Antipartículas, esas cosas raras ( y II )

Siguiendo la historia de las antipartículas, ahora abordaremos su descubrimiento experimental y las preguntas que trajo.

Descubrimiento experimental

Una vez hecha la predicción teórica… solo hace falta la confirmación experimental de que realmente es así.

Y ésta llegó de la mano Carl Anderson en 1932 dentro de una cámara de niebla, una “caja” con agua en unas condiciones de temperatura y presión determinadas y un campo magnético, de forma que cuando viaja una partícula cargada eléctricamente, deja una “estela”, y partículas de diferente carga viajan en direcciones opuestas.
pair_electron-positron.jpgAquí, observó que cuando incidía un rayo cósmico, se producía un electrón y un positrón (su antipartícula), saliendo de forma análoga a lo que vemos en el dibujo de la izquierda.

Hoy en día se conoce que cuando un fotón (un rayo de luz) con suficiente energía (rayo X o gamma) viaja por un medio donde hay varios núcleos (es decir, en el vacío no se produce), hay una probabilidad alta de que éste se desintegre en un par electrón-positrón.

Por supuesto, el suceso contrario se produce muchas veces también: un electrón y un positrón que se encuentran, automáticamente se destruyen siempre, produciendo dos fotones.

¿ Por qué no vemos más antimateria?

La pregunta que nos podemos hacer llegados a este punto es… ¿ por qué todo lo que vemos es “materia” (formada por partículas) y no vemos antimateria (formada por antipartículas) ?, porque en principio la intuición nos diría que habría una cantidad semejante de ambas.

Y esta es una de las preguntas fundamentales que hay en la física actual sin resolver. A lo que se ha llegado es que después del Big Bang, el número que había de materia y antimateria tenía un ligero predominio de la primera (de 1 partícula más cada 10 mil millones), lo cual originó que al irse destruyendo mutuamente, sobreviviera una de las dos formas.

Claro que que a esto lo llamemos materia y a lo otro antimateria solo es porque es lo “raro”, pero de igual forma el Universo podría haber estado constituído de “antimateria” y no habría ningún cambio en absoluto.

Nuevas interpretaciones

Cabe destacar, que con la Teoría cuántica de campos (la teoría actual que mejor describe todas las partículas y sus interacciones), ya no es necesaria la interpretación de Dirac de las antipartículas como “huecos dentro de un mar de partículas”, con todos los problemas que esto traía (la existencia de una carga infinita, por ejemplo).

Posibles aplicaciones

Ahora, una vez conocido que existe las antipartículas (o antimateria), cabe preguntarse qué usos se puede extraer de ellas.
Por supuesto, aunque es relativamente fácil obtener positrones, es más complicado almacenarlos, ya que esto se debe hacer con campos magnéticos muy fuertes de forma que no se les permita acercarse a ningún electrón (lo que llevaría a la destrucción de ambos).

La gran ventaja que sí se podría sacar es que la conversión de materia-antimateria en radiación (al destruirse mutuamente) es eficiente al 100%: toda la “materia” inicial se convierte en radiación.
Puesto que cualquier transformación de energía actual no tiene una eficiencia más allá del 20% normalmente, esto supondría la posibilidad de crear motores con una eficiencia sin precedentes, por ejemplo, para naves espaciales.

Esta es una de las investigaciones donde más se está profundizando, aunque debido al costoso mantenimiento de tener antimateria, todavía no se ha podido hacer demasiado viable y aún no se ha probado ningún motor así, pero las aplicaciones que se están intentando son prometedoras.

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