Colegio San Viator Macul Lenguaje y Comunicación

Desarrollo de la Antimateria

Como el Hombre ha Ido Resolviendo este enigmático misterio

Jorge prado3 medio B

Lenguaje y comunicaciones

indice

1- introducción.

2- definición de antimateria.

3- teoría sobre el origen de la antimateria.

4- historia sobre los avances del hombre en la antimateria.

5- proceso de aniquilación.

6- usos de la antimateria.

7- conclusión.

8- bibliografía.

Introducción

“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 más pequeños conocidos.Paul Adrien Maurice Dirac había deducido, fundándose en un análisis matemático de las propiedades inherentes a las partículas subatómicas, que cada partícula debería tener su 'antipartícula'. Así pues, debería haber un 'antielectrón' idéntico al electrón, salvo por su carga, que seria positiva, y no negativa, y un 'antiprotón' con carga negativa en vez de positiva.La diferencia los electrones y protones de los antielectrones y los antiprotones y los antineutrones es básicamente la carga eléctrica, son idénticas en aspecto físico y en constitución, sus movimientos rotatorios se han invertido, el polo sur magnético, por decirlo así, esta arriba y no abajo, de esta manera su carga eléctrica es la opuesta de lo que debería de ser […]”1 esta es una definición de una enigmático misterio llamado “antimateria”.Con este documento se podrá observar que es la materia, además de diferentes características de la antimateria ya sea su origen como las investigaciones y avances que ha podido hacer al hombre con respecto a este tema tan controversial

Definición de 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 más pequeños conocidos.

La antimateria se compone del mismo modo, con algo llamado anti-átomos, que están formados por antielectrones (o también llamados positrones), antiprotones y el extraño antineutrón.

Paul Adrien Maurice Dirac había deducido, fundándose en un análisis matemático de las propiedades inherentes a las partículas subatómicas, que cada partícula debería tener su 'antipartícula'. Así pues, debería haber un 'antielectrón' idéntico al electrón, salvo por su carga, que seria positiva, y no negativa, y un 'antiprotón' 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 diferencia los electrones y protones de los antielectrones y los antiprotones y los antineutrones es básicamente la carga eléctrica, son idénticas en aspecto físico y en constitución, sus movimientos rotatorios se han invertido, el polo sur magnético, por decirlo así, esta arriba y no abajo, de esta manera su carga eléctrica es la opuesta de lo que debería de ser. El antielectrón es tan estable como el electrón, de hecho es idéntico al electrón en todos sus aspectos, excepto en su carga eléctrica. Su existencia puede ser indefinida. Aunque el promedio de 'vida' es de una millonésima de segundo, hasta que se encuentra con un electrón, durante un momento relampagueante quedaran asociados el electrón y el positrón; ambas partículas giraran en torno a un centro de fuerza común. Pero la existencia de este sistema, como máximo, durará una diezmillonésima de segundo ya que se combinan el positrón y el electrón.

1 http://www.espacioprofundo.com.ar/verarticulo/%BFQue_es_la_antimateria%3F.html

 La rotación del neutrón nos da la respuesta a esta pregunta: ¿Que es el antineutrón? Pues, simplemente, un neutrón cuyo movimiento rotatorio se ha invertido y al igual que el positrón y el antiprotón, muestra exactamente el mismo fenómeno de los polos invertidos.

Por lo pronto, la teoría es bastante sólida, y ningún físico lo pone en duda. La antimateria puede existir.

Teoría Sobre el Origen de la AntimateriaLas hipótesis científicas aceptadas afirman que en el origen del universo existían materia y antimateria en iguales proporciones. Pero la materia y la antimateria se aniquilan mutuamente, dando como resultado energía pura, y sin embargo, el universo que observamos está compuesto únicamente por materia. Se desconocen los motivos por los que no se han encontrado grandes estructuras de antimateria en el universo. Existen 3 posibilidades por las cuales solo hay materia en el universo y no se encuentra casi nada de antimateria:

1) pequeño exceso de materia tras el Big Bang: se especula que hay materia en vez de antimateria en el universo por que antes del Big Bang había solo una pequeña asimetría entre las dos algo así como 1 partícula de materia entre 10000 millones de parejas de partículas

2) asimetría de propiedades: otra teoría aceptada dice que las partículas con las antipartículas tienen diferentes propiedades por lo que después del Big Bang el universo favoreció la supervivencia de la materia.

3) Existencia de galaxias de antimateria: esta teoría no es completamente factible pero aun no se ha podido comprobar como incorrecta, habla sobre que en lugares mas alejados del universo existen galaxias formadas de antimateria.

Historia de los avances del hombre en la antimateria

El descubrimiento de la antimateria se remonta al año 1928 con Paul Dirac que uso la ecuación formulada por el llamada la ecuación de Dirac con la que predijo la existencia de antipartículas,Luego en 1932 se descubrió el positrón y en 1955 se descubrió el antiprotón y el antineutrón.

Pero la primera vez que se pudo hablar propiamente de antimateria, es decir, de "materia" compuesta por antipartículas, fue en 1965, cuando dos equipos consiguieron crear un antideuterón, una antipartícula compuesta por un antiprotón y un antineutrón. 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.

En 1995, el CERN anunció la creación de nueve átomos de antihidrógeno en el experimento PS210, liderado por Walter Oelert y Mario Macri, y el Fermilab confirmó el hecho, anunciando poco después la creación a su vez de 100 átomos de antihidrógeno.

F. J Hartmann, de la Universidad Técnica de Múnich, y un equipo de investigadores japoneses informaron de la creación de un átomo compuesto de materia y antimateria llamado helio antiprotónico. Este átomo constaba de dos protones, dos neutrones, un electrón y un antiprotón en lugar del segundo electrón. El átomo sobrevivió 15 millonésimas de segundo6

El 17 de noviembre 2010, los científicos del CERN lograron crear 38 átomos de antihidrógeno, pudiendo preservarlos aproximadamente en un sexto de segundo (172ms). Esto forma parte del proyecto ALPHA que incluye físicos de la Universidad de California, de la Universidad de Berkeley y del Lawrence Berkeley National Laboratory. El equipo de científicos demostró que, entre 10 millones de antiprotones y 700 millones de positrones, se lograron formar 38 átomos estables de antihidrógeno, los cuales, duraron alrededor de dos décimas de segundo cada uno.

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), superando en 4 órdenes de magnitud el límite previo.

La aniquilaciónSi una partícula y su antipartícula se encuentran en los estados cuánticos apropiados, entonces pueden aniquilarse la una a la otra y producir energía u otras partículas.

Consiste en la conversión total de la masa de un electrón y un positrón en energía, es la forma más observada de aniquilación partícula-antipartícula. Puesto que la aniquilación de pares es un proceso fruto de la interacción electromagnética la energía siempre se emitirá en forma de rayos gamma. Si las partículas se mueven a velocidades mucho menores que la de la luz o se encuentran en reposo, se producirán 2 fotones emitidos en la misma dirección pero con sentidos opuestos.

Usos de la antimateria La antimateria puede tener diferentes usos:

- El primero como combustible. Para imaginaros lo potente que puede llegar a ser, con sólo 250 gramos de antimateria se podría llegar a Marte en 1 día y a la Luna en 8 minutos.

- El segundo sería como para producir energía. La antimateria es la fuente de energía más poderosa conocida por el hombre. Libera una energía de una eficacia del cien por cien (la

fisión nuclear posee una eficacia del uno y medio por cien). La antimateria no genera contaminación ni radiación, y una gota podría proporcionar energía eléctrica a toda Nueva

York durante un día.- El tercer uso que podría tener la antimateria, y desgraciadamente el más peligroso, sería el de armamento: Este proceso de aniquilación materia-antimateria podría ser empleado como el explosivo más potente que pueda imaginarse. Un gramo de antimateria al unirse con un

gramo de materia produciría una energía capaz de lanzar 1 millón de toneladas de material a casi 20.000 metros de altura. O lo que es lo mismo, la potencia de veinte kilotones, es decir,

la potencia de la bomba que fue lanzada sobre Hiroshima.

Pero además de todo esto, la antimateria tiene muchas limitaciones:

- No existe en el mundo conocido antimateria relativamente disponible.- Hasta ahora, en el proceso de obtener una unidad de energía como antimateria hemos de

gastar previamente 100 millones más de energía.- La eficacia del almacenamiento actual de antiprotones es tan solo del orden del 1%.

- Si toda la capacidad se usara para producir antiprotones, los resultados finales al cabo de un año únicamente servirían para mantener encendida una lámpara de 100 Wats durante 3

segundos.- Si se acudiera a usar toda la capacidad mundial de antimateria producible la lámpara no

podría estar encendida más de 6 minutos. - Todas las reservas energéticas mundiales existentes de carbón, gas y petróleo, una vez

convertidas en antiprotones, con los rendimientos actuales, producirían una energía insuficiente para que un automóvil pudiese dar la vuelta a España haciendo un recorrido

costero.

- Conclusión En conclusión la antimateria se podría convertir en una excelente fuente de energía y combustible para el hombre ya que esta es una fuente de energía limpia que no deja desechos, lo negativo es que la antimateria es demasiado escasa en el universo ya que se han investigado varias regiones del universo en busca de ella pero no se ha encontrado nada aun. La otra opción sería crear la antimateria a través de los colisionadores de protones, pero para producir cantidades decentes de antimateria se necesitaría primero que nada demasiada energía (mas de lo que la antimateria podría producir) y además saldría un gran costo monetario.

Por eso la antimateria por ahora no es una fuente viable aun de energía o combustible hasta que el hombre pueda idear una forma de crear antimateria de una manera económica energéticamente y monetariamente o encuentre un lugar en donde se albergue antimateria para así poder usada.

Bibliografía:

-Ongay, Javiera. Arenal, Tania La antimateria

http://www.revista.dominicas.org/antimateria.htm

-Nahuel ¿Qué es la antimateria?

http://www.espacioprofundo.com.ar/verarticulo/%BFQue_es_la_antimateria%3F.html

-

la antimateriahttp://es.wikipedia.org/wiki/Antimateria#Historia