Materia - Antimateria

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Materia - Antimateria

• Preparado por
• Elsa Berríos y Javier Carrasquillo

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Qué es materia? En general todo lo
que tiene 'sustancia es una forma
especializada de energía con una masa en reposo
finita, que se distingue de la radiación
electromagnética. En física quizá sea mejor
evitar el término materia.
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Qué es antimateria?

• Materia formada de antipartículas. Los núcleos
  de antimateria consistirían en antiprotones y
  antineutrones y estarían rodeados de positrones
  que describen órbitas. Cuando la materia
  encuentra antimateria hay aniquilación.
• Las partículas y antipartículas se crean en
  pares a partir de la energía que produce otra
  partícula. Debido a que las antipartículas tienen
  cargas opuestas, estas giran en forma espiral en
  la dirección opuesta a la partícula en un campo
  magnético

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Qué es aniquilación? Reacción entre una
partícula y su antipartícula por ejemplo entre
un electón y un positrón. La energía producida es
equivalente a la suma de la masa en reposo de la
partículas que se aniquilan y sus energías
cinéticas. Para que se conserve el momento se
forman dos fotones que se alejan en direcciones
opuestas. Estas radiación (radiacíón de
aniquilación) esta en la región de los rayos
gamas ( ?) del espectro electromagnético. La
aniquilación tambien puede ocurrir entre un
nucleón y su antipartícula. En este caso se
producen mesones.
Cuando una partícula y su antipartícula se
encuentran, se aniquilan entre sí convirtiéndose
en energía pura. Esta energía puede entonces dar
origen a una partícula neutra portadora de
fuerza, como un fotón, un bosón Z or un gluón.
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Origen de la antimateria

• El concepto de antimateria nació rodeado
  de una especie de halo misterioso y visionario,
  aunque en la actualidad las partículas de
  antimateria se fabrican y almacenan
  cotidianamente en diversos laboratorios
  especializados del mundo, guardándose durante
  meses en botellas especiales hechas de
  combinaciones de campos eléctricos y magnéticos.

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Como clasificamos las partículas elementales?

• Las partículas elementales se caracterizan por su
  masa, carga, spin. Una forma de clasificación es
  en leptones y hadrones que se distinguen por la
  manera como interactúan las partículas. Los
  hadrones se dividen a su vez en bariones y
  mesones. Por último, los bariones se subdividen a
  su turno en nucleones e hiperones. Otra
  clasificación es la que se hace en fermiones (que
  tienen spin semientero) y bosones (de spin
  entero).

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La asimetría

• En resumen, podría generarse una
  asimetría materia-antimateria a partir de un
  estado simétrico siempre que
• No se conservase el número bariónico
• Existiesen interacciones que violasen la
  inversión del tiempo
• El universo se hallase, en determinado momento,
  en un estado de desequilibrio de expansión
  extrema.
• En el modelo estándar la condición 1 y la
  condición 3 no se cumplen, por lo que el origen
  de la materia visible sigue siendo en él una
  incógnita. Sin embargo, las GUT's, que van más
  allá del modelo estándar, pueden violar la
  conservación del número bariónico. Debido a esto,
  resurgió el interés por llegar a una explicación
  de la asimetría materia-antimateria observada. En
  1978, varios físicos teóricos, comprendiendo que
  este viejo problema podría resolverse ya en el
  marco de las GUT's, trabajaron activamente
  calculando la asimetría para comprobar si
  coincidía con la observación.

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Ejemplo

• Un protón y el antiprotón tienen ambas masa
  igual a 1836 veces la de un electrón y spin ½
  unidad, en tanto que la del antiprotón es (-1)
  unidad.

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La cámara de burbuja

• Esta es la fotografía, obtenida en una cámara de
  burbujas verdadera, de un antiprotón (entrando
  por la parte inferior de la figura) que colisiona
  con un protón (en reposo) y se aniquila. Ocho
  piones fueron producidos en esta aniquilación .
  Uno decae en un y un . Los piones positivos y
  negativos se curvan de modo diferente en el campo
  magnético.
• La cámara de burbujas es un detector más avanzado
  que la cámara de niebla, pero mucho menos
  poderoso que los detectores modernos.

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Referencias

• Diccionario de Física
• CD-R Particle Adventure
• Quarknet