¿Qué sucede en la reacción entre materia y antimateria? ¿Viola la ley de conservación de la masa?

Answer 1

Cuando la materia y la antimateria chocan, se aniquilan completa y mutuamente, transformando toda su masa y energía cinética en nuevas partículas con masa, o en rayos gamma (una forma de luz de alta energía). Sin embargo, tenga en cuenta que una partícula de antimateria debe chocar con su partícula de materia regular correspondiente para que esto suceda, ya que se deben mantener todo tipo de leyes de conservación. Por ejemplo, un electrón no se auto aniquilará con un anti-neutrino. Un electrón solo se autoaniquilará con un anti-electrón (también conocido como un positrón). Es más común que un evento de aniquilación de materia y antimateria cree dos rayos gamma.

Dado que toda la masa se convierte en energía cuando un evento de aniquilación de materia y antimateria crea dos rayos gamma, el evento crea una cantidad intensa de energía por partícula. En otras palabras, tirar un poco de antimateria llena de dedales en tu sofá nivelaría la ciudad. Afortunadamente, en nuestro universo, la antimateria solo aparece en cantidades muy pequeñas.

A pesar de aparecer en cantidades muy pequeñas, la antimateria es bastante común. La antimateria se produce en muchos casos de desintegración radiactiva natural. Por ejemplo, ahora mismo en tu cuerpo hay cantidades diminutas del átomo de potasio-40 natural y radioactivo. Cuando estos átomos se desintegran radiactivamente, a veces producen antimateria. Esta antimateria en su cuerpo golpea rápidamente un átomo en su cuerpo, aniquila y se convierte en rayos gamma. Entonces, sí, hay antimateria en tu cuerpo ahora mismo. Pero las cantidades son tan pequeñas que tienen poco efecto en tu vida. Los agrupamos con otras formas de radiación de fondo.

Answer 2

Por aquí, asumo que la antimateria es antimateria atómica, por ejemplo, hecha de antiatomeas. Si estuviera hecho de otras antipartículas, entonces no tendría mucho efecto (aparte de decaer por sí solo).

Sí , la reacción entre la materia y sus correspondientes partículas de antimateria es 100% eficiente, convirtiendo toda la masa en energía. Si desea encontrar la cantidad de energía producida en una reacción de este tipo, simplemente multiplique la masa total (partículas más sus antipartículas) en kilogramos por la velocidad de la luz al cuadrado (9 x 1016) y obtendrá el resultado en julios.

Debido a que esta reacción es 100% eficiente, los cosmólogos creen que si no fuera por una asimetría que favorece a la materia sobre la antimateria, el Big Bang podría haber aniquilado TODA la materia y producido un Universo lleno de energía.
Respondido por: Paul Walorski, licenciado en física, profesor de física a tiempo parcial

Cuando se trata de antimateria, el efecto de aniquilación convierte la partícula o partículas opuestas a la antipartícula. Un ejemplo es el electrón y el positrón. Se aniquilan mutuamente por completo y la energía resultante es la radiación de rayos gamma de gama alta. Si, por otro lado, hay un ion hidrógeno y un positrón, el resultado final es un protón (quizás un neutrón, según el isótopo) y la radiación gamma. Con anti-MATTER depende de las partículas utilizadas. Bastante interesante, si invierte el proceso, al comenzar con la radiación de rayos gamma de gama alta, puede crear pares de electrones / positrones. Esto es mucho más difícil de hacer. Para calcular la energía de salida (o entrada), use la ecuación de energía de Einstein: E = mc2.

Answer 3

La antimateria es básicamente lo opuesto a la materia.

En teoría, todos los tipos de materia tienen una versión de antimateria equivalente que podría haber sido físicamente posible.

Pero había principalmente antimateria al principio del universo, cuando había antimateria y materia.

En resumen, la antimateria y la materia chocaron, lo que se destruyó mutuamente en una “cancelación” de partículas destructiva. Técnicamente, la masa no se destruye, solo se neutraliza porque las propiedades de las partículas cambian drásticamente. Esta teoría también especula que la materia y la antimateria no pueden coexistir juntas. El universo tenía más materia que la antimateria, por lo que nuestro universo, como sabemos, contiene materia, pero está lleno de un vasto espacio vacío.

La fuerza de la explosión sería bastante grande, ya que una libra de materia y una libra de antimateria podrían producir una explosión de fuerza nuclear de unos pocos megatones de TNT.

Como otro respondedor ha señalado, la contraparte del electrón es el positrón, que es idéntico al electrón, excepto que tiene una carga positiva en lugar de una negativa, y los quarks up / down dentro de él se intercambian con contrapartes de quarks, lo que resulta en: Las propiedades opuestas.

Gracias por la A2A.

Answer 4

Además de aniquilarse mutuamente, el estallido de energía resultante usualmente causa una lluvia de partículas. Por ejemplo, los rayos gamma resultantes pueden emparejarse y producir más partículas. El resultado se llama ducha o cascada.

Podemos ver ejemplos de esto en la astronomía de rayos gamma VHE (Very High Energy). La luz azul resultante es la radiación de Cherenkov causada por partículas que circulan por el aire a velocidades relativistas.

También podemos ver el resultado de las colisiones materia-antimateria en el ojo humano cuando se emiten pulsos de megavatios de rayos gamma hacia el ojo, ya que algunos de los pares de rayos gamma producen y se convierten en un electrón y un positrón (anti-electrón), al igual que En el aire cherenkov duchas.

El paciente ve destellos azules de luz, radiación de Cherenkov de las consecuencias de las colisiones materia-antimateria.

Answer 5

Muchas partículas, como los electrones, tienen una propiedad misteriosa que hace que se “conserven”, es decir, no pueden desaparecer. Para el electrón, a veces se le llama el “número lepton”. Así que los electrones no desaparecen.

Pero los anti-electrones, llamados positrones, tienen un número de leptones opuestos. Eso significa que si un electrón encuentra un positrón, los dos pueden desaparecer juntos. Por supuesto, la energía se conserva, de modo que cuando desaparecen, la energía se libera en una forma diferente; Para la combinación de electrón-positrón, lo que se produce es un par de rayos gamma.

(Tiene que ser un par de rayos gamma (o más), porque en el centro del marco de masa de las dos partículas, el impulso es cero. No puede conservar el impulso si la partícula final es un solo rayo gamma, porque podría tener un impulso cero solo si tuviera energía cero.)

Answer 6

Se aniquilan mutuamente y su masa se desvanece y se convierte en energía. La energía estará en la forma de dos fotones con la misma energía (la misma frecuencia) y dirección opuesta. Esta es la base de la tomografía por emisión de positrones (TEP). Como ustedes saben, el positrón es la antimateria del electrón.

Aquí está el diagrama de Feynman de la colisión electrón-positrón:

Como puede ver en el diagrama, puede ver un positrón como electrón en retroceso en el tiempo .

Answer 7

Si por “materia”, te refieres a la materia bariónica normal, entonces las respuestas que dicen que se convierte en “energía pura” o radiación gamma son erróneas . No es asi. Típicamente, alrededor del 50% de la energía de interacción se lleva en forma de neutrinos. Otra gran fracción termina como partículas beta (electrones energéticos). El resto será radiación gamma (fotones). Los neutrinos y los electrones son partículas estables.

Los electrones y los positrones se aniquilan para formar un par (al menos) de fotones de rayos gamma [math] e ^ ++ e ^ – \ rightarrow {} \ gamma + \ gamma [/ math]. Si tienen suficiente energía en el marco del CMS, pueden formar otras partículas, normalmente inestables, según el colisionador LEP.

Cuando los núcleos se aniquilan con sus contrapartes de antimateria, es una interacción quark-antiquark. Un protón, con configuración de quark uud podría aniquilarse con un antiprotón con configuración de quark [math] \ bar {u} \ bar {u} \ bar {d} [/ math] (neutrón / antineutrón, protón / antineutrón e neutrón / antiprotón) También son posibles). Si los nucleones se mueven bastante lentamente entre sí, entonces los quarks y los antiquarks se emparejarán para formar piones de varias cargas. Un par [math] u \ bar {u} [/ math] o [math] d \ bar {d} [/ math] producirá un pión neutral [math] \ pi ^ 0 [/ math], a [math] El par u \ bar {d} [/ math] formará un pión positivo [math] \ pi ^ + [/ math] y el par [math] d \ bar {u} [/ math] formará un pion negativo [math ] \ pi ^ – [/ math]. Los piones entonces decaerán. En el caso de los piones cargados, la ruta de descomposición normal es [math] \ pi ^ + \ rightarrow \ mu ^ ++ \ nu _ {\ mu} [/ math] y [math] \ pi ^ – \ rightarrow \ mu ^ – + \ bar {\ nu} _ {\ mu} [/ math]. Los piones neutrales generalmente se descomponen en un par de gammas [math] \ pi ^ 0 \ rightarrow {} 2 \ gamma [/ math]. En todos los casos hay ramas menos favorecidas, por ejemplo, un pión positivo decayendo en un positrón y un neutrino electrónico.

Los muones creados en la descomposición de los piones se descomponen a sí mismos: [math] \ mu ^ – \ rightarrow {} e ^ – + \ bar {\ nu} _e + \ nu _ {\ mu} [/ math] y [math] \ mu ^ + \ rightarrow {} e ^ ++ \ nu_e + \ bar {\ nu} _ {\ mu} [/ math].

Si la energía en el marco del CMS protón / antiprotón es lo suficientemente alta, se pueden crear partículas intermedias adicionales. Los rayos cósmicos a menudo involucran la creación de Kaon, por ejemplo, en la que aparecen quarks extraños. Los colisionadores de protones / antiprotones están diseñados específicamente para crear partículas intermedias exóticas.

Tenga en cuenta que un número significativo de las interacciones bariónicas implican neutrinos. Estos escapan de la reacción y solo interactúan muy débilmente con la materia a partir de entonces. Esos decaimientos que producen positrones eventualmente terminarán en la aniquilación de gammas.

Answer 8

Un proceso llamado aniquilación que es una explosión fantástica en la que la masa de materia y antimateria se convertirán en diferentes tipos de radiación. En la ciencia ficción, la antimateria es una fuente de energía muy efectiva que permite los viajes interestelares. En la práctica, solo podemos producir una cantidad muy pequeña de antimateria, es decir, anti-hidrógeno, que podemos mantener durante varios segundos antes de que se aniquile en contacto con la materia ordinaria Página en web.cern.ch No sucede nada terrible debido a una cantidad muy limitada de esta antimateria producida artificialmente (cientos de átomos)

Answer 9

No. La masa relativista de los dos o tres fotones de rayos gamma que resultan de la aniquilación de dos partículas es igual a la masa total de las dos partículas originales.

Repetir: Los fotones no tienen masa de reposo. Sin embargo, tienen masa relativista.

Answer 10

Antimateria es un término usado para referirse a partículas que son idénticas a las partículas ordinarias pero que tienen algunas propiedades exactamente opuestas a sus contrapartes de materia ordinaria. Cada partícula tiene una antipartícula correspondiente. Por ejemplo, la antipartícula de electrón es el positrón que tiene exactamente la misma masa que el electrón pero la carga opuesta (positiva) y el giro cuántico.

Cuando un electrón y un positrón entran en contacto, se aniquilan mutuamente. El producto de la aniquilación es más comúnmente energía en forma de fotones. Sin embargo, también puede haber otros resultados. La aniquilación puede producir otros pares de partículas-anti-partículas. Por ejemplo, la aniquilación electrón-positrón puede producir un par de protones-anti-protones en lugar de “energía pura” en forma de fotones, siempre que se cumpla el principio de equivalencia de energía de masa (E = mc ^ 2).

Aunque el producto de la aniquilación nunca se puede predecir, en su mayoría resulta en la producción de fotones. Esto se debe a que cuanto mayor es la masa de una partícula, más difícil es crearla durante la aniquilación. Dado que un fotón tiene 0 masa en reposo, es el producto más común de aniquilación.

Answer 11

La ley real es la conservación de la energía, la energía y la masa son equivalentes por la ecuación E = mc ^ 2. En esa reacción una gran cantidad de energía se “libera” o se “crea”, es decir, la masa que aparentemente desaparece se convierte en energía.

Answer 12

En el universo, (masa + energía) se conserva.

Cuando una partícula dice que un electrón interactúa con una antipartícula, dice un positrón, entonces sufren una colisión. Se produce la aniquilación del par y se producen dos fotones de rayos gamma. Se producen dos fotones para conservar el impulso lineal.

Answer 13

La materia y la antimateria se aniquilan entre sí, y su masa en reposo se libera en forma de energía, generalmente fotones (rayos gamma). La cantidad de energía es bastante grande: un total de aproximadamente 1 gramo de materia y antimateria produce una explosión del tamaño de Hiroshima.

Answer 14

La reacción materia-antimateria no viola la ley de conservación de la materia. Ambos conjuntos de partículas se convierten simplemente en energía. Nada es creado o destruido, simplemente convertido; Como en la economía.

Al convertirse en energía, están simplemente mucho más dispersos y son menos densos. Es como si el hielo no se destruyera realmente cuando se derrite. Simplemente se convirtió en algo mucho menos sólido.

Answer 15

La reacción se llama “aniquilación de pareja”. El hecho de que pueda suceder ilustra cómo la Relatividad Especial requiere que la antigua “ley de conservación de las masas” sea reemplazada por la “ley relativista de conservación de la energía”, a veces llamada “ley de conservación de la energía de masas”.

Answer 16

De hecho, realicé un experimento, esto es lo que encontré:

Usé una bola de billar para representar MATERIA
Luego usé un haz de linterna para representar ANTIMATTER

Enfocé la antimateria de mi linterna para chocar con la materia de la bola de billar a una velocidad de 186,000 millas por segundo.

NO PASÓ NADA

Answer 17

Si se encuentran cantidades iguales de materia y antimateria, se aniquilarán entre sí, es decir, se destruirán; con una explosión.

Answer 18

No. La masa en reposo se convierte de acuerdo con la ecuación de Einsteins. La masa en reposo es una especie de forma de energía sólida en polvo.

Answer 19

No, toda la masa se convierte en energía según la ecuación precisa de E = mc ^ 2.

Answer 20

Ambos combinan y liberan mucha energía. La reacción no tiene residuo.