Si la ciencia probara que la antimateria existía, ¿qué beneficios tendría eso para la humanidad?

Answer 1

La ciencia ha demostrado que la antimateria existe. Hace unos 80 años.

¡Esta fue una de las fantásticas ocasiones en que la teoría fue la primera y luego la probamos experimentalmente! (Sinceramente, eso sucede mucho menos de lo que piensas) Paul Dirac teorizó el positrón (anti-electrón) en 1928, que luego fue descubierto por Anderson en 1932.

Este buen caballero es Paul Dirac.

El positrón fue la primera evidencia de antimateria y se descubrió cuando Anderson permitió que los rayos cósmicos pasaran a través de una cámara de nubes y una placa de plomo. Un imán rodeaba este aparato, haciendo que las partículas se doblasen en diferentes direcciones según su carga eléctrica. El rastro de iones que dejó cada positrón apareció en la placa fotográfica con una curvatura que coincide con la relación masa-carga de un electrón, pero en una dirección que mostró que su carga era positiva.

Positrón – Wikipedia

Lo que esto significa básicamente es que un positrón se comporta de la misma manera que un electrón, pero se curva en la dirección opuesta. Esto significa que tiene la misma masa pero una carga opuesta a la predicha por Dirac.

La antimateria es importante en muchos campos, pero uno en particular es la física nuclear. En [math] \ beta [/ math] decay, tienes un neutrón convertido en un protón, o un protón convertido en un neutrón, y luego ocurren otras cosas con los electrones. Echemos un vistazo a eso con más detalle.

[math] \ beta ^ {-} [/ math] decaimiento

[math] n-> p + e + \ bar {\ nu _ {e}} [/ math]

Aquí se muestra que un neutrón se convierte en un protón y un electrón para que las cargas se equilibren en ambos lados de la ecuación. El lado izquierdo (LHS) tiene una carga de 0, por lo que el RHS también tiene que ser cero y como P es +1 y e es -1, este es el caso.

¿Pero qué es ese símbolo extra al final? Es un anti-neutrino (con carga 0). Esto es importante ya que el número de leptones (la categoría de partículas a la que pertenece el electrón) debe conservarse. Un electrón tiene un número de protones de +1, mientras que el antineutrino tiene un número de protones de +1, por lo que la ecuación se equilibra.

[math] \ beta ^ {+} [/ math] decaimiento

[math] p-> n + \ bar {e} + \ nu _ {e} [/ math]

Esta ecuación ahora es ligeramente diferente de la anterior, ya que tenemos un protón que se convierte en un neutrón. Como tenemos un cargo de +1 en LHS, necesitamos lo mismo en RHS. Como la carga de neutrones es 0, necesitamos que nuestro electrón tenga una carga de +1.

¿Qué es un electrón con carga positiva? Un positrón! Eso es lo que significa la pequeña barra sobre la letra, una antipartícula. El número de lepton se equilibra con un neutrino. Lo que pasa con la antimateria es que se relaciona con la materia normal en el momento en que toca, emitiendo 2 fotones en direcciones opuestas.

Proceso de aniquilación.

Una de las principales cosas que hoy en día desconciertan a los científicos es la cantidad de antimateria en el universo actual. Dado que tanto la materia como la antimateria están relacionadas con el contacto, debe ser el mismo, pero en cambio vemos una cantidad mucho mayor de materia normal. Si puedes averiguar por qué, ¡hay un premio Nobel esperándote!

Entonces, la antimateria es bastante importante, si no la entendiéramos o la descubriéramos, no tendríamos física nuclear ni muchas tecnologías médicas como los escáneres PET. Estos funcionan al consumir una fuente [math] \ beta ^ {+} [/ math] que emite positrones. Estos se relacionan con el tejido de su cuerpo y los fotones emitidos pasan a un detector. Con una programación de computadora muy inteligente, esto reconstruye las posiciones de las que provienen los fotones y construye una imagen de su interior.

Escáner PET

Answer 2

Estás unas décadas atrás del tiempo. La ciencia ha demostrado que existe, y ya la está utilizando para beneficiar a la humanidad.

Lo primero que me viene a la mente es la imagen médica, a saber, la tomografía PET (tomografía por emisión de positrones). Es similar en concepto a una exploración por TAC, pero en lugar de rayos X producidos externamente, utiliza positrones (anti-electrones) emitidos por material radioactivo inyectado o ingerido por el paciente.

Answer 3

La ciencia * HA * ha probado que la antimateria existe, y puede fabricarse en el laboratorio, examinarse y probarse.

Hasta ahora, no parece haber ningún beneficio.

La idea de “Star Trek” de que todas nuestras naves espaciales podrían ser propulsadas por reacciones de materia / antimateria es un poco tonta, ya que tendrías que poner tanta energía para hacer la antimateria de la aniquilación … y todo está extremadamente difícil de almacenar.

Answer 4

Ya lo han hecho. Hace decadas. No lo usamos para el poder porque adquirir cantidades masivas no es factible.

El ejemplo clásico de beneficio es la topografía de emisión de positrones PET. Es una técnica de imagen médica basada en la detección de la emisión de positrones, una forma de antimateria.

En un sentido más general, la existencia de antimateria es una parte fundamental de la física moderna y desempeña un papel importante en nuestra comprensión de cómo funciona la física subatómica.

Answer 5

En realidad, ha beneficiado a la humanidad desde hace bastante tiempo. El potasio 40 (vida media ~ 1.25 Gy) se descompone principalmente por la emisión beta para producir calcio 40. Sin embargo, ocasionalmente, se descompone por la emisión de un positrón (antielectrón) para producir argón 40, un elemento muy útil, y el tercero más común “” Gas fijo ”en la atmósfera.

Answer 6

El anti-mater no existe pero hasta ahora no lo hemos encontrado en la naturaleza en cantidades sustanciales (ni siquiera un átomo, que yo sepa). Se han sintetizado átomos anti-mater únicos (creo que H hidrógeno). Si probáramos la existencia de antiemateria en la naturaleza, el beneficio inmediato para la humanidad no sería nada. Ya que no existiría en la tierra (de lo contrario no estaríamos vivos y la tierra se vaporizaría). Entonces tendríamos que viajar al espacio donde estaría. Dado que cualquier contacto directo entre la materia normal y los resultados resultaría en increíbles fuegos artificiales (la bomba de hidrógeno más grande jamás fabricada sería un juego de niños en comparación) tendríamos que idear un método para extraerlo y almacenarlo. Esto no es un juego de niños.

PD

1. Es muy probable que el antimater exista en el universo de una manera natural. Dado que, hasta donde sabemos, y también según la teoría actual, el espacio vacío entre las estrellas no está absolutamente vacío, está lleno de hidrógeno de baja densidad y helio como un resto de la creación del universo. Entonces, si existe una cantidad sustancial de anti-mater se iniciará la aniquilación con el gas interestelar. Por lo tanto, para existir en la naturaleza, tendrá que existir en un estado no gaseoso y en un área muy especial del espacio, de modo que ninguna cantidad sustancial de materia entrará en contacto con ella durante la vida del universo o durante el tiempo desde su creación.
2. Posibles fuentes de positrones en cantidades sustanciales decaimiento de átomos pesados, fotones de alta energía, etc. Para los antiprotones es un poco más difícil: radiación de agujero negro, decaimiento de gamma, tal vez interacción de estrella de neutrones con la materia, supernova, discos de acreción de agujeros negros supermasivos y luego el mecanismo de transporte de los chorros polares, tal vez otras fuentes también. No he agregado en ambos casos la generación de materia inicial del big bang, ya que asumo una distribución uniforme de la materia debido a la teoría de la inflación y al material de aniquilación de antimateria que distribuiría cualquier partícula de antimateria como un gas de partículas a alta temperatura.