Què és l’antimatèria?

Les partícules de matèria constitueixen gairebé tot el que veiem a l’univers. Els àtoms estan formats per protons, electrons, neutrons, i una gran quantitat de partícules més petites. Encara que sembli una cosa treta de la ciència ficció, l’antimatèria és real, i, de fet, se’n produeix cada dia a la Terra.

Què és l’antimatèria?

Gairebé totes les partícules que existeixen a l’univers tenen la seva pròpia partícula d’antimatèria, o antipartícula. Aquestes són partícules iguals en tots els aspectes, però que tenen una càrrega elèctrica oposada. Per exemple, un electró té una massa de 9,1*10^–³¹ kg, i una càrrega de -1. D’altra banda, la seva antipartícula, anomenada positró, té la mateixa massa però una càrrega de +1.

No obstant, algunes partícules no tenen un equivalent en antimatèria. Per exemple, les partícules que transmeten les forces, com el fotó, el bosó de Higgs, etc., són generalment les seves pròpies antipartícules.

Quan una partícula i la seva antipartícula entren en contacte s’aniquilen mútuament, desapareixent en un flaix de llum. De fet, l’antimatèria és el combustible més eficient que existeix, ja que transforma tota la matèria en energia, i, segons la famosa equació d’Einstein E = mc², una petita quantitat de matèria conté una enorme quantitat d’energia.

Descoberta i producció d’antimatèria

El físic britànic Paul Dirac va predir l’antimatèria l’any 1928, mentre intentava combinar la mecànica quàntica amb la teoria de la relativitat d’Einstein. Dirac buscava solucions a una equació que descrivia un electró viatjant a quasi la velocitat de la llum. «A l’igual que l’equació x²=4 pot tenir dues possibles solucions (x=2 o x=-2), les equacions de Dirac també podien tenir dues solucions, una per un electró amb energia positiva, i una altra per un electró amb energia negativa», segons el CERN (Organització Europea per a la Recerca Nuclear).

Tot i que en un primer moment Dirac dubtava al compartir es seus càlculs, finalment va decidir publicar-los, afirmant que cada partícula a l’univers té una partícula equivalent que es comportava igual, però que tenia una càrrega oposada.

Els positrons es van descobrir pocs anys després pel físic Carl Anderson, mentre estudiava rajos còsmics que impacten contra l’atmosfera terrestre, produint una cascada d’altres partícules. Als detectors, Anderson va observar una partícula que tenia una massa igual a la de l’electró, però amb càrrega positiva: el positró.

Avui en dia es produeix regularment antimatèria al LHC (el col·lisionador de partícules més gran del món). Les col·lisions de les partícules, que viatgen a velocitats properes a la de la llum, generen petites quantitats d’antimatèria, que s’ha de conservar en ambients buits per tal que no s’aniquili amb la matèria normal.

També es produeixen partícules d’antimatèria de manera natural. Per exemple, l’energia de les tempestes elèctriques crea positrons, a l’igual que quan rajos còsmics impacten contra l’atmosfera terrestre. La desintegració d’alguns àtoms també pot ser una font de positrons.

El misteri de l’antimatèria

La física creu que en el Big Bang la matèria i l’antimatèria s’haurien d’haver creat en iguals quantitats. Com que matèria i antimatèria es comporten de la mateixa manera, s’haurien d’haver aniquilat entre elles al principi de l’univers, deixant l’univers buit.

El per què la matèria va acabar dominant sobre l’antimatèria és un problema sense resoldre, tot i que es creu que la clau podria estar en els neutrins.

Entrades Similars:

Què són els neutrins? Característiques, Abundància i Detecció

Quina estructura tenen els àtoms?

Què és el fons còsmic de microones?

Les quatre forces fonamentals de l’univers

Entrades Populars:

Perquè la Lluna només ens ensenya una cara?

Stephenson 2-18, l’estrella més gran coneguda a l’univers

L’explotació minera al cinturó d’asteroides, una font de recursos

La brossa espacial, un gran problema

Com es van extingir els dinosaures?

Què passaria si la Terra deixés de rotar?