He visto simulaciones de antimateria en la televisión. ¿Se ha fotografiado alguna vez la antimateria?
La cantidad total de antimateria que se ha creado en la Tierra ni siquiera es suficiente para ser visible a simple vista, por lo que es difícil de responder.
Sin embargo, si se dispusiera de un montón de antimateria como material sólido o líquido estable, no hay razón para pensar que tendría un aspecto diferente. De hecho, su interacción con la luz visible es prácticamente igual a la de la materia habitual, por lo que mira lo mismo.
Actualización: Como explican los comentarios, el mira de un trozo de antimateria sería el mismo de su homólogo de materia. Así, podría tener cualquier color, textura, brillo, etc.
Podríamos añadir que la razón de esto es que el fotón es su propia antipartícula, por lo que podemos suponer que interactuaría con la antimateria igual que lo hace con la materia.
Decir que tendría el mismo aspecto que la materia normal no me da una idea clara. ¿Sería gris, verde, brillante, mate, líquida, gaseosa, sólida? O, por lo que puedo deducir de las otras respuestas aquí, ¿podríamos teóricamente arreglar la antimateria (con una enorme cantidad de energía, etc.) para que tenga cualquier forma/estado/propiedades físicamente posibles que queramos, como hacemos con la materia? En cuyo caso, la respuesta sería: "¿Puede parecerse a lo que quieras?".
@Pedro sí, esto último. Estoy de acuerdo en que sería mejor que esta respuesta lo dijera explícitamente, pero es lo que quiere decir.
La antimateria se parece a la materia. Experimentalmente, no hay diferencia entre las líneas espectrales del antihidrógeno y del hidrógeno ordinario. Tienen el mismo espectro de emisión.
El fotón es su propia antipartícula. Interactúa del mismo modo con la materia que con la antimateria.
P.D.: Un artículo muy reciente de Ahmadi et al en Nature da un límite superior de $2.10^{-10}$ : http://www.nature.com/nature/journal/vaap/ncurrent/pdf/nature21040.pdf
¿Qué hace un protón se parece a ?
Debido a que el kaón ha interactuado con un protón en el hidrógeno, la pista del haz de la derecha produce un spray de 4 pistas. La pista más larga resaltada es claramente oscura: ha producido un mayor número de burbujas por centímetro que, por ejemplo, las pistas del haz; esto nos indica que se está moviendo más lentamente. (Para más detalles, haz clic aquí.) Estas pistas son una característica común en las imágenes de la cámara de burbujas y suelen significar protones.
¿Qué aspecto tiene un antiprotón?
Las líneas oscuras de esta imagen son producidas por las partículas cargadas cuando se abren paso a través del deuterio líquido.
La pista resaltada es un antiprotón, producido en la desintegración de un antilambda en un antiprotón y un pión
En la esquina superior izquierda de la imagen, este antiprotón se aniquila con un protón constituyente de un deuterón, produciendo una "estrella" de aniquilación de 6 puntas. (Si hubiera chocado con un neutrón, el número de puntas, por conservación de la carga, tendría que ser impar).
Para empezar, lo que distingue a un protón de un antiprotón en las cámaras de burbujas es la carga. Un antiprotón puede liberar mucha energía que el protón no puede.
En conclusión, los protones y los antiprotones han sido fotografiados, así que sí, la antimateria ha sido fotografiada. Ha habido miles y miles de fotografías de este tipo en los estudios de las interacciones de las partículas elementales.
Editar después de la observación en los comentarios que estas pistas son como huellas, y no fotografías de las partículas.
¿Qué es una fotografía? Es un registro permanente de la forma en dos dimensiones por la interacción de los fotones dispersos con la película.
Las huellas de arriba son mucho más que huellas, son moldes consecutivos de la forma y masa de la partícula que pasa ( por eso sabemos que es un protón por la masa, la dependencia de la ionización lo dice). Son la interacción por intercambios de fotones de la partícula que pasa. Microscópicamente cada delta(x) de la pista es una foto de la partícula y la película es el hidrógeno de la cámara, que luego se fotografía. Por lo tanto, es una foto de una foto.
No se trata de fotografías de antiprotones, sino de sus efectos . Sería como decir que una foto de estelas de vapor es lo mismo que una foto del OVNI que las produce.
Si pudieras probar que los ovnis existen. Tenemos pruebas de que un antiprotón existe ( ver esas pistas al final). Todo lo que vemos es un proxy, yo veo esta pantalla porque los fotones golpean mi retina y son interpretados por mi cerebro como una "pantalla con letras". en realidad las fotos de estelas de aire me dicen que pasó un avión. A nivel de partículas esas son las fotos que podemos tomar, protones o antiprotones.
(Malas) tangencias epistemológicas aparte, una foto de tus huellas no es lo mismo que una foto tuya, haga lo que haga tu cerebro. ;)
Carl David Anderson obtuvo el premio Nobel por fotografiar un positrón:
$\hspace{60pt}$
(Fuente: El electrón positivo de C.D. Anderson). Observación: la imagen es una fotografía del camino del positrón, como se ve en una cámara de nubes.
A modo de comparación, la pista como de un electrón, la antipartícula del positrón, es
$\hspace{60pt}$
(Fuente: Energías de las partículas de rayos cósmicos (por C.D Anderson)
Recomiendo consultar el artículo de Anderson si está interesado en las fotografías de la pista de diferentes partículas, como $\alpha$ partículas:
$\hspace{60pt}$
En cualquier caso, el mensaje general es claro: las partículas y las antipartículas dejan la misma huella, excepto por el signo de su curvatura (que viene determinado por la carga eléctrica).
Sí, pero en tu primera frase has dicho que le dieron el premio Nobel por fotografiar un positrón, no por fotografiar la trayectoria de un positrón, así que quizá quieras editarlo para que quede más claro. Esto es como publicar una foto de una estela cuando se pregunta cómo es un determinado avión.
La interacción antimateria-antimateria es, según nuestros conocimientos de física, químicamente idéntica a las interacciones materia-materia. Cualquier ruptura de simetría es tan pequeña que no tendría efectos observables a escala humana.
Su interacción con los fotones también es idéntica.
La única forma importante en que interactúa de forma diferente es la reacción materia-antimateria, en la que se aniquila y libera una gran cantidad de energía.
Así que la respuesta corta es que parece materia. Pero sólo parece materia si está completamente aislada de la materia.
Hacerlo es muy difícil.
Supongamos que tenemos un bloque de oro de antimateria de 1 kg flotando en el espacio interestelar, en el vacío duro, con una densidad de partículas de 10 átomos de hidrógeno por cm^3 a 100K (en un "filamento" de gas en el espacio interestelar).
Formaría un cubo de algo menos de 4 cm de lado, con una superficie de unos 100 cm^2.
La velocidad del sonido en el espacio es de unos 100 km/s. Esta es aproximadamente la velocidad a la que viajan los átomos en el medio interestelar.
Esto nos da:
100 km/s * 100 cm^2 * 1.7 * 10^-24 g/cm^3 * c^2 que es de 0,15 vatios.
Así, un cubo de 1 kg de antioro brilla con el calor de 0,15 vatios en un vacío duro. En el espacio cercano a la Tierra, sería unas cuantas veces más brillante debido al viento solar.
En la Tierra o en una atmósfera presurizada, es un poco más brillante: 3 * 10^17 vatios.
Así que un bloque de anti-oro flotando en el espacio se vería mayormente como oro. Al menos hasta que lo perturbaras con los residuos de tus cohetes propulsores.
Sólo comentaba lo de la "velocidad del sonido en el espacio": allí no hay ondas sonoras. Por lo demás, estoy de acuerdo.
@Pieter Hay y puede haber ondas sonoras. Están en la escala de los sistemas solares o mucho más grandes en longitud de onda. No son muy "sonoras" (ya que las frecuencias son un poco ridículas), pero son ondas de presión que se propagan por un medio. La idea básica es que la onda "sonora" de mayor frecuencia en un medio es la trayectoria libre media de las partículas en ese medio. Las ondas de presión por encima de esa longitud de onda (y por debajo de la frecuencia implícita) pueden comportarse de forma "sonora". Cerca de la Tierra, da algo así como una frecuencia de un mes como la más alta. O tal vez estoy en el crack.
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Probablemente no eran simulaciones; probablemente eran representaciones de la antimateria creadas por artistas utilizando ordenadores
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Si se dijera con más precisión "se parece", se centraría bastante más la discusión. Si se trata de un aspecto como el de "detectado", se obtiene una respuesta; si se trata de un aspecto como el de "ver sin ayuda o sólo con ayuda óptica", se obtiene una respuesta diferente. ¿Consideras que una detección en una cámara de burbujas es una fotografía de la misma o querrías tener suficiente material para una imagen de un objeto macroscópico? Eso aclararía algunas de las cuestiones presentadas en las respuestas. Este es un ejemplo de "las preguntas simples pueden tener respuestas complicadas".