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Antimateria

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Antimateria
Paul Adrien Maurice Dirac
Ecuación de Dirac
1928
Características:
Descripción de partículas
elementales con espín=1/2.
ELECTRÓN
Predice el espín y el
momento magnético
de esta partícula.
Conjunto infinito de estados
para el electrón con energía
NEGATIVA
Mar de Dirac
energía
positiva
energía
negativa
Modelo teórico del vacío
vacío
acelerador de
partículas
"Un mar de electrones
de energía negativa llenan
el universo, ocupando
todos los estados de energía negativos.
Por el principio de exclusión de Pauli, ningún otro electrón puede ocupar esos estados."
Teoría de Huecos
A veces, una de estas partículas con energía negativa podría ser elevada desde este mar de Dirac a un nivel de energía mayor para convertirse en una partícula de energía positiva. Pero, cuando era elevada, esta partícula dejaba un
hueco
detrás en el mar, que actuaría exactamente como un electrón de energía positiva pero con carga contraria
Dirac
PROTÓN
POSITRÓN
Carl D. Anderson
1932
Cámara de niebla
A la mayor parte de las partículas de la naturaleza le corresponde una
antipartícula
que posee la misma masa, el mismo espín, pero
distinta carga eléctrica.
Los procesos de
altas energías
en la naturaleza pueden crear antipartículas, y éstos son visibles debido a los rayos cósmicos y en ciertas reacciones nucleares.
Originalmente los positrones, debido a que sus trayectorias también se curvaban, fueron confundidos con electrones que viajaban en la dirección opuesta.
Hermann Weyl
hueco=electrón positivo
masa diferente al protón
Así, la antimateria es una forma de materia menos frecuente que está constituida por antipartículas en contraposición a la materia común que está compuesta de partículas
El contacto entre materia y antimateria ocasiona su aniquilación mutua, esto no significa su destrucción, sino una transformación que da lugar a fotones de alta energía, que producen rayos gamma, y otros pares partícula-antipartícula
Las hipótesis científicas aceptadas suponen que en el origen del universo existían materia y antimateria en iguales proporciones. Sin embargo, el universo que observamos aparentemente está compuesto únicamente por partículas y no por antipartículas.
Pequeño exceso de materia tras el Big Bang:
Especula con que la materia que forma actualmente el universo podría ser el resultado de una ligera asimetría en las proporciones iniciales de ambas. Se ha calculado que la diferencia inicial entre materia y antimateria debió ser tan insignificante como de una partícula más de materia por cada diez mil millones de parejas partícula-antipartícula.

Las leyes físicas que rigen el universo favorecen la supervivencia de la materia frente a la antimateria. En este mismo sentido, también se ha sugerido que quizás la materia oscura sea la causante de la bariogénesis al interactuar de distinta forma con la materia que con la antimateria
Regiones del universo compuestas de antimateria
BARIOGÉNESIS
CURIOSIDADES
La antipartícula fue lograda en el Acelerador Protón Sincrotrón del CERN, a cargo de Antonino Zichichi, y paralelamente por Leon Lederman, en el acelerador AGS (Alternating Gradient Synchrotron) del Laboratorio Nacional de Brookhaven, en Nueva York.
ANTIDEUTERÓN
A comienzos de 2011 el proyecto ALPHA logró crear más de 300 átomos de antihidrógeno y almacenarlos durante 1000 segundos (16 minutos y 40 segundos)
La antimateria es la sustancia más cara del mundo, con un costo estimado de unos
62 500 millones de USD el miligramo
Cinturones de Van Allen
Estos cinturones de radiación
se originan por el intenso campo magnético de la Tierra que es producto de su rotación. Ese campo atrapa partículas cargadas (plasma) provenientes del Sol (viento solar), así como partículas cargadas que se generan por interacción de la atmósfera terrestre con la radiación cósmica y la radiación solar de alta energía.


APLICACIONES
Tomografía por emisión de
positrones
COMBUSTIBLE
La aniquilación de una partícula con una antipartícula genera gran cantidad de energía.
La energía generada es unas
diez mil millones
de veces mayor que la generada por reacciones químicas y
diez mil veces mayor
que la energía nuclear de fisión.
Se estima que sólo serían necesarios
10 miligramos
de antimateria para propulsar una nave a Marte.
¡Gracias!
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