Materia.

En Física, la 'materia' es aquello de lo que están hechos los objetos que constituyen el Universo observable y el no observable. Si bien durante un tiempo se consideraba que la materia tenía dos propiedades que juntas la caracterizan: que ocupa un lugar en el espacio y que tiene masa, en el contexto de la física moderna se entiende por materia cualquier campo, entidad o discontinuidad que se propaga a través del espacio-tiempo a una velocidad inferior a la de la velocidad de la luz y a la que se pueda asociar energía. Así todas las formas de materia tienen asociadas una cierta energía pero sólo algunas formas de materia tienen masa.

La materia básica se organiza jerárquica-mente en varios niveles. El nivel más complejo es la agrupación en moléculas y éstas a su vez son agrupaciones de átomos. Los constituyentes de los átomos, que sería el siguiente nivel son:

• Electrones: partículas con carga eléctrica negativa.

• Protones: partículas con carga eléctrica positiva.

• Neutrones: partículas sin carga eléctrica (pero con movimiento magnético).

A partir de aquí hay todo un conjunto de partículas subatómicas que acaban finalmente en los constituyentes últimos de la materia. Así por ejemplo virtualmente los bariones del núcleo (protones y neutrones) se mantienen unidos gracias a un campo escalar formado por piones (bosones de espín cero). E igualmente los protones y neutrones, sabemos que no son partículas elementales, sino que tienen constituyentes de menor nivel que llamamos quarks (que a su vez se mantienen unidos mediante el intercambio de gluones virtuales).

La materia másica se presenta en las condiciones imperantes en el sistema solar, en uno de cuatro estados de agregación molecular: sólido, líquido, gaseoso y plasma.

De acuerdo con la teoría cinética molecular la materia se encuentra formada por moléculas y éstas se encuentran animadas de movimiento, el cual cambia constantemente de dirección y velocidad cuando chocan o bajo el influjo de otras interacciones físicas. Debido a este movimiento presentan energía cinética que tiende a separarlas, pero también tienen una energía potencial que tiende a juntarlas. Por lo tanto el estado físico de una sustancia puede ser:

• Sólido: si la energía cinética es menor que la potencial.

• Líquido: si la energía cinética y potencial son aproximadamente iguales.

• Gaseoso: si la energía cinética es mayor que la potencial.

La manera más adecuada de definir materia es describiendo sus cualidades:

• a) Presenta dimensiones, es decir, ocupa un lugar en el espacio.

• b) Presenta inercia: la inercia se define como la resistencia que opone la materia a modificar su estado de reposo o movimiento.

• c) La materia es la causa de la gravedad o gravitación, que consiste en la atracción que actúa siempre entre objetos materiales aunque estén separados por grandes distancias

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Antimateria.

Como su nombre indica, el concepto de antimateria hace referencia a una materia compuesta por antiátomos. Es decir, si los átomos están compuestos por   electrones, protones y neutrones; los antiátomos están compuestos por  antielectrones, antiprotones y el inexplicable antineutrón . Las partículas y las antipartículas son iguales, pero tienen cargas eléctricas opuesta. Esta peculiaridad, aunque pueda parecer pequeña, es fundamental.

El más leve contacto nuestro, con otro ser idéntico pero constituido por antiprotones y positrones, sería fatal. Si le estrecháramos la mano nos desintegraríamos provocando un descomunal estallido capaz de destruir una gran ciudad. Por suerte, la cantidad de antimateria que existe en el universo es ínfima respecto a la cantidad presente de materia, al menos en nuestro entorno cercano.

A la existencia de la antimateria, llegó Paul Dirac, mediante modelos matemáticos teóricos. Este es otro ejemplo de  modelos matemáticos que predicen   el futuro o en este caso predicen la existencia de un realidad desconocida hasta ese momento.

Dicho  modelo anticipó de forma teórica, lo que años más tarde pudieron observar experimentalmente los científicos.  Cada partícula de materia tendría su partícula de antimateria: antielectrón ( electrón con carga positiva), antiprotón ( protón con carga negativa) ; pero qué carga tendría  el antineutrón  , partícula sin carga eléctrica.

Básicamente la diferencia  es  la carga eléctrica, son partículas iguales en masa, en apariencia y  constitución, pero además de carga opuesta, las partículas de antimateria, tendrían movimientos de rotación, también opuestos a los de las partículas de materia. Las posiciones de los polos magnéticos, estarían al revés en las antipartículas; el polo sur magnéticos estaría en el norte. 

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La Vida de la Antimateria.

Demostrar la existencia de la antimateria no es sencillo. La vida de la antimateria, "la antivida", continua durante sólo una diezmillonesima de segundo. Persiste hasta que una partícula de antimateria se encuentra en su trayectoria la correspondiente de antimateria y se aniquilan.

Se ha confirmado experimentalmente , que cuando chocan la materia y la antimateria, se neutralizan y desparecen ambas. La materia que desaparece se convierte en energía en forma de radiación gamma. Este hecho confirma la teoría de la relatividad de Einstein que predijo la reversibilidad entre materia y energía.

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La antimateria en el Cosmos: la Simetría Bariónica.

 

Se denomina asimetría bariónica, a  que la cantidad de antimateria en el cosmos es muy inferior a la de materia. Este hecho es  uno de los grandes problemas sin resolver por  la física. Según la teoría del Big Bang, se creó la misma cantidad de materia que de antimateria, pero la realidad sólo vemos materia a nuestro alrededor. ¿Dónde está la antimateria original? 

Pero como el Big Bang es una teoría, también podríamos cuestionar asimetría bariónica , ¿no?

Existen varias explicación a este misterio.

Una simple, es suponer  que hay grandes   cantidades de antimateria más allá de los límites del universo conocido en la actualidad. Entonces, cómo explicaríamos la heterogeneidad del Universo; cómo está separada la materia y la antimateria.

Otra explicación, se habría producido una rotura de la simetría y se creó más materia que antimateria. Lo que hoy vemos , sería la materia "que sobró".

Otros científicos , aseguran que la antimateria original está todavía en el Universo , pero no la podemos detectar. Por lo tanto podría haber galaxias de antimateria . Como vemos hay expliaciones teóricas para todo .....

 

¿Dónde hemos detectado la presencia de antimateria?

Parecen existir  “pequeñas” acumulaciones de antimateria dentro del universo observable.

El Observatorio espacial europeo ha confirmado la existencia de una pequeña acumulación de antimateria  cerca del centro de nuestra  galaxia. Por la emisión de radiación gamma, podría ser una posible nube de antimateria .  No obstante, la cantidad y proporción   antimateria/materia  es anormalmente baja  y se sospecha que la antimateria detectada se ha creado mediante un proceso reciente y a partir de la materia

También , investigadores del Instituto Tecnológico de Nueva Jersey, ha detectado positrones en las llamaradas solares. Como ya hemos indicado, la antimateria se produce por las interacciones nucleares entre partículas cargadas eléctricamente y aceleradas por las erupciones del Sol. Es decir el CERN es una micro planta piloto solar.

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