Antimateria para niños
La antimateria es un tipo especial de materia que está hecha de "antipartículas". Imagina que cada partícula de materia normal tiene una especie de "gemela" con algunas propiedades opuestas, como la carga eléctrica. Por ejemplo, un electrón tiene carga negativa, pero su antipartícula, el positrón (o antielectrón), tiene carga positiva. De la misma manera, un protón tiene carga positiva, y su antipartícula, el antiprotón, tiene carga negativa.
Cuando una partícula de materia y su antipartícula se encuentran, se "aniquilan" mutuamente. Esto no significa que desaparezcan sin dejar rastro, sino que se transforman en energía, liberando fotones de alta energía, que son como pequeños paquetes de luz muy potentes, y otras partículas.
Contenido
¿Cómo se escribe la antimateria?
En física, para mostrar que una partícula es una antipartícula, se le pone una pequeña línea horizontal encima de su símbolo. Por ejemplo, si el símbolo de un protón es p, el de un antiprotón es p. Si el hidrógeno se escribe H, el antihidrógeno se escribe H.
¿Dónde está la antimateria en el universo?
Los científicos creen que al principio del universo, había la misma cantidad de materia y antimateria. Sin embargo, el universo que vemos hoy parece estar hecho casi por completo de materia normal. No sabemos con certeza por qué no encontramos grandes cantidades de antimateria en el espacio. Los científicos tienen algunas ideas sobre por qué la materia es más abundante:
¿Hubo un pequeño exceso de materia al principio?
Una idea es que, después del Big Bang (el inicio del universo), hubo una cantidad muy, muy pequeña de materia extra. Se calcula que por cada diez mil millones de parejas de partícula-antipartícula, había solo una partícula de materia más. Esa pequeña diferencia podría haber sido suficiente para que la materia que vemos hoy sobreviviera.
¿Las partículas y antipartículas no son exactamente iguales?
En 1964, los científicos James Cronin y Val Fitch sugirieron que las partículas y antipartículas podrían no ser perfectamente "simétricas" en todas sus propiedades. Esto significa que las leyes de la física podrían favorecer la supervivencia de la materia sobre la antimateria. Experimentos recientes, como uno en Japón, han dado pistas de que esto podría ser cierto. También se ha pensado que la materia oscura podría haber influido en este proceso.
¿Existen galaxias de antimateria?
Algunos científicos se preguntan si podría haber regiones del universo hechas de antimateria. Sin embargo, esta idea es poco probable. La antimateria se crea constantemente en el universo, por ejemplo, cuando los rayos cósmicos chocan con otras partículas. Pero estos eventos son muy raros, y las antipartículas creadas no suelen encontrarse para formar algo más grande. La NASA envió una sonda llamada Alpha Magnetic Spectrometer para buscar señales de antimateria más compleja, pero hasta ahora no ha encontrado nada.
¿Cómo se descubrió la antimateria?
La idea de las antipartículas surgió en 1928, cuando el físico Paul Dirac desarrolló una ecuación que predecía su existencia.
- En 1932, Carl D. Anderson descubrió el positrón (antielectrón).
- Veintitrés años después, en 1955, Emilio Segrè y Owen Chamberlain descubrieron el antiprotón y el antineutrón.
- La primera vez que se creó "antimateria" de verdad, es decir, una partícula compuesta por antipartículas, fue en 1965. Dos equipos, uno en el CERN (dirigido por Antonino Zichichi) y otro en el Laboratorio Nacional de Brookhaven (dirigido por Leon Lederman), lograron crear un antideuterón.
- En 1995, el CERN anunció que había creado nueve átomos de antihidrógeno. Más tarde, en 2010, lograron crear 38 átomos de antihidrógeno y mantenerlos por un corto tiempo. A principios de 2011, consiguieron almacenar más de 300 átomos de antihidrógeno durante 1000 segundos (más de 16 minutos).
- En 2009, científicos de la NASA descubrieron que las tormentas eléctricas pueden producir antimateria.
¿Cómo se guarda la antimateria?
La antimateria no se puede guardar en un recipiente normal, porque si toca cualquier materia, se aniquila. Para guardarla, los científicos usan campos eléctricos y magnéticos muy fuertes en dispositivos especiales llamados trampas. Estos campos pueden "atrapar" las partículas de antimateria sin que toquen las paredes del recipiente.
¿Cuánto cuesta la antimateria?
La antimateria es extremadamente cara de producir. Se estima que un miligramo podría costar miles de millones de dólares. Esto se debe a que se necesita muchísima energía para crearla, y el proceso no es muy eficiente. Además, mantenerla almacenada en las trampas magnéticas también es muy costoso.
Los científicos están investigando formas de recolectar la antimateria que se produce de forma natural en el espacio, por ejemplo, en los Cinturones de Van Allen alrededor de la Tierra. Estos cinturones contienen antiprotones que se forman cuando los rayos cósmicos chocan con la atmósfera.
¿Para qué se usa la antimateria?
Aunque la antimateria es muy difícil y costosa de producir, ya tiene algunos usos prácticos y se investigan otros:
- Medicina: Los positrones se usan en una técnica médica llamada tomografía por emisión de positrones (PET), que ayuda a los médicos a ver el interior del cuerpo. También se investiga su uso en terapias contra el cáncer, ya que los antiprotones podrían ser muy efectivos para destruir células dañinas.
- Estudio de materiales: La antimateria se usa para estudiar cómo están hechos diferentes materiales.
- Combustible: Uno de los mayores intereses es usarla como combustible. Cuando la materia y la antimateria se aniquilan, liberan una enorme cantidad de energía, mucho más que cualquier otra reacción conocida. Se calcula que una cantidad muy pequeña de antimateria podría propulsar una nave espacial a Marte. Sin embargo, esto es todavía una idea para el futuro debido a su alto costo y las dificultades para producirla y almacenarla.
¿Cómo se comporta la antimateria con la gravedad?
Todavía no sabemos con certeza cómo se comporta la antimateria en un campo gravitatorio. Es decir, no sabemos si la gravedad la atrae de la misma manera que a la materia normal, o si la repele. Los experimentos para medir esto son muy difíciles porque las antipartículas se mueven a velocidades muy altas. Si la antimateria se comportara de manera diferente con la gravedad, esto cambiaría algunas de nuestras teorías más importantes sobre el universo, como la Relatividad general. Sin embargo, la mayoría de los científicos creen que la gravedad afecta a la antimateria de la misma forma que a la materia.
Véase también
En inglés: Antimatter Facts for Kids
