El positrón o un anti-electrón es una parte de la antimateria del electrón que tiene + 1e de carga y la misma masa que un electrón.
Que yo sepa, la mayoría de los físicos no creen que la antimateria sea en realidad materia que retrocede en el tiempo. Ni siquiera está del todo claro qué significaría realmente retroceder en el tiempo, desde el punto de vista popular.
Si no recuerdo mal, esta idea proviene de una historia que probablemente se originó con Richard Feynman. En ese momento, uno de los grandes enigmas de la física era por qué todas las instancias de una partícula elemental particular (todos los electrones, por ejemplo) son aparentemente idénticas. Feynman tenía una idea muy flexible de que todos los electrones podrían ser el mismo electrón, simplemente rebotando entre el principio del tiempo y el final. Hasta donde sé, esa idea nunca se convirtió en algo matemáticamente fundamentado, pero inspiró a Feynman y a otros a calcular cuáles serían las propiedades de un electrón que retrocede en el tiempo, en cierto sentido preciso que surge de la teoría cuántica de campos. Se les ocurrió una partícula que coincidía con las propiedades conocidas del positrón.
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Solo para darle una idea aproximada de lo que significa que una partícula “retroceda en el tiempo” en el sentido técnico: en la teoría del campo cuántico, las partículas llevan consigo cantidades de varias cantidades conservadas a medida que se mueven. Estas cantidades pueden incluir energía, impulso, carga eléctrica, “sabor” y otros. A medida que las partículas se mueven, estas cantidades conservadas producen “corrientes”, que tienen una dirección basada en el movimiento y el signo de la cantidad conservada. Si aplica el operador de inversión de tiempo (que es un concepto puramente matemático, no algo que realmente invierte el tiempo), invierte la dirección del flujo de corriente, que es equivalente a invertir el signo de la cantidad conservada, por lo tanto (más o menos) girando la partícula en su antipartícula.
Por ejemplo, considere la corriente eléctrica: surge del movimiento de la carga eléctrica, y la dirección de la corriente es un producto de la dirección del movimiento de la carga y el signo de la carga.
I⃗ = qv⃗ [matemáticas] I → = qv → [/ matemáticas]
La carga positiva que se mueve hacia la izquierda (+ q × −v [matemática] + q × −v [/ matemática]) es equivalente a la carga negativa que se mueve hacia la derecha (−q × + v [matemática] −q × + v [/ matemática]). Si tiene una corriente de electrones que se mueven hacia la derecha y aplica el operador de inversión de tiempo, convierte la velocidad hacia la derecha en velocidad hacia la izquierda (−q × −v [matemáticas] −q × −v [/ matemáticas]). Pero obtendría exactamente el mismo resultado al convertir los electrones en positrones y dejar que continúen moviéndose hacia la derecha (+ q × + v [matemáticas] + q × + v [/ matemáticas]); de cualquier manera, terminas con el flujo de carga positivo neto moviéndose hacia la derecha.
Por cierto, lectura opcional si está interesado: hay un teorema muy básico (aunque difícil de probar) en la teoría de campo cuántico, el teorema TCP, que dice que si aplica las tres operaciones de inversión de tiempo, conjugación de carga (interruptor partículas y antipartículas), y la inversión de paridad (espacio reflejado), el resultado debe ser exactamente equivalente a lo que comenzó. Sabemos por datos experimentales que, bajo ciertas circunstancias exóticas, la combinación de conjugación de carga e inversión de paridad no deja todos los procesos físicos sin cambios, lo que significa que lo mismo debe ser cierto para la inversión de tiempo: la física no es invariante de inversión de tiempo . Por supuesto, dado que no podemos revertir el tiempo, no podemos probar exactamente de qué manera esto es cierto.
