Cómo hacer antimateria

En el CERN, hogar LHC y lugar de nacimiento de la web, producen antiprotones en el Antiproton Dcelerator (AD). Esto se hace bombardeando un objetivo de litio con un haz de protones de 26 GeV. Estas colisiones generan una pulverización de partículas secundarias que incluyen una pequeña fracción de antiprotones.

Estos se están acumulando en una bocina magnética donde la lluvia de antiprotones se enfoca en un haz más pequeño que ha perdido algo de energía y ahora está a 3.5 GeV. Estos se inyectan en un anillo acelerador.

Este anillo es esencial un tubo circular largo con un alto vacío. En realidad es más una forma octogonal. El tubo del haz tiene imanes a su alrededor para doblar y enfocar el haz de partículas.

Debido a la forma en que estos antiprotones se crearon al chocar protones contra un objetivo, los antiprotones han entrado en diferentes ángulos y a diferentes velocidades. Es esencialmente “caliente” y necesita ser enfriado. Existen diferentes técnicas (enfriamiento estocástico versus enfriamiento de electrones), pero al final es un buen haz estrecho y estrecho que circula en el anillo para su almacenamiento.

Esta “pila” de antiprotones puede entonces ser acelerada o, en el caso de la física antiprotónica, desacelerada y elegida para detectores experimentales alrededor del anillo.

Algunos de los experimentos los ralentizan a muy bajas energías y los almacenan en trampas magnéticas donde pueden estudiarlos en detalle.

Depende de qué tipo estás haciendo. Hay positrones, antiprotones, antineutrones, incluso antihidrógeno.

Si no te importa qué tipo de creación estás creando, solo quieres muchas partículas, entonces quieres este método: miles de millones de partículas de antimateria creadas en laboratorio. Le dispararon un potente láser a una lámina de oro de 1 mm de espesor.

Si desea crear la mayor masa posible, necesita realizar colisiones de alta energía entre protones, para esto se utilizan aceleradores de partículas en anillo, como el anillo antiprotón de baja energía en el CERN.

Hacer antimateria es una propuesta muy costosa. Es la sustancia más cara conocida por el hombre.

Según el CERN, le ha costado a unos cientos de millones de francos suizos producir aproximadamente una milmillonésima parte de un gramo (la cantidad utilizada hasta ahora para colisiones de partículas / antipartículas). A modo de comparación, el costo del proyecto de Manhattan para producir la primera arma atómica se estimó en $ 23 mil millones a precios de 2007. – Antimateria en Wikipedia.

Para crear antimateria, necesitas transferir energía a la masa. Esto se logra comprimiendo mucha energía en un espacio muy pequeño . Cuando la energía se transforma en masa, tanto la materia como la antimateria se crean en cantidades iguales. ¡Es difícil de hacer ya que se requiere mucha energía e incluso entonces solo se produce el bit más pequeño! [1]

Al usar E = mc2

encontramos que 1 gramo de antimateria contiene: 0.001 kg x (300,000,000 m / s) 2 = 90,000 GJ = 25 millones de kWh

Espero que esto haya ayudado 🙂

M x

Notas al pie

[1] Ángeles y demonios: la ciencia detrás de la historia

Hay varias posibilidades Comenzaré por el camino difícil:

  • Encienda su sincrotrón y acelere algunos protones a energías cinéticas multi-GeV. Golpearlos en núcleos en un objetivo. Recoge los fragmentos que vuelan. Algunos de ellos (no muchos) serán antiprotones , especialmente si la energía en el centro de masa es de 2 x 938 MeV más o menos. Recolectando los antiprotones con cuidado en otro anillo de imanes y “enfríelos” hasta que todos tengan el mismo impulso y dirección. Entonces tienes algo de antimateria en tu anillo.
  • Obtenga una fuente de [math] ^ {22} [/ math] Na y recolecte los positrones que emite espontáneamente. Una botella magnética de algún tipo debería funcionar.

La antimateria se hace de varias maneras.

Uno es con colisiones de alta energía como con estrellas de neutrones que chocan con estrellas regulares, agujeros negros que chocan, etc.

Los positrones golpean nuestra atmósfera todos los días a partir de estas colisiones distantes.

Los aceleradores de partículas como el CERN producen pequeñas cantidades de antimateria cada año.

Antimateria de plátanos, liberando un positrón cada 75 minutos cuando se descomponen. Cuando el potasio-40 se descompone, ocasionalmente puede liberar un positrón.

Las partículas de antimateria también se crean dentro de un destello de rayos gamma terrestres, que se produce con rayos dentro de tormentas eléctricas.

La antimateria está en todas partes, el problema es atrapar y almacenar las partículas para su uso.

La antimateria se crea en laboratorios de física dentro de “botellas” magnéticas. Debe aislarse de su entorno para que no se “aniquile”. Por lo general, cuando los físicos hablan de antimateria, lo hacen de positrones o electrones positivos. En este caso, los físicos intentan hacer una versión más completa que incluya antiprotones, o el tipo negativo. Nuestro tipo de materia está hecha de electrones negativos y protones positivos. Hasta donde yo sé, solo existe un dedal de antimateria en este punto, pero el propósito de hacerlo es ver si podemos hacerlo lo suficientemente económico como para usarlo como combustible para reactores nucleares tanto en la Tierra como en el espacio para nuestros cohetes .

Nadie sabe por qué la antimateria no ocurre en nuestro universo. Un físico fallecido llamado Robert Everett dijo que cada vez que ocurría un evento de física en nuestro universo también ocurría en otros. Como filósofo (no como físico), mantengo que los eventos ocurren dialécticamente, de modo que ocurren simultáneamente y en simetría de oposición: dos universos, uno de materia y antimateria; química orgánica versus inorgánica; mujer versus hombre; invertebrados versus vertebrados; dinosaurios (y, por lo tanto, aves) versus mamíferos; agricultores versus pastores; socialismo versus capitalismo; etc. Por lo tanto, un universo separado hecho de antimateria probablemente se hizo al mismo tiempo que el nuestro.

Mi mejor conjetura sobre por qué la antimateria no ocurre en nuestro universo es que el otro probablemente esté controlado por una partícula anti-Higgs y un neutrino anti-típico. Los antineutrinos se producen con más frecuencia que los neutrinos en los eventos de física y uno busca pistas sobre tales asimetrías básicas.

En muchas docenas de experimentos de Física que hice, usualmente usé un fotón (de alrededor de 1.5 MeV de energía) para producir AMBOS un electrón (que es materia) y un positrón (que es antimateria). Cada uno de repente ahora tenía una “nueva existencia” de 0.511 MeV y el exceso de energía se llevaba como energía cinética de las partículas y / o como un nuevo fotón de menor energía.

¿Cómo supe que acababa de crear las dos nuevas partículas? Porque hacemos tales experimentos en equipos que crean potentes campos magnéticos. En mis fotos, vería un camino circular curvado hacia la izquierda y el otro curvado hacia la derecha, lo que confirmó que tenían una carga opuesta. Yo mediría el radio de los arcos, y sabía la intensidad del campo magnético que estaba usando, lo que confirmó que las dos partículas tenían una masa de 0.511 MeV. Entonces supe que eran la masa correcta para el electrón y el positrón, y las curvaturas opuestas confirmaron que eran un electrón y un positrón. Así que tuve una IMAGEN que demostró que acababa de crear una partícula antimateria (junto con otra partícula de materia “nueva”, mi electrón). Mis dos partículas PUEDEN existir todavía. Pero lo más probable es que ambos chocaron con alguna otra partícula y se desintegraron mutuamente o como parte de otra cosa.

La antimateria de cualquier materia es la misma con una diferencia en una de las propiedades físicas, que no sea la masa, como el signo de carga o la helicidad, la dirección de giro con respecto a la dirección del momento, por lo que su fabricación física es la misma que la materia realizada , el positrón es el mismo que la estructura pero con carga positiva, el antineutrón es el mismo que el neutrón pero diferente helicidad.

Come un plátano Tiene potasio radioactivo que emite anti electrones, llamados positrones. Por lo tanto, puede crear antimateria solo con algunos plátanos o manteniéndolos sobre la mesa. Sin embargo, esta descomposición en positrones es muy pequeña y no tendrá ningún efecto secundario o observable en usted.

Se explica aquí:

Mecanismos de la descomposición alfa y beta por David Wrixon EurIng en la gravedad cuántica explicada

Partículas subatómicas de David Wrixon EurIng sobre la gravedad cuántica explicada

Hay muchas maneras. El más común es probablemente la desintegración beta más, donde en un átomo que es inestable uno de los protones en el núcleo se convierte en un neutrón mientras emite un positrón / anti-electrón y un neutrino de electrones.

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