¿Sabes qué es la ANTIMATERIA?

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Estoy seguro que mucho de ustedes así sea en películas de ciencia ficción, libros, vídeos, en internet; han escuchado o leído acerca de la antimateria.

Este tema ha sido aprovechado ampliamente por los divulgadores científicos y también por productores de películas, en las cuales han creado historias en donde la antimateria es un tema novedoso qué podrá manejar es el ser humano en el futuro, siempre se nos muestra la antimateria como una extraña manifestación de energía la cual permite a los seres humanos (utilizando una gran tecnología avanzada), realizar cosas extraordinarias, actividades que sólo podrán verse en el futuro. Sin embargo, aunque muchos no lo sepan, la antimateria es real, existe y no es un invento reciente, incluso se creó en los inicios del Universo, en la gran explosión, en el Big Bang. Ciertamente, este tipo de materia es realmente muy escaza en nuestro planeta.

Una particularidad que tiene este tipo de materia es que está conformada por antipartículas, por ejemplo: Para un átomo de hidrógeno que está compuesto por un protón y un electrón, el átomo de “antihidrógeno” está compuesto por un antiprotón y un antielectrón (comúnmente llamado positrón), muchas personas piensan que el hecho de ser una antipartícula consiste en simplemente tener la carga opuesta, decir que si el electrón tiene carga negativa, el positrón tendrá carga positiva y esto en gran medida es cierto, sin embargo no define en su totalidad lo que una antipartícula significa. Un ejemplo de esto se puede observar con el neutrón, tiene carga neutra y aun así tiene su antipartícula el antineutrón, entonces, ¿cómo puede ser esto posible? ¿Qué define una partícula como la antipartícula de otra partícula? Esta definición es realmente profunda y obedece las leyes de la física cuántica, se explica mediante la introducción de partículas aún más elementales, los Quarks, que componen a los neutrones en un nivel inferior, es decir son partículas aún más pequeñas que los protones, y neutrones, y dada la configuración de estos Quarks se generan neutrones o antineutrones …


Una característica bastante importante de este fenómeno físico, es que, si colocamos antiprotón a colisionar con un protón, estos ambos se aniquilaran y liberaran una gran cantidad de energía, es decir cuando la materia toca la anti materia se destruyen ambas. Si tenemos, por ejemplo, en una caja colocamos 10 electrones (imaginemos una caja común, esta vez no pediré que imaginemos una caja de una dimensión como comúnmente acostumbran hacer los físicos) y dejaremos pasar el tiempo. Al pasar el tiempo los electrones seguirán allí, repeliéndose unos a otros. Ahora sí colocamos dentro de esta caja 3 antielectrones, en algún momento estos tres antielectrones van a hacer contacto con un electrón, por lo tanto, al pasar el tiempo (no sabemos cuánto esto lo define la física estadística) vamos a tener 7 electrones, es decir 3 antielectrones habrán destruido 3 electrones. Por supuesto al final de todo no tendremos una caja y solo 7 electrones, ya que el hecho de que se destruyen va generar una gran cantidad energía, que quizá destruya parte de la caja. Ignorando el hecho de que se produzca poca o mucha energía, es importante que quede claro la incompatibilidad de estos dos tipos de materia existentes en nuestro universo.

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Balance de energia del proceso explicado. «La energía no se crea ni se destruye». Podemos podemos calcular estos datos con la relación Masa – Energia propuesta por Einstein

Los invito a realizar el cálculo teórico de cuánta energia es liberada en este proceso, los espero en los comentarios. 🤓

Aunque muchas personas no lo crean, el Oro no es lo más caro en este mundo, tampoco lo es el Platino, ni el petróleo, ni mucho menos Diamante, se ha calculado que la especie química más cara del planeta actualmente es la antimateria, ya que tan sólo un miligramo (ni siquiera un gramo) de antimateria pudiera costar hasta $62500. Es la sustancia más cara del mundo debido a que la producción de antimateria además de consumir enormes cantidades de energía es realmente difícil, ya que como les he explicado antes, se destruye al entrar en contacto con la materia de la materia común y corriente que abunda en nuestro planeta, entonces es realmente costoso generar un equipo capaz de almacenar este tipo de materia ya que para ello se necesitan campo electromagnético que logren a aislar las antipartículas del medio que lo rodea, ya que así es la única forma con la que se evita que sean destruidos. Se sabe que de toda la antimateria creada sólo un 1% de ella puede ser resguardada de forma correcta el 99% restante se destruye en el proceso de creación artificial. (Actualmente realizada en el CERN).


Los grandes usos que puede tener en el futuro, es la generación de energía, ya que, al destruirse con la materia común, libera una gran cantidad energía que viene dada por la famosa ecuación de Albert Einstein. La energía generada es igual a la masa de materia contemplada en el proceso, multiplicada por la velocidad de la luz al cuadrado. A simple vista pudiéramos pensar que un electrón con un antielectrón pudiera no generar tanta energía, y es verdad, sin embargo, sabemos que la velocidad de la luz es un número bastante grande y además está elevado al cuadrado por lo tanto se puede calcular que la energía generada por un kilo es realmente enorme, es aproximadamente 8.99 x 10 ^16 J. Para comprar, la bomba de Hiroshima ocasionó una liberación de energía equivalente a 54.4 x 10^12 J con un peso aproximado de 4400 Kg.



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Por ejemplo, se estima que sólo sería necesario tan solo 10 mg de antimateria para propulsar una nave de acá hasta Marte. Sin embargo, se debe que tomar en cuenta también, disipación de la energía mediante transferencia de calor, generación de neutrinos, etcétera. Aun así la cantidad de combustible que se necesitaría en un futuro para propulsar una nave de acá a Marte no debería superar los 30 mg, es por ello que para el futuro se planea que sea la antimateria, en conjunto con la materia común, la gran fuente de combustible que permita optimizar el uso de estos mismos, y generar energía sin efectos secundarios como la contaminación; entonces la gran promesa de la antimateria es la fuente de energía (que pudiera ser la más poderosa conocida por el hombre hasta ahora). Sin embargo, esperemos que este uso este siempre totalmente a favor de la evolución del ser humano en este planeta, y no para la destrucción, ya que como hemos visto la tecnología nuclear ha sido bastante útil para la generación de energía, pero lamentablemente también se usó para destruir con fines bélicos, usada en guerras para matar al “enemigo”. Sería bastante peligroso que se utilizara la antimateria con fines de guerra, ya que su poder es muchísimo mayor y pudiera representar también el peligro el peligro más grande en manos del ser humano.


Como he dicho hasta ahora, esto es simplemente una estimación de lo que pudiera ser el futuro, ya que por los momentos el proceso de obtención de la antimateria es extremadamente caro y complicado. Además, las tecnologías utilizadas para su almacenamiento no han sido desarrolladas en su totalidad (tiene un rendimiento bastante bajo), con la antimateria generada actualmente solo se pudiera encender un bombillo por algunos minutos…

Seguimos a la espera de los grandes desarrollos que nos traerá el futuro, tú decides si ser espectador o realizador. Todos los días podemos aprender algo nuevo.


Fuentes:


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