Antimateria

Cuando oyes la palabra antimateria parece algo típico de alguna película. Sin embargo, es algo totalmente real y hasta nosotros mismos la emitimos en nuestro cuerpo. La antimateria se ha convertido en algo muy importante para la ciencia ya que nos ayuda a comprender numerosos aspectos del universo, su formación y evolución. Además, da explicación a muchos fenómenos que tienen lugar en la realidad.

¿Quieres conocer qué es la antimateria y por qué es tan importante? Aquí te lo explicamos todo.

Qué es la antimateria

La antimateria surge de una de esas enormes ecuaciones que tienen un lenguaje que solamente grandes físicos y matemáticos son capaces de descifrar. Estas ecuaciones parecen algo que está equivocado y que, normalmente, tras tantas ecuaciones, es normal que haya algún error. Sin embargo, esto es totalmente cierto y la antimateria es real.

Se trata de una sustancia compuesta de lo que se le conocen como antipartículas. Estas partículas son iguales a las que conocemos pero con la carga eléctrica totalmente opuesta. Por ejemplo, la antipartícula de un electrón cuya carga es negativa es un positrón. Es un elemento igual con la misma composición, pero con carga positiva. Esto es así de sencillo y quien quiera hacértelo más complicado se equivoca.

Estas sustancias de partículas y antipartículas van formando pares. Cuando ambas se chocan, se aniquilan entre ellas y desaparecen por completo. Bajo el resultado de esta colisión, se forma un flash de luz. Las partículas que no tienen cargas, como por ejemplo los neutrinos, se piensa que ellos mismos son su propia antipartícula.

Hay algunas teorías que piensan en estas partículas con el nombre de Majorana y se deduce que las partículas de materia oscura podrían también ser partículas de Majorana, es decir que ellas mismas son su antipartícula y partícula  a la vez.

La ecuación de Dirac

Como hemos comentado, la antimateria surge de estudios matemáticos y largas ecuaciones físicas. El físico Paul Dirac, estudió todo esto en 1930. Intentaba unificar las corrientes físicas más importantes en una: la relatividad especial y la mecánica cuántica. Estas dos corrientes unidas en un sólo marco teórico podría ayudar enormemente al entendimiento del universo.

Hoy día conocemos esto como la ecuación de Dirac. Se trata de una ecuación bastante sencilla, pero que en su momento abrumó a todos los científicos. La ecuación predecía algo que parece imposible,  partículas con energía negativa. Las ecuaciones de Dirac decían que las partículas podían tener una menor energía que la del reposo. Esto es, podían tener menos energía que la que tienen cuando no están haciendo absolutamente nada. Esta afirmación era más difícil de entender para los físicos. ¿Cómo vas a tener menos energía que la que tienes sin hacer nada, si ya no estás haciendo nada por sí mismo?

De aquí se consiguió sacar que las partículas tenían energía negativa. Todo esto desencadenó la realidad en la que existen un mar de partículas que tienen energía negativa y que no habían sido descubiertas por la física. Cuando una partícula normal salta de un nivel de energía más bajo a otro más alto, deja un hueco en el nivel de energía más bajo del que proviene. Ahora, si la partícula tiene carga negativa, el hueco podrá tener un hueco de carga negativa o, lo que es lo mismo, una carga positiva, es decir, un positrón. Es así como nace el concepto de antipartícula.

¿Donde se encuentra la antimateria?

Las primeras partículas de antimateria que se detectaron fueron las provenientes de los rayos cósmicos usando una cámara de niebla. Estas cámaras sirven para detectar partículas, Emiten un gas que se va ionizando tras el paso de partículas, por lo que se puede saber la trayectoria que tienen. El científico Carl D. Anderson pudo utilizar un campo magnético para que, cuando una partícula pasara por la cámara, la trayectoria se curvara para su carga eléctrica. De esta forma se conseguía que la partícula se fuera a un lado y la antipartícula a otro.

Más tarde se descubrieron los antiprotones y antineutrones y, desde aquel entonces, cada vez los descubrimientos son mayores. La antimateria es cada vez más conocido. Nuestro planeta está siendo constantemente bombardeado con antipartículas que forman parte de los rayos cósmicos. Lo que está más cerca de nosotros es lo que nos afecta.

Podemos decir que nosotros mismos emitimos antimateria debido a la composición del cuerpo. Por ejemplo, si nosotros nos comemos un plátano, debido al decaimiento del potasio -40, formará un positrón cada 75 minutos. Esto significa que si, en nuestro cuerpo nos encontramos con potasio -40, será que nosotros mismos somos fuente de antipartículas.

Para qué sirve

Seguramente dirás que para qué sirve saber que hay antimateria. Pues gracias a ella, tenemos muchas mejoras en el campo de la medicina. Por ejemplo, es muy usada en la tomografía por emisión de positrones. Se usan estas partículas para poder producir algunas imágenes del cuerpo humano a una alta resolución. Estas imágenes son muy útiles en las inspecciones para saber si tenemos algún tumor que se está expandiendo o su grado de evolución. También se está estudiando el uso de los antiprotones para el tratamiento de los cánceres.

En el futuro, la antimateria podría servir como elemento prometedor en la producción de energía. Cuando la materia y la antimateria se aniquilan, dejan una buena forma de energía en forma de luz. Un gramo de antimateria sola liberaría una energía que equivaldría a una bomba nuclear. Esto es completamente impresionante.

El problema hoy día con la explotación de la antimateria para la energía es su almacenamiento. Es algo de lo que estamos lejísimos de solucionar. Cada gramo de antimateria necesitaría cerca de 25.000 billones de kilovatios hora de energía.

También sirve para dar explicación a por qué existimos. En un principio, según la teoría del Big Bang, los orígenes tanto de la materia como de la antimateria debieron darse mediante un patrón de simetría total. Si esto fuera así, habríamos desparecido ya. Por ello, es necesario que tenga que haber al menos 1 partícula de materia más por cada antimateria.

Espero que esta información te haya aclarado las dudas sobre la antimateria.

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