Antihidrógeno
En física, el antihidrógeno és el àtom d'antimatèria equivalent al hidrogen comú. Està format per un antiprotón i un positrón, per lo que té les mateixes propietats, pero en les càrregues elèctriques invertides.
El seu símbol químic és H, és dir, una H en un macrón.
S'aniquila al contacte en un àtom d'hidrogen, per lo que són inestables entre ells. En descompondre's és a on es produïxen els fotons de llum. Un dels científics que lo pautaron va ser Robert L. Forward, en la revista científica Mirror Matter Newsletter. cita requerida
Història experimental
[editar | editar còdic]En 1995, el CERN va anunciar la creació de nou àtoms de antihidrógeno en l'experiment PS210, liderat per Walter Oelert i Mario Macri, .[1] El método utilisat per este experiment va ser propost en 1994 per Charles Munger Jr., Stanley J. Brodsky i Ivan Schmidt Andrade .[2]
Experiments realisats en Fermilab varen confirmar el fet, i poc despuix (¿qui?) va anunciar la creació d'atres 100 àtoms de antihidrógeno.[3][4] Es va crear combinant en un accelerador de partícules, un antielectrón i un antiprotón, gelats fins a casi el zero absolut per a frenar-los i confinar-los en camps magnètics per a que no chocaren en àtoms normals.
El antihidrógeno va ser produït per primera volta per ATHENA (també conegut com a experiment AD-1, un proyecte d'investigació de l'antimatèria en el Decelerador de Antiprotones de el CERN), en 2002,[5] i després per ATRAP (La colaboració Antihydrogen Trap, ATRAP, en l'instalació Antiproton Decelerator de el CERN, en Ginebra, responsable de l'experiment AD-2)[6] i en 2004 ya s'havien fabricat millons d'àtoms de antihidrógeno. Els àtoms sintetisats tenien una temperatura relativament alta (uns mils de kelvins), per lo que chocarien contra les parets de l'aparat experimental i s'aniquilarien. La majoria de les proves de precisió requerixen llarcs temps d'observació.
En 2010, científics del CERN dirigits per Jeffrey Hangst varen realisar l'experiment Alpha, per mig del qual varen conseguir la captura i posterior detecció de 38 àtoms de antihidrógeno. Per a això els científics varen amprar dèu millons de antiprotones i encara més positrones, i varen amprar una 'trampa' magnètica que confina els àtoms neutrals en interactuar en els seus moments magnètics.[7]
En 2011 el proyecte Alpha va conseguir crear més de 300 àtoms de antihidrógeno i almagasenar-los durant 1000 segons (16 minuts 40 segons).[8][9] Açò permetrà als científics d'este experiment conéixer més informació sobre l'antimatèria.[10]
En març del 2012, el CERN va conseguir manipular àtoms de antihidrógeno usant microones, conseguint la primera visió d'una chafada antiatómica.[11]
En 2016, el proyecte ALPHA va medir la transició entre els dos nivells energètics més baixos del antihidrógeno, 1S–2S. Els resultats, idèntics als de l'hidrogen dins de la resolució experimental, recolzen l'idea de la simetria entre matèria i antimatèria.[12][13]
Característiques
[editar | editar còdic]El teorema CPT de la física de partícules prediu que els àtoms de antihidrógeno tenen moltes de les característiques que té l'hidrogen normal; és dir, la mateixa massa, moment magnètic i freqüències de transició d'estat atòmic (vore espectroscòpia atòmica).[14] Per eixemple, s'espera que els àtoms de antihidrógeno excitats lluïxquen del mateix color que l'hidrogen normal. Els àtoms de antihidrógeno deurien ser atrets gravitatoriamente per una atra matèria o antimatèria en una força de la mateixa magnitut que la que experimenten els àtoms d'hidrogen ordinari. Açò no seria cert si l'antimatèria tinguera massa gravitatoria negativa, lo que es considera altament improvable, encara que encara no s'ha refutado empíricamente (vore Interacció gravitacional de l'antimatèria).[15] S'ha desenrollat un marc teòric recent per a la massa negativa i la gravetat repulsiva (antigravedad) entre matèria i antimatèria, i la teoria és compatible en la teorema CPT.[16]
Quan el antihidrógeno entra en contacte en la matèria ordinària, els seus constituents es aniquilen ràpidament. El positrón s'aniquila en un electró per a produir rajos gamma. El antiprotón, per la seua banda, està format per antiquarks que es combinen en quarks en neutrons o protones, donant lloc a piones d'alta energia, que decauen ràpidament en muones, neutrinos, positrones i electrons. Si els àtoms de antihidrógeno estigueren suspesos en un buit perfecte, sobreviurien indefinidament.
Com antielemento, s'espera que tinga exactament les mateixes propietats que l'hidrogen.[17] Per eixemple, el antihidrógeno seria un gas en condicions estàndar i es combinaria en el antioxígeno per a formar antiagua,
Referències
[editar | editar còdic]- ↑ David H. Freedman. «[1]», Discover. Consultat el 12 de juliol de 2014 (en anglés).
- ↑ Physical Review D.49(7)
- 3228–3235.doi:10.1103/physrevd.49.3228.Consultat el 9 d'agost de 2017.
- ↑ G. Blanford, D. C. Christian, K. Gollwitzer, M. Mandelkern, C. T. Munger, J. Schultz, G. ZioulasPhysical Review Letters.American Physical Society.80(14)
- 3037-3040.doi:10.1103/PhysRevLett.80.3037.Consultat el 12 de juliol de 2014.
- ↑ Physical Review Letters.Fermi National Accelerator Laboratory.
- ↑ Amoretti, M. (2002). “Production and detection of cold antihydrogen atoms”. Nature 419 (6906): 456–9. doi:. PMID 12368849. Bibcode: 2002Natur.419..456A.
- ↑ Gabrielse, G. (2002). “Driven Production of Cold Antihydrogen and the First Measured Distribution of Antihydrogen States”. Phys. Rev. Lett. 89 (23). doi:. PMID 12485006. Bibcode: 2002PhRvL..89w3401G.
- ↑ «[2]», Cienciaplus.com, Europa Press. Consultat el 12 de juliol de 2014 (en espanyol).
- ↑ Eoin Butler, Makoto C. Fujiwara(2011).Nature Physics.7
- 558-564.doi:10.1038/nphys2025.Consultat el 12 de juliol de 2014.
- ↑ «[3]», Alt1040. Consultat el 12 de juliol de 2014 (en espanyol).
- ↑ «[4]», La Repubblica. Consultat el 12 de juliol de 2014 (en italià).
- ↑ «[5]», Cienciaplus.com, Europa Press. Consultat el 12 de juliol de 2014.
- ↑ «Ephemeral antimatter atoms pinned down in milestone laser test». Consultat el 21 de decembre de 2016.
- ↑ Nature.doi:10.1038/nature21040.Consultat el 21 de decembre de 2016.
- ↑ Grossman, Lisaaps.org/story/v26/st1 «Els antiprotones més chulos».26(1)
- ↑ «Antihidrógeno atrapat durant mil segons».Consultat el 10 d'agost de 2023.
- ↑ Du, Hong. «Aplicació de la nova equació quàntica relativista d'ones en l'àtom d'hidrogen i les seues implicacions en els experiments gravitatorios en antimatèria».
- ↑ Palmer, Jason. El antihidrógeno es medix per primera volta en l'història, BBC News.
- Este artícul conté una traducció derivada de «Antihidrógeno» de Wikipedia en castellà publicada baix la Llicència de documentació lliure de GNU i la Llicència Creative Commons Reconeiximent-CompartirIgual 4.0 Internacional.