Antimatèria

Archiu:ElectronPositronAnnihilation.svg

Antimatèria

Archiu:Just your average backyard low energy anti-proton accelerator (2280414954).jpg

Accelerador d'antiprotones del CERN.

En física de partícules, la antimatèria és l'extensió del concepte d'antipartícula a la matèria. Aixina, l'antimatèria és una forma de matèria menys freqüent que està constituïda per antipartículas, en contraposició a la matèria comuna, que està composta de partícules. Per eixemple, un antielectrón (un electró en càrrega positiva, també cridat positrón) i un antiprotón (un protón en càrrega negativa) podrien formar un àtom d'antimatèria, de la mateixa manera que un electró i un protó formen un àtom d'hidrogen. El contacte entre matèria i antimatèria ocasiona la seua aniquilació mútua; no obstant açò no significa la seua destrucció, sino una transformació que dona el lloc a fotons d'alta energia termodinàmica, que produïxen rajos gamma, i uns atres pares partícula-antipartícula.

Notació

Archiu:Particles and antiparticles.svg

Les partícules subatòmiques de l'antimatèria tenen càrregues opostes a les partícules de la matèria, en l'image, electró, protó i neutró en abdós.

En física s'usa una barra horisontal o macrón per a diferenciar les partícules de les antipartículas: per eixemple protón p i antiprotón p. Per als àtoms d'antimatèria s'ampra la mateixa notació: per eixemple, si el hidrogen s'escriu H, l'antihidrógeno serà H.

¿On està l'antimatèria?

Les hipòtesis científicas acceptades suponen que en l'orige de l'univers existien matèria i antimatèria en iguals proporcions. No obstant, l'univers que observem aparentment està compost únicament per partícules i no per antipartículas. Es desconeixen els motius pels que no s'han trobat grans estructures d'antimatèria en l'univers. En física, el procés pel que la cantitat de matèria va superar a la d'antimatèria es denomina bariogénesis, i els científics barallen tres possibilitats:

• Menut excés de matèria despuix del Big Bang: D'acort en esta hipòtesis, la matèria que constituïx actualment l'univers podria ser el resultat d'una llaugera asimetria en les proporcions inicials d'abdós tipos de matèria. S'ha calculat que la diferència inicial entre matèria i antimatèria va deure ser tan insignificant com d'una partícula més de matèria per cada dèu mil millons de parelles partícula-antipartícula.

• Simetria CP: En 1964 James Cronin i Val Fitch varen postular per primera volta que les partícules i les antipartículas no tenen propietats exactament iguals o simètriques; este fenomen es denomina Violació CP. Un recent experiment en l'accelerador KEK de Japó sugerix que açò potser siga cert, i que per tant no és necessari un excés de matèria en el Big Bang: simplement les lleis físiques que rigen l'univers favorixen la supervivència de la matèria front a l'antimatèria. En este mateix sentit també s'ha sugerit que potser la matèria obscura siga la causant de la bariogénesis en interactuar de distinta forma en la matèria que en l'antimatèria.
• Existència de galàxies d'antimatèria lligada per antigravedad: Molt pocs científics confien en esta possibilitat, pero encara no ha pogut ser completament descartada. Esta tercera opció planteja l'hipòtesis de que puga haver regions de l'univers compostes d'antimatèria. Fins a la data no existix forma de distinguir entre matèria i antimatèria a llargues distàncies, puix no es detecten diferències en el seu comportament i propietats. Existixen arguments per a creure que esta tercera opció és molt improvable: l'antimatèria en forma de antipartículas es crea constantment en l'univers en les colisions de partícules d'alta energia, com, per eixemple, en els rajos còsmics. No obstant, estos són successos massa aïllats com per a que estes antipartículas puguen aplegar a trobar-se i combinar-se. La NASA ha enviat la sonda Alpha Magnetic Spectrometer (Espectrómetro Magnètic Alpha) per a buscar rastres d'antimatèria més complexa que pogueren indicar que encara existix antimatèria en l'univers. No obstant els experiments no han detectat res fins a la data.