los científicos también han visto pruebas de la producción de antimateria por encima de las tormentas eléctricas. Pero otras fuentes de antimateria están aún más cerca del hogar. Por ejemplo, los bananos producen antimateria, liberando un positrón -el equivalente de antimateria de un electrón- aproximadamente cada 75 minutos. Esto ocurre porque los bananos contienen una pequeña cantidad de potasio-40, un isótopo natural del potasio. Como decaimiento de potasio-40, ocasionalmente escupe un positrón en el proceso.

 
3. Los seres humanos han creado sólo una pequeña cantidad de antimateria.
Las aniquilaciones de la materia de antimateria tienen el potencial de liberar una enorme cantidad de energía. Un gramo de antimateria podría producir una explosión del tamaño de una bomba nuclear. Sin embargo, los seres humanos han producido sólo una cantidad minúscula de antimateria. Todos los antiprotones creados en el acelerador de partículas Tevatron de Fermilab se suman a sólo 15 nanogramos. Las realizadas en CERN ascienden a aproximadamente 1 nanogramo. En el DESY en Alemania, se han producido aproximadamente 2 nanogramos de positrones hasta la fecha. Si toda la antimateria hecha por los humanos fuese aniquilada al mismo tiempo, la energía producida ni siquiera sería suficiente para hervir una taza de té. El problema reside en la eficiencia y el costo de la producción y el almacenamiento de antimateria. Hacer 1 gramo de antimateria requeriría aproximadamente 25 millones de millones de kilovatios-hora de energía y costaría más de un millón de millones de dólares.

4. Existe una trampa de antimateria.
Para estudiar la antimateria, es necesario evitar que se aniquilen con la materia. Los científicos han creado maneras de hacer precisamente eso. Las partículas de antimateria cargadas, tales como positrones y antiprotones, pueden mantenerse en dispositivos llamados trampas Penning. Éstos son comparables a los aceleradores minúsculos. En el interior, las partículas giran en espiral a medida que los campos magnéticos y eléctricos impiden que chocen con las paredes de la trampa. Pero las trampas de Penning no funcionarán en partículas neutras tales como antihidrógeno. Debido a que no tienen carga, estas partículas no pueden ser confinadas por campos eléctricos. En cambio, se mantienen en las trampas de Ioffe, que trabajan creando una región del espacio donde el campo magnético se agranda en todas direcciones. La partícula se queda atascada en el área con el campo magnético más débil, como un mármol rodando alrededor del fondo de un tazón. El campo magnético de la Tierra también puede actuar como una especie de trampa de antimateria. Los antiprotones se han encontrado en zonas alrededor de la Tierra llamadas cinturones de radiación Van Allen.

5. La antimateria podría caer.
Las partículas de antimateria y materia tienen la misma masa pero difieren en propiedades tales como carga eléctrica y centrifugado. El modelo estándar predice que la gravedad debe tener el mismo efecto sobre la materia y la antimateria; Sin embargo, esto todavía no se ha visto. Experimentos como AEGIS, ALPHA y GBAR están trabajando duro tratando de averiguarlo. Observar el efecto de la gravedad sobre la antimateria no es tan fácil como ver caer una manzana de un árbol. Estos experimentos necesitan mantener la antimateria en una trampa o ralentizarla enfriándola a temperaturas justo por encima del cero absoluto. Y debido a que la gravedad es la más débil de las fuerzas fundamentales, los físicos deben usar partículas de antimateria neutra en estos experimentos para evitar la interferencia de la fuerza eléctrica más poderosa.
6. La antimateria se estudia en desaceleradores de partículas.
Has oído hablar de aceleradores de partículas, pero ¿sabías que también había deceleradores de partículas? CERN alberga una máquina llamada Antiproton Decelerator, un anillo de almacenamiento que puede capturar y retardar antiprotones para estudiar sus propiedades y comportamiento. En los aceleradores circulares de partículas como el Gran Colisionador de Hadrones, las partículas reciben una punta de energía cada vez que completan una rotación. Los deceleradores funcionan a la inversa; En lugar de un impulso de energía, las partículas obtener una patada hacia atrás para reducir su velocidad.

7. Los neutrinos pueden ser sus propias antipartículas.
Una partícula de materia y su socio de antimateria llevan cargas opuestas, haciéndolas fáciles de distinguir. Neutrinos, partículas casi sin masa que rara vez interactúan con la materia, no tienen carga. Los científicos creen que pueden ser partículas de Majorana, una clase hipotética de partículas que son sus propias antipartículas. Proyectos como el Majorana Demonstrator y el EXO-200 están dirigidos a determinar si los neutrinos son partículas de Majorana buscando un comportamiento llamado decaimiento beta-neutro sin transformar. Algunos núcleos radiactivos se desintegran simultáneamente, liberando dos electrones y dos neutrinos. Si los neutrinos fueran sus propias antipartículas, se aniquilarían entre sí a raíz de la doble descomposición, y los científicos observarían sólo los electrones. Encontrar neutrinos de Majorana podría ayudar a explicar por qué existe la asimetría de la materia de antimateria. Los físicos plantean la hipótesis de que los neutrinos de Majorana pueden ser pesados ​​o ligeros. Los ligeros existen hoy, y los pesados ​​sólo habrían existido justo después del big bang. Estos pesados ​​neutrinos de Majorana se habrían decaído asimétricamente, llevando al pequeño exceso de materia que permitió que nuestro universo existiera.
Image: Antimatter Medicine
8. La antimateria se usa en medicina.
PET (tomografía de emisión de positrones) utiliza positrones para producir imágenes de alta resolución del cuerpo. Los isótopos radiactivos que emiten positrones (como los que se encuentran en los plátanos) se unen a sustancias químicas como la glucosa que son utilizados naturalmente por el cuerpo. Estos se inyectan en el torrente sanguíneo, donde se descomponen naturalmente, liberando positrones que se encuentran con electrones en el cuerpo y aniquilan. Las aniquilaciones producen rayos gamma que se utilizan para construir imágenes. Los científicos del proyecto ACE del CERN han estudiado la antimateria como un posible candidato para la terapia del cáncer. Los médicos ya han descubierto que pueden atacar a los tumores con haces de partículas que liberarán su energía sólo después de pasar con seguridad a través de tejido sano. El uso de antiprotones agrega una explosión extra de energía. La técnica se encontró que era eficaz en las células de hámster, pero los investigadores todavía tienen que realizar estudios en células humanas.
Image: Antimatter Telescope
9. La antimateria que debería habernos impedido que existieran todavía podría estar al acecho en el espacio.
Una forma en que los científicos están tratando de resolver el problema de la asimetría de la materia de antimateria es buscando antimateria sobrante del big bang. El Espectrómetro Magnético Alfa es un detector de partículas que se encuentra encima de la Estación Espacial Internacional en busca de estas partículas. AMS contiene campos magnéticos que doblan el camino de las partículas cósmicas para separar la materia de la antimateria. Sus detectores evalúan e identifican las partículas a medida que pasan. Las colisiones de rayos cósmicos rutinariamente producen positrones y antiprotones, pero la probabilidad de crear un átomo de antihelio es extremadamente baja debido a la enorme cantidad de energía que requeriría. Esto significa que la observación de un único núcleo de antihelio sería una fuerte evidencia de la existencia de una gran cantidad de antimateria en algún otro lugar del universo.
Image: Antimatter Fuel
10. La gente está estudiando cómo alimentar la nave espacial con antimateria.
Sólo un puñado de antimateria puede producir una enorme cantidad de energía, por lo que es un combustible popular para los vehículos futuristas en la ciencia ficción. La propulsión de cohetes antimateria es hipotéticamente posible; La principal limitación es reunir suficiente antimateria para que esto suceda. Actualmente no existe tecnología disponible para producir en masa o recolectar antimateria en el volumen necesario para esta aplicación. Sin embargo, un pequeño número de investigadores han realizado estudios de simulación sobre propulsión y almacenamiento. Estos incluyen Ronan Keane y Wei-Ming Zhang, quienes hicieron su trabajo en Western Reserve Academy y Kent State University, respectivamente, y Marc Weber y sus colegas en la Universidad Estatal de Washington. Un día, si podemos encontrar una forma de crear o recolectar grandes cantidades de antimateria, sus estudios podrían ayudar a que el viaje interestelar impulsado por la antimateria se convierta en una realidad.
Lee el original aquí: http://bit.ly/2pcfBP4