No lo hace $E=mc^2$ ¿significa que la masa se puede convertir en energía? Pero por lo que he estudiado en la física nuclear del instituto, parece que la única " $E=mc^2$ " podemos obtener es de la energía de enlace entre nucleones. Esto puede sonar muy estúpido, pero ¿es posible convertir realmente la materia en energía utilizando una máquina en la Tierra? Como coger 1 kilo de tierra y convertirlo en $c^2$ joules? ¿Qué haría falta para conseguirlo?
Respuestas
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¿Como conseguir 1 kilo de tierra y convertirlo en c2 julios? ¿Qué se necesita para hacer esto?
Para hacer algo parecido a esto se necesitaría un kilo de suciedad de antimateria. Entonces se cumplirían todas las adiciones de números cuánticos y saldría mucha radiación, pero no completamente en energía cinética o radiativa útil. Obtendrás pares de neutrinos antineutrinos que interactúan débilmente, y pares de electrones y positrones que tendrán que encontrarse para convertirse en pares de fotones.
Los recursos que habría que gastar para crear 1 kilo de antidirt harían todo el proceso económicamente inviable, teniendo en cuenta que hasta ahora sólo hemos conseguido fabricar un poco de antihidrógeno.
Adam
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Las leyes de la física que dificultan la conversión de la suciedad en energía pura son la conservación del número de leptones y bariones. Cada protón o neutrón tiene un número de bariones de uno y un número de leptones de cero, mientras que los electrones tienen un número de leptones de uno y un número de bariones de cero. Para reducir la materia a energía pura, como la radiación electromagnética, hay que anular los números de bariones y leptones utilizando materia con números negativos, como los antiprotones y los positrones, pero éstos no se obtienen fácilmente de forma natural (hay pequeñas cantidades en los rayos cósmicos, pero no lo suficiente) y para crearlos artificialmente hay que introducir más energía de la que se obtiene.
La única manera de sortear esto es encontrar una forma de violar la conversión del número de leptones y bariones para convertir los átomos en energía pura. Según algunas teorías, esto ocurre de forma natural, pero sólo en escalas de tiempo ridículamente largas. Sólo hay un método que tiene alguna posibilidad de ser práctico. Se trata de utilizar un pequeño agujero negro.
Cuando la materia cae en un agujero negro se pierde la pista de su número de bariones y leptones. Esto es una consecuencia de los teoremas del no pelo que dicen que las únicas características observables de un agujero negro son su masa, su momento angular y su carga. Esta es una ley teórica no verificada por el experimento, pero supongamos que es cierta. En ese caso, si tuviéramos un agujero negro, éste irradiaría radiación Hawking a una velocidad que podría utilizarse para alimentar una central eléctrica. De nuevo, esto es pura teoría, pero asumamos que es correcto. Entonces se podría echar tierra a la velocidad necesaria para equilibrar la radiación saliente y se tendría una central eléctrica continua alimentada por tierra.
La velocidad a la que un agujero negro irradia la radiación de Hawking viene dada por la fórmula
$P = \frac{K_{ev}}{M^2}$
Donde
$K_{ev} = 3.562 \times 10^{32} W.Kg^2$
Así que si se quiere una central eléctrica de 1 GigaWatio se necesita una masa de 600 millones de toneladas, por ejemplo, un asteroide de un kilómetro de diámetro sería perfecto.
Por supuesto, el problema más difícil es convertir el asteroide en un agujero negro. Quizás esto sea posible en algún evento astrofísico increíblemente violento que desconocemos. Una vez que tengas tu agujero negro, todo lo que necesitas hacer es alimentar la suciedad y utilizar la radiación para generar energía utilizable. Alimentar la materia también sería difícil porque hay que superar la presión de la radiación saliente. Esto podría ser posible utilizando muchos aceleradores lineales para formar haces de protones y electrones, pero el tamaño del propio agujero negro es tan pequeño como un núcleo, lo que hace la tarea muy difícil.
Una solución de compromiso sería utilizar un agujero negro más grande con un radio mayor, pero entonces la potencia es mucho menor. En conclusión, esto es sólo una posibilidad teórica que sería prácticamente imposible de lograr en la práctica.
whatever
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Sí, por supuesto, y esta máquina se llama acelerador de partículas . Podemos convertir masa a energía o energía a la masa . Además, esta conversión de materia en energía es lo que produce la energía en reactores nucleares .
