Antimateria es el nombre general de todas las antipartículas y sus colecciones. Las antipartículas son relativas a las partículas "positivas". Según la teoría cuántica de campos, las antipartículas y sus correspondientes partículas positivas son excitaciones del mismo campo y están conectadas de forma determinista. Las partículas y sus correspondientes antipartículas tienen exactamente las mismas ciertas cantidades físicas (como masa, espín, etc.), y algunas cantidades físicas son iguales en magnitud pero de signo opuesto (como carga, momento magnético, números singulares, etc.). Para algunas partículas, todas las cantidades físicas utilizadas para distinguir partículas positivas y negativas son cero, y las antipartículas de estas partículas se denominan partículas verdaderamente neutras. Por ejemplo, el positrón es la antipartícula del electrón (el positrón tiene carga positiva y el electrón tiene carga negativa), el antiprotón es la antipartícula del protón (el protón tiene carga positiva y el antiprotón tiene carga negativa), y el fotón es una verdadera partícula neutra. Cuando una partícula positiva choca con su correspondiente antipartícula, puede convertirse en un fotón o un mesón. Este proceso se denomina aniquilación de pares positivos y de antipartículas, y también existe su proceso inverso. Por ejemplo, los positrones y los electrones negativos pueden aniquilarse en fotones, y los fotones también pueden convertirse en pares de positrones y electrones negativos bajo ciertas condiciones.
Desde la década de 1960, el modelo de quarks de la estructura hadrónica ha logrado importantes avances. Según el modelo de quarks, los hadrones se componen de quarks y antiquarks. Por ejemplo, los bariones se componen de tres quarks y los mesones se componen de antiquarks positivos. Por otro lado, existe una hipótesis en la cosmología moderna, que utiliza la perspectiva de simetría entre antimateria y materia positiva para estudiar el origen y la estructura del universo. Se especula que puede haber áreas de antimateria donde se encuentre una gran cantidad de antipartículas. concentrada. Se cree que la antimateria choca con el sistema material compuesto de partículas positivas. También puede ocurrir la aniquilación, y se cree que esta aniquilación y su proceso inverso juegan un papel importante en la evolución del universo. El descubrimiento de la antimateria y el desarrollo de teorías físicas sobre la materia ilustran la diversidad y unidad de las formas de la materia. Sin embargo, la antimateria en las ciencias naturales es un concepto sobre la forma y estructura de la materia, y no es un concepto que se opone a la categoría material de la filosofía.
La antimateria es el antiestado de la materia normal. Cuando la materia y la antimateria se encuentran, se aniquilarán entre sí, provocando una gran explosión y generando una enorme energía. La tasa de liberación de energía es mucho mayor que la de la explosión de una bomba de hidrógeno. El concepto de antimateria fue propuesto por primera vez por el físico británico Paul Dirac. Predijo en la década de 1930 que cada tipo de revestimiento iónico debería tener una antipartícula opuesta, como un antielectrón, que tiene exactamente la misma masa que un electrón pero lleva la carga opuesta. Según la teoría del Big Bang, al principio del universo se produjeron cantidades iguales de materia y antimateria. Quizás por alguna razón, la mayor parte de la antimateria se convierte en materia o es difícil de observar, lo que hace que el mundo nos parezca compuesto principalmente de materia. No hace mucho, un equipo de investigación compuesto por científicos japoneses y estadounidenses planeaba volar globos sobre la Antártida a partir de este año para capturar antipartículas liberadas por objetos de antimateria y buscar evidencia de la existencia de objetos de antimateria como las antigalaxias. Los equipos de investigación japoneses y estadounidenses utilizaron globos para realizar observaciones en Canadá. La zona se ve muy poco afectada por el campo magnético y la atmósfera terrestres, pero para evitar que los globos se fueran volando, tuvieron que ser recuperados el mismo día. Sobre la Antártida, el globo puede volar continuamente durante dos semanas y los datos de observación pueden aumentar considerablemente. En la actualidad, aunque no se han descubierto ni fabricado muchas partículas de antimateria, los positrones, como forma de antimateria, tienen muchos usos prácticos, como la tomografía por emisión de positrones (PET), que los médicos utilizan para detectar cuerpos humanos y no sólo producir exploraciones detalladas. imágenes del tejido blando de un paciente, sino que también les permiten observar procesos químicos en el cuerpo de las personas y la rapidez con la que varias partes del cerebro consumen "combustible" mientras realizan actividades cognitivas.
La antimateria es la imagen especular de la materia. La materia está compuesta de átomos, los cuales a su vez están compuestos por protones, neutrones y electrones. Los protones tienen carga positiva, los electrones... Por lo general, la antimateria no se encuentra en la materia e incluso en condiciones experimentales los antiprotones son fugaces.
Cuando te mires en el espejo, mírate tú en el espejo. ¿Qué pasaría si el chico del espejo realmente existiera y apareciera frente a ti?
Los científicos han considerado esta cuestión y llaman al tú en el espejo el "anti-tú". Incluso imaginan que existe un mundo lejano que es muy parecido a nuestro mundo actual, o que es la imagen de nuestro mundo en el espejo. Será un antimundo compuesto de antiestrellas, anticasas, antialimentos y toda otra antimateria. Pero, ¿qué es la antimateria? ¿Podría ser todo esto real?
No hay ninguna picardía en la pregunta "¿Qué es la antimateria?"
La antimateria es justo lo que se podría imaginar: lo opuesto a la materia ordinaria, que constituye la mayor parte del universo. Hasta hace poco, la existencia de antimateria en el universo se consideraba teórica. En 1928, el físico británico Paul A.M Dirac modificó la famosa ecuación masa-energía de Einstein (E=mc2). Dirac dijo que Einstein no tuvo en cuenta "m" (masa) en su ecuación masa-energía, que tiene propiedades negativas además de sus propiedades positivas. La ecuación de Dirac (E=+ o -mc2) permite la existencia de antipartículas en el universo. Y los científicos también han demostrado la existencia de varias antipartículas. Estas antipartículas son, como su nombre indica, imágenes especulares de la materia ordinaria. Cada antipartícula tiene la misma masa que su partícula correspondiente, pero cargas opuestas. Estas son algunas de las antipartículas descubiertas en el siglo XX.
Positrón: electrón con carga negativa en lugar de carga positiva. Descubierto por Carl Anderson en 1932, el positrón fue la primera evidencia de la existencia de antimateria. Antinucleón: nucleón que tiene una carga negativa en lugar de la carga positiva habitual. Un antiprotón fue creado por investigadores del Acelerador de Protones de Berkeley en 1955.
Antiátomos: los científicos del CERN (CERN es la abreviatura del Centro Europeo de Investigación Nuclear) combinaron positrones y antiprotones para crear el primer antiprotón. *** creó nueve átomos de antihidrógeno, cada uno con una vida útil de sólo 40 nanosegundos. En 1998, los investigadores del CERN habían aumentado la producción de átomos de antihidrógeno a 2.000 por hora. Cuando la antimateria y la materia se encuentran, estas partículas equivalentes pero opuestas chocan y explotan, emitiendo rayos puros que viajan a través del punto de explosión a la velocidad de la luz. Estas partículas explosivas quedan completamente destruidas, dejando sólo otras partículas subatómicas. La explosión que se produce cuando la materia y la antimateria se encuentran convierte la masa de ambas partículas en energía. Los científicos creen que este método produce mucha más energía que cualquier otro método de propulsión. Entonces, ¿por qué no podemos construir un reactor de materia-antimateria? La dificultad para construir una máquina de propulsión de antimateria es la falta de antimateria en el universo. Si hubiera cantidades iguales de materia y antimateria en el universo, probablemente veríamos estas reacciones a nuestro alrededor. Como no hay antimateria a nuestro alrededor, no veremos la luz producida por la colisión de materia y antimateria.
Es posible que el número de partículas excediera el número de antipartículas en el momento del Big Bang. Como se mencionó anteriormente, las colisiones de partículas y antipartículas destruyen ambas. Y como al principio había más partículas, ahora las partículas son todas las que quedaron. Puede que hoy en día no queden antipartículas naturales en nuestro universo. Sin embargo, en 1977 los científicos descubrieron una posible fuente de antimateria cerca del centro de la Vía Láctea. Si ese lugar realmente existiera, también significaría que existe antimateria natural, por lo que ya no necesitaríamos crear antimateria.
Pero por ahora, tendremos que crear nuestra propia antimateria. Afortunadamente, es posible crear antimateria utilizando tecnología como los colisionadores de partículas de alta energía, también llamados aceleradores de iones. Los aceleradores de iones, como el CERN, son enormes túneles revestidos de fuertes campos supermagnéticos circundantes que impulsan átomos a casi la velocidad de la luz. A medida que los átomos salen del acelerador, bombardean el objetivo y crean partículas. Algunas de estas partículas son antipartículas separadas por campos magnéticos. Estos aceleradores de iones de alta energía producen sólo unos pocos nanogramos de antinucleones al año. Un nanogramo es una milmillonésima parte de un gramo. Todas las partículas antinucleares producidas en el CERN en un año son suficientes para encender una bombilla de 100 vatios durante tres segundos. Los viajes interestelares utilizando armas antinucleares requerirían varias toneladas.