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Si se junta materia con antimateria sabemos que se produce la aniquilación de ambas y se obtiene una cantidad de energía regida por la famosa ecuación de Einstein. La pregunta es: ¿se puede lograr el proceso inverso de alguna manera? o dicho de otra forma: si "condenso" (si es que ese concepto puede emplearse) suficiente energía en un punto ¿generaré una particula y una antiparticula? ¿Cual es el proceso por el que se genera antimateria en los aceleradores de partículas? Gracias. |
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Efectivamente en la colisión de dos fotones se pueden conseguir pares de partícula-antipartículas. De hecho, en la interacción de cualquier par de partículas neutras se puede conseguir creación de pares partícula-antipárticula (esencialmente por conservación de la carga, entre otras cosas). Estas colisiones son las que dan, pedestremente hablando, los pares en los aceleradores. Inicialmente la probabilidad de crear materia o antimateria es la misma, así que surge el problema de explicar la asimetría observada de que en nuestro universo hay mas materia que antimateria. Además, hay núcleos radiactivos que de forma natural emiten positrones (antielectrones) (radiación beta más) y en la radiación beta (menos) se generan antineutrinos de forma natural. 1
Otra pregunta relacionada: Cuando chocan particula y antiparticula, ¿en que forma se obtiene la energia resultante? ¿fotones? sea cual sea la respuesta ¿siempre es así? 1
Se podrán crear partículas tal que se conserve la energía y el momento. Un electrón y un positrón en reposo (la energía en el centro de masas será de 2m=1MeV) sólo podrán desintegrarse en fotones (dos mínimo), supongo que también en neutrino-antineutrino pero los procesos débiles son mucho menos probables que los electromagnéticos; sin embargo, si se aniquilan con una mayor energía en el centro de masas del sistema, podrán dar lugar a partículas más masivas. Como los fotones carecen de masa, siempre existirá la posibilidad de que un par partícula-antipartícula se desintegre en fotones, siempre y cuando tengan carga (interactúen con el fotón). Uuh... ¿entonces un neutrino y su antineutrino en reposo no pueden aniquilarse? No tienen carga, de modo que no interaccionan con el fotón, y son lo más ligero que hay (de lo masivo). Yo diría que los neutrinos interaccionan tan poco con el resto de la materia, que entre ellos simplemente no interaccionan en absoluto, y por tanto es prácticamente imposible que se aniquilasen. Pero vamos, es una suposición un tanto intuitiva. 1
No, un neutrino y su antineutrino reales en reposo no pueden aniquilarse. El diagrama de Feynman típico de un aniquilación de pares en dos fotones es este: http://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/thumb/b/ba/Feynman_EP_Annihilation.svg/640px-Feynman_EP_Annihilation.svg.png (sustituid e^- por una partícula y e^+ por su antipartícula). Los dos vértices que aparecen son debido a la interacción electromagnética representada por un término en el Lagrangiano de la forma q(Y*)AY, donde Y es el campo de la partícula, Y* su "conjugado" (dependiendo de la representación de Y (escalar, espinor...), lo de "conjugado" tendrá distinto significado), A el campo del fotón y q la carga de la partícula: por lo que si no hay carga no puede aparecer este vértice. Pero quizás sí podría interaccionar, a priori, mediante interacción débil. Como digo, en la práctica creo que es totalmente improbable, pero no tengo claro que sea un proceso absolutamente prohibido. El fotón no interactúa débilmente, esos son los bosones W y Z, que son masivos y por tanto no pueden producirse en este caso.
Yo diría, en base a mis oxidados conocimientos de estas cosas, que no se puede crear pares a partir de dos fotones, ya que éstos no interactúan. Es decir, que hace falta un fotón, por ejemplo, y algo más, como un átomo por ejemplo. Sí que pueden interaccionar, no directamente pero sí mediante un propagador cargado (como el del electrón, que será el más probable pues es la partícula cargada menos masiva). Simplemente dale la vuelta a la flecha del tiempo de la imagen que te he puesto antes y ahí tienes el diagrama de Feynman de dos fotones aniquilándose para dar un par electrón-positrón. No entiendo eso del propagador cargado. ¿Puedes explicar el proceso? Me refería a la partícula virtual que aparece en medio del diagrama. Debido al término que he escrito antes en el Lagrangiano, los vértices electromagnéticos son de un fotón, una partícula cargada entrando y la misma partícula saliendo, por lo cual el vértice quedará de esta forma: http://teachers.web.cern.ch/teachers/archiv/HST2002/feynman/feynma4.gif Ahí la dirección del tiempo da igual, lo puedes rotar en cualquier dirección. Por tanto, es perfectamente posible que dos fotones se aniquilen dando lugar a un par partícula-antipartícula cargados (siempre que la conservación del momento y la energía lo permitan). http://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/thumb/b/ba/Feynman_EP_Annihilation.svg/640px-Feynman_EP_Annihilation.svg.png Cambias la dirección del tiempo y ahí lo tienes
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La pregunta es que si se puede crear materia partiendo de energía la respuesta es si solo que con las técnicas actuales resultaría casi imposible, cuando se produce egregia a partir de materia un pequeño átomo de esta materia libera unas cantidades exageradas de energía por lo cual para producir materia tendríamos que usar toda la enregia del planeta y la masa que generaríamos casi ni la veríamos así que en teoría se puede pero en la practica no solo podemos generar en el laboratorio cantidades subatómicas de materia algo que no tendría utilidad. pero aun no conocemos del todo este poseso y apenas estamos descubriendo las energías por ejemplo la energía taquionica apenas la re-descubrimos hace poco y esta energia promete mejoras sustanciales como es el echo de generar anti-gravedad y muchas mas, tal vez en un futuro uniendo varias energías que talvez aun no conocemos logramos crear materia al estío star trk Chao............ |
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Un ejemplo típico de formación de materia a partir de energía es un muón viajando a toda velocidad y chocando contra un átomo, lo cual genera un par electrón positrón. En este caso la energía para generar el par sale de la energía cinética del muón. Eso ocurre de forma rutinaria en al atmósfera, y de hecho fue la manera en que se descubrió el positrón, confirmando la predicción que Dirac había hecho unos años antes. |
