En el universo del que formamos parte, partículas y antipartículas solo pueden aniquilarse o ser producidas por pares. Así sucede, al menos, en todos los proceso que sabemos detectar y podemos detectar y podemos explicar con nuestras más sofisticadas teorías de las interacciones fundamentales. Sin embargo, el nuestro es un cosmos de materia. Las ínfimas proporciones de antimateria que se detectan hoy pueden ser enteramente explicadas por proceso estelares y galácticos ¿Por qué materia y antimateria no existen en proporciones equivalentes? La explicación más plausible es que, en algún momento temprano de la evolución del universo tuvo lugar una producción asimétrica de partículas y antipartículas. Nuestro universo estaría formado por la materia procedente de un diminuto excedente, resultado de esa producción asimétrica, inmersa en la radiación producida por la aniquilación de partículas y antipartículas.
ANTIPARTÍCULA
En física de partículas, a cada tipo de partícula se le asocia una antipartícula con la misma masa, pero con cargas físicas opuestas (como la carga eléctrica). Algunas partículas son idénticas a su antipartícula, como por ejemplo el fotón, que no tiene carga. Pero no todas las partículas de carga neutra son idénticas a su antipartícula. Siempre hemos tenido la impresión de que las leyes de la naturaleza parecían haber sido diseñadas para que todo fuese simétrico entre partículas y antipartículas hasta que los experimentos de la llamada violación CP (violación carga-paridad) encontraron que la simetría temporal se violaba en ciertos sucesos de la naturaleza. El exceso observado de bariones con respecto a los anti-bariones, en el universo, es uno de los principales problemas sin respuesta de la cosmología.
Los pares partícula-antipartícula pueden aniquilarse entre ellos si se encuentran en el estado cuántico apropiado. Estos estados pueden producirse en varios procesos. Estos procesos se usan en los aceleradores de partículas para crear nuevas partículas y probar las teorías de la física de partículas. Los procesos de altas energías en la naturaleza pueden crear antipartículas, y estos son visibles debido a los rayos cósmicos y en ciertas reacciones nucleares. La palabra antimateria se refiere a las antipartículas elementales, los compuestos de antipartículas hechos con éstas (como el antihidrógeno) y formaciones mayores que pueden hacerse con ellos.
Las leyes de la naturaleza son casi simétricas con respecto a las partículas y antipartículas. Por ejemplo, un antiprotón y un positrón pueden formar un antihidrógeno [que se cree que tiene las mismas propiedades que un átomo de hidrógeno. Esto lleva a preguntarse por qué la formación de materia tras el Big Bang dio lugar a un universo formado casi enteramente por materia, en lugar de ser una mezcla a medias de materia y antimateria. El descubrimiento de la violación de la paridad de carga ayudó a esclarecer este problema al demostrar que esta simetría, que originalmente se creía perfecta, era sólo aproximada.
Dado que carga es conservada, no es posible crear una antipartícula sin destruir otra partícula de la misma carga (como ocurre, por ejemplo, cuando se producen antipartículas de forma natural mediante desintegración beta o la colisión de rayos cósmicos con la atmósfera terrestre), o mediante la creación simultánea de una partícula y su antipartícula, lo que puede ocurrir en aceleradores de partículas como el Gran Colisionador de Hadrones del CERN.
Aunque las partículas y sus antipartículas tienen cargas
opuestas, las partículas eléctricamente neutras no tienen por qué ser
idénticas a sus antipartículas. El neutrón, por ejemplo, está hecho de quarks, el antineutrón de antiquarks,
y se distinguen entre sí porque neutrones y antineutrones se aniquilan
al entrar en contacto. Sin embargo, otras partículas neutras son sus
propias antipartículas, como fotóns, Z0 bosones, π0
mesóns, e hipotéticos gravitóns y algunas hipotéticas partículas masivas débilmente interactuantes.
MÁS INFORMACIÓN
- Libro: La observación del cosmos. Descubriendo el universo a través de la luz. Un paseo por el cosmos
- Libro: Computación, teleportación y criptografía cuánticas. La segunda evolución cuántica. Un paseo por el cosmos
- Libro: De Turing a Google. Computación y programación. Grandes Ideas de las Matematicas
Autor(es): José Rodríguez-Quintero y Mario Gómez Santamaría son profesores de Física en la Univesidad de Huelva
Editorial: RBA
Páginas: 156
Tamaño: 16 x 23,5 cm
