Exceso de materia sobre antimateria: cuando los científicos descubren una nueva partícula, ¿cómo saben si es una materia o una partícula antimateria?

Lo que es materia ordinaria y antimateria se define en relación con las partículas que forman las partes más accesibles de nuestro universo. Es pura convención, porque podríamos hacer fácilmente lo contrario.

Para los quarks, los quarks ascendentes comunes y los quarks descendentes comunes son los “quarks de valencia” de los protones y neutrones ordinarios. Los otros quarks ordinarios en el Modelo Estándar se definen como ordinarios desde su descomposición a otros ordinarios, incluidos los ordinarios hacia arriba y hacia abajo. Igualmente para antiquarks.

Para los leptones, son los que tienen la misma carga eléctrica que el electrón ordinario, al igual que los quarks.

El fotón, la partícula Z y la partícula de Higgs son sus propias antipartículas. Las partículas W + y W- son las antipartículas de cada una, y la situación del gluón es más complicada, aunque es más o menos su propia antipartícula.

La nomenclatura de la materia o antimateria es arbitraria, basada en lo que habitualmente experimentamos. El electrón fue descubierto primero, por lo que se clasifica como materia. Más tarde, se descubrió el positrón, por lo que se clasificó como antimateria.

No hay nada físicamente “extraño” sobre la antimateria (el anti-azúcar se disolvería en el anti-té caliente en una anti-taza, y tendría un sabor tan dulce para una anti-persona), aparte de eso y la materia normal no juega muy bien juntos . Básicamente, cuando un protón y un antiprotón se encuentran, hay una conversión total en energía de cada uno (2mc ^ 2). (Sin embargo, solo para enturbiar el agua, hay partículas llamadas “pentaquarks” que contienen cuatro quarks “regulares” y un antiquark).

Una nueva partícula fundamental presumiblemente sería la partícula “regular”, y su antipartícula se clasificaría como antimateria una vez descubierta.

Una de las grandes preguntas científicas en este momento se basa en el hecho de que el Big Bang debería haber producido cantidades iguales de materia y antimateria que se habrían cancelado mutuamente. En cambio, tenemos un exceso muy pequeño de materia “normal”, y la pregunta es “¿Por qué?”

Todo el universo, todas las estrellas, planetas, galaxias, cúmulos, supercúmulos, agujeros negros, cuásares, todo, es solo el pequeño remanente de un choque masivo de materia-antimateria en el que la materia ganó por una cantidad minúscula y hasta ahora inexplicada.

Si tiene carga neutra, entonces no importa si es una antipartícula o una partícula. Porque los dos son idénticos.

En cuanto a la distinción entre electrones y positrones y cuál es “antimateria”, basamos esto en lo que se encuentra más comúnmente. La designación es arbitraria.

La primera vez que se descubrió la antimateria fue en 1932, cuando Dirac elaboró ​​la teoría relativista del electrón. Se descubrió el electrón con carga positiva, donde había dos niveles de energía, negativo y positivo. Este electrón con carga positiva se abreva como positrón (e +). Es anti-electrón. Sobre esta base se generaliza que hay para cada partícula antipartícula, por lo que para el protón hay un protón cargado negativamente, pero para la partícula neutra como el neutrón, el neutrón en sí mismo es su antineutrón. El electrón es la primera partícula descubierta, según recuerdo, por JJ Thomson, puede ser 1987.