Si pudiera llenar un vaso con anti-hidrógeno y mezclarlo con una cantidad igual de agua, ¿produciría oxígeno?

Produciría una explosión muy grande, que lo mataría a usted, a todos en su casa, su calle, y eliminaría una sección considerable de su ciudad.

Supongo, pero el proceso de pensamiento podría haber sido: si [math] 2H_ {2} + O_ {2} = 2H_ {2} O [/ math] entonces puedo tomar [math] 2H_ {2} [/ math ] de ambos lados y obtenga la reacción: [matemáticas] \ text {anti} (2H_ {2}) + 2 [/ matemáticas] [matemáticas] H_ {2} O = O_ {2} [/ matemáticas]?

La respuesta es, desafortunadamente, no, las ecuaciones de equilibrio químico no funcionan así, y la aniquilación antimateria ocurre en el nivel subatómico, no en el nivel químico.

Entonces, algo mucho más violento sucederá.

Digamos que logró llenar un vaso de 400 ml con anti-hidrógeno a temperatura y presión estándar. Necesitará alguna forma de evitar que esta antimateria toque cualquier cosa, incluido el aire o las paredes del vidrio, pero supongamos que ha resuelto esto.

En STP, el gas anti-hidrógeno tiene la misma masa que el hidrógeno: 0.089 kilogramos por metro cúbico. Entonces tienes alrededor de 0.034 gramos de anti-hidrógeno.

Ahora agregue aproximadamente 0.034 gramos de agua.

La aniquilación de materia-antimateria tendrá lugar inmediatamente, liberando [matemática] 6 \ veces 10 ^ {12} [/ matemática] Julios de energía, que es aproximadamente la cantidad de energía química en una carga de combustible completa de un Boeing 747.

Así que imagine lo que sucedería si ese combustible se incendiara, todo a la vez, justo en frente de su nariz. Ese tipo de liberación de energía.

Cualquier oxígeno producido en la serie de reacciones asombrosas que tendrían lugar en las cercanías también se quemaría en la explosión, y en cualquier caso no habría nadie vivo para recogerlo.

Le recomendaría que investigue enfoques alternativos para generar oxígeno. Como comprar una planta.

No, aunque es cierto que los anti-electrones solo se aniquilan con electrones, y los quarks ascendentes solo se aniquilan con los quarks anti-up, no es cierto que los anti-hidrógeno solo se aniquilan con hidrógeno.

Los componentes individuales del anti-hidrógeno se aniquilarían con sus respectivos compañeros en el oxígeno: los antielectrones se aniquilarían con los electrones y todos los anti-quarks se aniquilarían con los quarks. Es posible que se creen algunos materiales exóticos de antimateria, pero ciertamente habrá una gran cantidad de aniquilación.

Por lo tanto, si intentara esto, terminaría con una gran liberación de radiación gamma y algunas formas interesantes de materia que normalmente solo se ven en los aceleradores de partículas y la atmósfera superior.

Probablemente no sea una buena idea probar esto en casa.

No, usted y el vaso que contiene el hidrógeno se evaporarían mucho antes de que pudiera colocarlo cerca del vaso con agua.

22 litros de hidrógeno (o anti-hidrógeno) pesan 2 g, por lo que un vaso lleno pesa alrededor de 0.02 gy aniquilar eso en contacto con la antimateria, usando la fórmula E = mc ^ 2, da aproximadamente 100 kilotones, una bomba atómica bastante grande.

El anti-hidrógeno consiste en positrones (anti-electrones) que rodean los anti-protones. Los positrones comenzarían a eliminar electrones en las moléculas del vidrio y del agua si alguna vez lo acercaras lo suficiente al agua. Y los antiprotones eliminarían los protones. Entonces, incluso si pudieras mezclar anti-hidrógeno con agua (en algún tipo de botella magnética, o en espacio abierto), no solo eliminaría el hidrógeno, eliminaría electrones y protones donde los encontrara, rompiendo los núcleos de oxígeno.

Una forma más segura de extraer oxígeno del agua es mediante electrólisis.

Produciría una explosión antes de que ingrese el agua. No piense en “anti-hidrógeno cancelando el hidrógeno”. Piense en “antiprotones y positrones que cancelan los protones y electrones en cualquier elemento que encuentren, incluidos los del cristal”.

Si su vaso es medio litro y el anti-hidrógeno está a presión atmosférica, la energía liberada funcionaría con una bombilla de 100 vatios durante aproximadamente 4,000 años. Eso es mucho calor en una fracción de segundo …

Pero no puedo calcular qué tan poderosa sería realmente la explosión. Los primeros átomos en aniquilarse elevarían la temperatura y la presión del gas restante, rompiendo finalmente el vidrio, momento en el cual el anti-hidrógeno y el vidrio siguen sus propios caminos y la eficiencia de la conversión cae significativamente. Bien podría ser un rápido estallido de rayos gamma y una explosión moderada, pero nada que rompa el mundo.

Pero todavía no te estoy prestando uno de mis lentes para probarlo.

En muchas respuestas dadas aquí, se señaló correctamente que 1) el antihidrógeno se aniquilaría con cualquier átomo, no solo con hidrógeno 2) se produciría una reacción rápida de tipo explosión con gran liberación de energía.

Sin embargo, es más interesante descubrir un escenario más exótico. Si el antihidrógeno se enfría a la temperatura de nanokelvin, sus propiedades son esencialmente cuánticas y (¡sorpresa!) Se reflejarían principalmente en el vidrio, así como en cualquier materia (debido al fenómeno de la llamada reflexión cuántica). Si hacemos un experimento de este tipo en el campo de gravedad de la tierra, el contacto de antihidrógeno con vidrio vivirá a lo largo de 0.1 s, que es extremadamente largo en escala atómica. Sin embargo, si experimentamos en la estación espacial (por lo tanto, casi excluyendo la gravedad), esta vida útil podría ser mucho mayor, es decir, docenas de minutos. Si primero cubrimos el vidrio con hielo y agregamos antihidrógeno ultrafrío, la velocidad de reacción entre el antihidrógeno ultrafrío y el hielo sería muy baja. Si se pudiera suministrar al sistema una máquina de enfriamiento criogénico, la aniquilación del antihidrógeno duraría bastante.

En lo que respecta a la reacción del antihidrógeno con agua (hielo), comenzará con la formación de estados unidos a positrones de electrones y estados unidos de antiprotones con iones de hidrógeno u oxígeno. Durará de pico a nanosegundos antes de que aparezcan gammas y fragmentos de núcleos cargados. Cierta cantidad de oxígeno se liberaría entre otros productos de reacciones múltiples y complicadas.

Puede producir algo, pero menos de lo que cabría esperar ingenuamente.

Ignorando el gran problema señalado por otras respuestas (es decir, que todo el artilugio se vaporizaría instantáneamente y dejaría un cráter de una milla de ancho donde solía estar su casa), el anti-hidrógeno (antiprotones) se aniquilaría con núcleos de átomos en el agua. Sin embargo, no se aniquilaría únicamente con hidrógeno. Creo que determinar la composición química exacta del producto de esta interacción es un problema de física bastante difícil cuya respuesta depende de cosas como la dinámica de la temperatura de la mezcla, pero creo que se puede estimar que entre 20% y 67% de su anti-hidrógeno interactuaría con hidrógeno, dejando nada más que energía. El resto interactuaría con el oxígeno, produciendo principalmente N15, algo de C14 y trazas de otros isótopos, comenzando con C13.

Esto produce una serie de compuestos químicos (principalmente hidrazina, hidroxilamina y peróxido de hidrógeno), que, sin embargo, se descomponen en nitrógeno, hidrógeno, oxígeno y agua debido a la alta temperatura. Si la fracción de antihidrógeno que interactúa con el hidrógeno es suficientemente baja, es posible que no obtenga oxígeno en absoluto, porque perderá demasiados núcleos de oxígeno y su producto final consistirá en una mezcla de N2, H2 y H2O .

No, como con cualquier forma de antimateria, cuando el anti hidrógeno entra en contacto con el agua, libera radiación gamma. Sin embargo, si tuviera anti oxígeno, podría hacer anti agua, que debería tener las mismas propiedades que el agua normal.

No estoy seguro de si explotaría o no. Si bien soy consciente de que la antimateria es capaz de aniquilar cosas que no son directamente su materia correspondiente (el antihidrógeno puede reaccionar con el vidrio o cosas que no son hidrógeno), no estoy completamente seguro de si la aniquilación de la materia que no corresponde a la antimateria amortigua un poco la parte de la explosión