ANTI MATÈRIA

•

•

•

En física de partícules, l'antimatèria és l'extensió del concepte d'antipartícula a la matèria. Així, l'antimatèria
està composta d'antipartícules, mentre que la matèria ordinària està composta de partícules. S'admet
generalment que l'antimatèria està composta de partícules de la mateixa massa, i spin que una partícula
de matèria, però amb càrrega oposada (simetria C, de càrrega). Perexemple, unantielectró(un electró amb
càrrega positiva, també anomenat positró) i un antiprotó (un protó amb 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
de matèria i antimatèria portaria a l'aniquilació de les dues, donant lloc a fotons d'alta energia (raigs
gamma) i altres parellspartícula-antipartícula.
Després del descobriment de la identitat ona-partícula per Louis-Victor de Broglie, i de l'equació E = mc2,
no es pot fer una distinció clara entre matèria i energia. Malgrat això se sol considerar que la matèria és
qualsevol fermió, és a dir, leptons, o quarks. Els leptons es caracteritzen per complir el principi d'exclusió
de Pauli segons el qual dos fermions idèntics no poden ocupar un estatquàntic, al mateix temps. Mentre
que els bosons, que transmeten les forces entre els fermions, i no compleixen l'exclusió de Pauli, és a dir,
molts de bosons poden estar en un mateix estat quàntic a un temps, es consideren energia.
L'equació de Dirac, una ecuació de la teoria dels camps quàntics, fou descoberta per Paul Dirac el 1928.
Aquesta equació descriu les partícules d'espín ½, coml'electró. Completament consistent amb la mecànica
quàntica, i llargament consistent am la teoria de la relativitat especial presenta unes solucions per la
naturalesa de l'espín de les partícules, i l'existència d'antipartícules. Encara que originalment va ser
formulada per l'electró, aquesta equació també es pot aplicar a altres partícules d'espín ½, com el neutrí, el
protó, i el neutró.

•
•
•
•
•
•
••

Dirac trobà la vertadera forma de l'equació:
E = mc2
És a dir:
E2 = p2c2+m2c4
on E és l'energia, p és el moment, m és la massa, i c és una constant equivalent a la
velocitat de la llum.
La solució d'aquesta equació dóna dues solucions una corresponent a l'energia
positiva, i una altra a la negativa.
Aquesta teoria és completament consistent amb allò que ha estat observat al
laboratori, de fet elpositró va ser descobert experimentalment per Carl Anderson el
1932.
El 1996 al CERN es va aconseguir de formar un antiàtom d'antidrogen de vida molt
curta compost per un antiprotó un positró.

IMATGÈS

MÉS IMATGÈS

• En física es fa servir una
barra horitzontal o màcron
per a diferenciar les
partícules de les
antipartícules: per exemple
protó p i antiprotóp. Per als
àtoms d'antimatèria s'emprala mateixa notació: per
exemple, si l'hidrogen
s'escriu H, l'antihidrogen
serà H.
• També s'utilitza la diferència
de càrrega elèctrica entre
ambdues partícules: per
exemple electró e− i positró
e+

•

•

•

Les hipòtesis científiques acceptades afirmen que en l'origen de l'univers hi
havia matèria i antimatèria en iguals proporcions. Però la matèria i
l'antimatèria s'aniquilen mútuament, donantcom a resultat energia pura, i
no obstant això, l'univers que observem està compost únicament per
matèria. Es desconeixen els motius pels quals no s'han trobat grans
estructures d'antimatèria en l'univers. En física, el procés pel qual la
quantitat de matèria va superar a la d'antimatèria es denomina bariogènesi,
i estudia tres possibilitats:
Petit excés de matèria després del Big Bang : Especulaamb que la matèria
que forma actualment l'univers podria ser el resultat d'una lleugera asimetria
en les proporcions inicials d'ambdues. S'ha calculat que la diferència inicial
entre matèria i antimatèria va haver de ser tan insignificant com d'una
partícula més de matèria per cada deu mil milions de parelles partículaantipartícula.
Asimetria CP: Al 1967, Andrei Sàkharov va postular per...