¿Qué es la antimateria?

 

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  La antimateria

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        En esta sección encontrarás respuesta a las siguientes preguntas:

  • ¿Qué es la materia? ¿De qué se compone?

  • ¿Qué es la antimateria? ¿De qué se compone?

  • ¿Qué sucede si la materia y la antimateria se encuentran?

  • ¿De dónde proceden la materia y la antimateria?

  • ¿Existe antimateria en el universo? ¿Dónde está?

 

Antes de preguntarnos qué es la antimateria, debemos preguntarnos qué es la materia en sí. La respuesta más sencilla sería que la materia es todo aquello que constituye el mundo que vemos a nuestro alrededor, el universo físico que habitamos. Todas las sustancias de ese mundo físico se componen de moléculas, y las moléculas de átomos. El átomo consta de tres partes: los electrones (con carga eléctrica negativa), los protones (con carga eléctrica positiva) y los neutrones (sin carga). Los protones y los neutrones constituyen el núcleo, el centro compacto del átomo. En torno a él giran los electrones.

La estructura del átomo

Las unidades de materia más básicas conocidas se denominan partículas fundamentales. La física ha identificado 12 de ellas, las cuáles constituyen la base todo nuestro universo. Las partículas fundamentales pueden clasificarse en dos grandes familias: los quarks y los leptones. Los protones y los neutrones del núcleo del átomo se componen de quarks. Por el contrario, los electrones son ellos mismos partículas fundamentales y pertenecen a la familia de los leptones.

La antimateria es a todos los efectos lo mismo que la materia excepto por una propiedad: su carga eléctrica. La antimateria se compone de partículas de signo opuesto a las de la materia; éstas se denominan "antipartículas". Por ejemplo, en lugar de protones, con carga positiva, en la antimateria existen los "antiprotones", que poseen carga negativa. Del mismo modo, el equivalente en la antimateria del electrón es el "antielectrón", que tiene carga positiva. Los antielectrones se denominan también "positrones", una combinación de los términos ingleses positive (positivo) y electron (electrón). En definitiva, las partículas de la antimateria son idénticas a las de la materia, excepto por su carga eléctrica opuesta (y, por tanto, sus opuestas propiedades magnéticas).

Materia y antimateria, un par de opuestos

Cuando una partícula de materia se encuentra con su equivalente de antimateria ambas desaparecen. El proceso se denomina "aniquilación" y supone la transformación de toda la masa en energía (en forma de fotones o, más concretamente, en forma de rayos gamma).

El proceso opuesto también es posible. Pares de partículas de materia y antimateria pueden generarse a partir de grandes concentraciones de energía. Esto es lo que ocurrió durante el Big Bang, una explosión tan intensa que generó materia y antimateria donde sólo existían inmensas cantidades de energía. Pero si la materia y la antimateria se crearon al mismo tiempo, ¿por qué nuestro universo se compone sólo de una de ellas? ¿Dónde está toda la antimateria que debió formarse en el Big Bang? La Física de momento sólo puede responder la segunda de las preguntas: la antimateria original debió aniquilarse en contacto con la materia que también se había formado. Hoy día sólo podemos encontrar cantidades minúsculas de antimateria como subproductos de fenómenos físicos de alta energía, y éstas cantidades se aniquilan casi al instante. La razón por la que sobrevivió un excedente de materia que ha dado lugar al universo que habitamos continúa siendo una incógnita.

Cabe preguntarse si no es posible que lejos de nosotros existan galaxias o planetas de antimateria que perduran porque están muy alejados de los de materia. La astronomía nos da la respuesta en este caso: si hubiese grandes cantidades de antimateria en el universo, deberíamos observar continuas explosiones de rayos gamma (fotones de alta energía) como resultado del contacto de la materia y la antimateria en los límites de las dos regiones. Sin embargo no parece que sea el caso. No obstante continúan los esfuerzos (por ejemplo, con el Proyecto AMS) por buscar éste y otros fenómenos en áreas cada vez más alejadas de nuestro universo.

¿Existen "antigalaxias"?

El descubrimiento de la antimateria es uno de los acontecimientos científicos más importantes del siglo XX. En muchas ocasiones los grandes descubrimientos de la ciencia son el resultado de una casualidad. Sin embargo la existencia de la antimateria fue predicha incluso antes de que nadie hubiese sido capaz de observarla en el mundo real.

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