¿Cómo genera energía la combinación de antimateria y materia?

No genera energía. La energía ya está allí en forma de masa. Se necesita energía para crear una partícula. Por ejemplo, se necesitan al menos 511 keV de energía (la energía restante ) para crear un electrón. Esto se debe a que la masa de un electrón es 511 keV / c². Si pones energía adicional en la creación de un electrón, la cantidad superior a 511 keV se convierte en energía cinética.

Cuando la partícula y la antipartícula se aniquilan, ellas mismas se destruyen, pero la energía almacenada en ellas no. La energía se convierte en una forma diferente. Cuando un electrón y un positrón se aniquilan, el resultado más común son dos fotones. Cada fotón tiene energía. La energía total de los dos fotones es igual a las energías combinadas del electrón y el positrón que fueron aniquilados, incluida su energía de reposo combinada (1022 keV), cualquier energía cinética que tenían y su energía potencial electromagnética.

Debido a que los fotones no son “materia”, a veces las personas dicen que la aniquilación de partículas con sus antipartículas “convierte la materia en energía”. Pero no lo hace. Convierte energía de una forma a otra. Inicialmente, la energía está encerrada en las masas de partículas de materia; luego, se convierte principalmente en energía cinética. ( Nota: la energía de un fotón es completamente cinética).

Tenga en cuenta que la aniquilación de partículas compuestas no necesariamente resulta en la destrucción de toda la materia. Por ejemplo, la colisión de un protón y un antiprotón puede producir dos piones cargados, que posteriormente se descompondrán, produciendo un electrón, un positrón, dos neutrinos y dos antineutrinos. El sistema resultante tiene mucha menos masa que el sistema original, por lo que la mayor parte de la energía en reposo de la materia original se ha convertido en energía cinética, pero parte permanece como energía en reposo.

Extremadamente fácil de entender.

La fuerza más fuerte en nuestro universo (que sabemos) es la Fuerza Electromagnética. Simplemente supera a todos los demás. Es lo que permite que las cosas sean, interactúen, tomen forma. Pero debido a que esa fuerza es tan poderosa, también define algunas reglas muy claras.

Tomemos, por ejemplo, la fusión nuclear. Se supone que la fusión nuclear solo ocurre naturalmente en las estrellas y en ningún otro lugar. Porque solo una estrella cumple con los criterios necesarios para obtener la fusión nuclear. ¿Y qué es la fusión nuclear? La fusión nuclear es cuando dos átomos, que pueden ser del mismo elemento o diferentes, se fusionan hasta cierto punto, arrojando algo de masa en forma de energía, mientras que la mayor parte de la masa crea un nuevo elemento más pesado.

No podemos lograr una fusión nuclear controlada en la Tierra fácilmente, principalmente debido a la Fuerza Electromagnética. En una estrella, su masa y, por lo tanto, su gravedad, comprimen la materia de tal manera que la fricción atómica calienta la materia hasta que elementos como el hidrógeno comienzan a fusionarse. Encendiendo así el proceso de fusión. Pero no podemos replicar esa masa / gravedad en la Tierra. Por lo tanto, los enfoques actuales (y pasados) son para “fusionar” átomos para fusionar. Para fusionar con fuerza dos o más átomos.

El problema es que la Fuerza Electromagnética siempre tiene un “dicho” en el asunto, y aunque todo sucede de forma bastante natural en una estrella, en nuestros prototipos de reactores de fusión, la fusión ha sido un dolor de cabeza durante décadas. Porque la fuerza electromagnética simplemente no permitirá que se rompan sus leyes. Y así, para fusionar, digamos dos átomos de hidrógeno. Mientras que en una estrella 3 millones de grados Celsius serían más que suficientes, en la Tierra requiere 150 millones de grados Celsius.

Entonces, ¿por qué la fuerza electromagnética hace esto? Porque como todas las cosas con la palabra electromagnética, las cosas que tienen la misma carga se repelen entre sí, mientras que las cosas que tienen cargas diferentes se atraen. Con un átomo tienes dos o tres tipos de partículas subatómicas. Un protón, un electrón y un neutrón (a veces). Todos tienen masa diferente. Un protón en la materia SIEMPRE siempre tendrá carga positiva, mientras que un electrón SIEMPRE siempre tendrá carga negativa. Entonces, cuando dos átomos se acercan lo suficiente, lo positivo en cada átomo se repelerá entre sí, y los electrones harán lo mismo. Es por eso que cuando tomas una taza o algo, no te vuelves nuclear.

Con antimateria tienes una situación opuesta. Los protones poseen carga negativa, mientras que los electrones poseen carga positiva. Y como dije antes, las cosas con la misma carga se repelerán entre sí, mientras que las cosas con una carga diferente se atraerán.

En el caso de la materia y la antimateria, cuando los dos se tocan … Ese toque llega hasta el nivel subatómico, en el cual los protones y electrones positivos y negativos, simplemente se fusionan completamente y a un nivel tal que toda la materia y la antimateria se convierten en energía.

Ahora, podrías decir “Bueno. Si los protones y los electrones tienen cargas diferentes, ¿por qué esos dos no se fusionan? ”Y es por eso que te dejo con este enlace, si quieres esa respuesta.

¿Por qué el protón y el electrón en un átomo de hidrógeno no colapsan?

No genera energía; la misa es energía, según el Evangelio según san Alberto. Cuando la materia y la antimateria se encuentran, se aniquilan entre sí, lo que significa que su masa se convierte en energía. Por E = mc ^ 2, una cantidad relativamente pequeña de masa se convierte en una cantidad bastante impresionante de energía.

No genera energía en el nivel más fundamental, la energía siempre se conserva dentro de las partículas. El concepto de equivalencia de masa / energía es, en mi opinión, completamente erróneo y solo fue realmente necesario para explicar la naturaleza del fotón EM, que creo que es un modelo de luz lamentablemente inadecuado.

Lo que sucede en la aniquilación de electrones y positrones es que los orbitales internos de las partículas superpuestas cancelan mutuamente sus momentos orbitales. La consiguiente falta de fuerza fuerte significa que el impulso dentro de estas cargas gravitacionales que componen todo cambia a momento lineal, pero las partículas se incorporan rápidamente a los rayos gamma. Hay un poco de misterio con esta aniquilación, porque si los Rayos Gamma tienen la misma arquitectura que los Fotones cuando debería haber un par de Neutrinos saliendo de la aniquilación, pero estos nunca se han detectado. Sin embargo, en general parece más consistente suponer que la masa asociada con la Carga se despacha realmente con el Rayo Gamma. Esto sugeriría que hay un segundo orbital para el Rayo Gamma en lugar de uno solo para el Fotón. Es probable que este orbital le dé al Rayo Gamma su frecuencia característica, pero los Niveles de Energía Total pueden estar siendo exagerados como consecuencia.