Antimateria

Beatriz Gato Rivera

• Editorial: Los Libros de La Catarata
• Año: 2018
• ISBN:
  9788490975435
• Categoría: Ciencias biológicas
• Categoría: Ciencias en general

La antimateria, el reverso de la materia, es uno de los aspectos más fascinantes de la física de partículas, siendo además la aniquilación materia-antimateria el proceso más energético que existe en el universo. Un objeto de antimateria sería indistinguible, a juzgar por su aspecto, de uno de materia; de hecho, una estrella de antimateria, de existir, brillaría de manera idéntica que una estrella de materia, emitiendo la misma luz. Vivimos rodeados por antimateria y por las radiaciones resultantes de la aniquilación de esta contra la materia de su entorno. Por ejemplo, en la superficie terrestre estamos sometidos a una lluvia incesante de partículas, en todas direcciones, tanto de materia como de antimateria, y se estima que un 10 por ciento de la luz visible que nos llega del Sol se debe a la aniquilación materia-antimateria que tiene lugar en su interior. Además, hacemos un uso constante de la antimateria: en los hospitales, como ingrediente esencial de las técnicas de imagen PET, así como en la industria y en la investigación relacionada con ciencia y tecnología de materiales. En este libro se explica qué es la antimateria, cómo se produce, dónde se encuentra, los usos y experimentos que se realizan con la misma, así como el enigma de su desaparición en los primeros instantes de existencia del universo.

Antimateria

Beatriz Gato Rivera

Colección ¿Qué sabemos de?

Catálogo general de publicaciones oficiales

http://publicacionesoficiales.boe.es

Publicación incluida en el programa editorial del suprimido Ministerio de Economía, Industria y Competitividad y editada por el Ministerio de Ciencia, Innovación y Universidades (de acuerdo con la reestructuración ministerial establecida por Real Decreto 355/2018, de 6 de junio).

Diseño gráfico de cubierta: Carlos Del Giudice

Fotografía de cubierta: Aniquilación de un antiprotón contra un protón de un átomo de neón. Experimento PS-179 en la máquina LEAR del CERN, 1984. © CERN

© Beatriz Gato Rivera, 2018

© CSIC, 2018

© Los Libros de la Catarata, 2018

Fuencarral, 70

28004 Madrid

Tel. [phone]

www.catarata.org

isbn (csic): 978-84-00-10382-8

isbn electrónico (csic): 978-84-00-10383-5

isbn (catarata): 978-84-9097-542-8

isbn electrónico (catarata): 978-84-9097-543-5

nipo: 059-18-007-X

nipo electrónico: 059-18-008-5

depósito legal: M-30.190-2018

ibic: PDZ/PHP

Reservados todos los derechos por la legislación en materia de Propiedad Intelectual. Ni la totalidad ni parte de este libro, incluido el diseño de la cubierta, puede reproducirse, almacenarse o transmitirse en manera alguna por medio ya sea electrónico, químico, óptico, informático, de grabación o de fotocopia, sin permiso previo por escrito del Consejo Superior de Investigaciones Científicas y Los Libros de la Catarata. Las noticias, los asertos y las opiniones contenidos en esta obra son de la exclusiva responsabilidad del autor o autores. El Consejo Superior de Investigaciones Científicas y Los Libros de la Catarata, por su parte, solo se hacen responsables del interés científico de sus publicaciones.

Introducción

La antimateria es uno de los aspectos mas fascinantes de la física de partículas. Cuando se lee o se escucha la palabra antimateria, ya sea en los medios, en el cine o en alguna novela, lo primero que se nos viene a la mente es “pero ¿qué es esto de la antimateria?”. De hecho, su mismo nombre evoca un algo reminiscente de la ciencia ficción. Este libro está concebido para contestar esta y otras muchas preguntas sobre la antimateria. Veremos que es el reverso de la materia, pero no el reverso tenebroso, como en la saga de La guerra de las galaxias. Nada más lejos de la realidad, pues estamos conviviendo continuamente con la antimateria, así como con los productos de su aniquilación contra la materia. Infinidad de partículas, tanto de materia como de antimateria, alcanzan la superficie terrestre incesantemente y en todas direcciones, provenientes de las capas altas de la atmósfera, en donde se producen como resultado del impacto de los rayos cósmicos con los núcleos atómicos de las moléculas allí presentes; algunas de estas partículas incluso penetran en nuestras casas y edificios atravesando todo lo que encuentran a su paso. Las mismas estrellas son una fuente importante de antimateria, pues esta se produce copiosamente en los hornos nucleares estelares, en la forma de antielectrones, los llamados positrones. Y sucede que la aniquilación de estos con los electrones del interior de las estrellas produce parte de la luz y del calor que emiten estas; en el caso del Sol, un 10% aproximadamente de la luz visible que nos alcanza proviene de las aniquilaciones electrón-positrón que ocurrieron en su interior varios cientos de miles de años atrás. Por otro lado, algunas sustancias radiactivas naturales que abundan en compuestos orgánicos, como el Potasio-40, emiten positrones, los cuales se aniquilan de inmediato con los electrones de su entorno. Esto hace que, por ejemplo, un plátano mediano emita 15 positrones cada 24 horas, aproximadamente, provenientes de los núcleos radiactivos de los átomos de Potasio-40. Por último, hay que destacar que la antimateria se usa ampliamente y desde hace bastantes años en nuestra sociedad: en medicina como ingrediente esencial de las técnicas de imagen PET, y en tecnología punta de materiales para toda una variedad de propósitos.

En el primer capítulo del libro haremos una breve descripción del conocimiento actual que tenemos sobre las partículas elementales, incluyendo los conceptos teóricos básicos en los que se fundamenta el modelo estándar de la física de partículas. En el segundo capítulo repasaremos los hitos principales sobre el descubrimiento de las partículas de antimateria, explicando las razones físicas que permiten crear estas partículas a partir de colisiones entre partículas de materia ordinaria. Nos detendremos, además, para describir en más detalle los rayos cósmicos y los aceleradores de partículas, que constituyen las fuentes principales de antimateria a las que tenemos acceso, aparte de algunas sustancias radiactivas naturales. ...

Índice

• Antimateria