¿Cuál es el equivalente en mediciones de energía (o potencia liberada) de la aniquilación de un gramo de materia con un gramo de antimateria? ¿Qué tal unos pocos gramos o un kilogramo? ¿Es lineal el aumento de la energía o potencia liberada? o exponencial?

Answer 1

Como Nathan Shaulis y Aditya Prasad notaron correctamente, debe usar E = mc ^ 2 para calcular la energía emitida por la aniquilación [positron de electrones] *, y como menciona Nathan Shaulis, la energía emitida es linealmente proporcional a la masa total aniquilada . ¿Pero qué lleva la energía? Fotones (dos de ellos por par partícula-antipartícula con igual energía, la mitad del total emitido). Cuantos más pares de partículas antipartículas se aniquilan, más fotones se emiten, y esta es una proporcionalidad 1: 1 (2: 2 si no se reduce). ¿Qué significa esto para un pragmático? Los tipos de materia y antimateria deben coincidir para aniquilarse, y el tamaño de las partículas que componen el 1 gramo de materia determina los efectos de la energía liberada. Un fotón de 511 keV interactúa de manera diferente con la materia que un fotón de 10 MeV.

En cuanto a los detalles de la pregunta, debe darse cuenta de que aniquilar una sola antimateria y partículas de materia no es “apocalíptico”, y no es una cuestión de “jugar a ser Dios” . Joshua Engel menciona cómo se usa la antimateria “producida artificialmente” para estudiar los orígenes del universo, y luego menciona los escaneos PET. “Estudiar los orígenes del universo” es una forma indirecta (involuntaria) de decir que todavía no sabemos la mayoría de cómo funciona la física en el nivel bajo. Estudiar la antimateria nos da una idea de las interacciones de bajo nivel en física, nos permite probar el modelo estándar (si puede encontrar una partícula de antimateria que no se corresponde con una partícula del modelo estándar, informe a su físico local), verifique la relatividad (especialmente verifique E = mc ^ 2), y todo tipo de verificaciones de modelos físicos que tenemos.

Pero tengo un reparo con la mención de la exploración PET. Sí, implica positrones que se aniquilan con electrones en el cuerpo. Sin embargo, la fuente del positrón es lo que el OP llamaría “natural”. Los flúor-18 emiten positrones, que se utilizan como radiomarcadores de glucosa inyectada. La glucosa se concentra en el cerebro, y la etiqueta F18 emite positrones, que luego se aniquilan con electrones cercanos, produciendo dos ~ 511 keV fotones ** que viajan en direcciones opuestas. El escáner detecta estos fotones, registra la posición del detector y el momento en que se detectó cada uno. Al hacer esto, una computadora puede calcular la ubicación de la aniquilación con mucha precisión. Esto significa que puede trazar la ubicación de la glucosa inyectada y determinar las concentraciones en varios lugares, lo cual es una gran herramienta para los médicos.

Sin embargo, debe tener en cuenta que contener antimateria “producida artificialmente” es una tarea increíblemente difícil, no un peligro . No puedes evitar que se mueva. Los físicos experimentales usan la contención del campo magnético para recolectar cantidades relativamente grandes de antimateria, e incluso los sistemas de contención tienen problemas que contienen cantidades mucho más pequeñas que un gramo. ¿Cómo recolectan la antimateria en primer lugar? Colisionadores de partículas de alta energía. La partícula se acelera para tener una gran cantidad de energía cinética, y colisiona con una “pared”, y una posible ruta de interacción es la producción de una partícula antimateria junto con su partícula de materia complementaria.
Pero la partícula de antimateria tiene energía cinética que sale de la interacción, y hay partículas de materia alrededor, por lo que hay una probabilidad razonable de que se aniquile con una de las partículas de materia cercanas. Esto significa que solo unas pocas partículas de antimateria se recogen por cada mil, millones o incluso mil millones de colisiones.

Con todo, la antimateria no es algo de lo que preocuparse. Es mucho más útil y difícil de controlar (en este momento) que peligroso.

* Las interacciones para aniquilaciones de materia-antimateria que no sean electrón-positrón son más complejas, a menudo implican la formación de partículas menos comunes (por ejemplo, mesones), y estas partículas resultantes tienden a descomponerse (es por eso que son menos comunes). Para esta respuesta, simplificaremos y trabajaremos solo con la aniquilación electrón-positrón.

** Un electrón tiene una carga de -e y una energía de masa de aproximadamente 511 keV, y un positrón tiene una carga de + ey una energía de masa de aproximadamente 511 keV, por lo tanto, cuando se aniquilan, dos fotones con aproximadamente 511 keV de energía cinética se liberan en direcciones opuestas.

Answer 2

Uh, correcto entonces. También podría darle un golpe.

Parece que tiene la impresión de que estamos en riesgo de aniquilar todo el universo. Eso no puede pasar. Solo podemos crear tanta antimateria como tengamos energía para hacerlo. La energía que obtienes de la aniquilación es la cantidad de energía que pones para crear la antimateria en primer lugar.

No contiene antimateria. Es tan pequeño que es increíblemente difícil de equilibrar, y cualquier cosa que hagas hace que se escabulle, y pronto encuentra algo con lo que aniquilar.

Creamos antimateria no solo porque nos ayuda a descubrir cómo funciona el universo, sino también porque es muy útil. ¿Alguna vez se hizo una exploración PET? La P significa “Positron”. Los positrones son una forma de antimateria. Se aniquilan entre sí dentro de su cuerpo, y la máquina descubre de dónde proviene la energía liberada. Salva vidas incontables.

Probablemente encontraremos una forma de contener algo de él algún día, pero el universo no está en riesgo. Podríamos encontrar una manera de hacernos explotar realmente bien, pero el universo no lo notará. Y ya tenemos formas de explotar que son mucho más eficientes que hacer que la antimateria lo haga.

En cuanto a la cita de “dados”: eso no tiene nada que ver con “arriesgarse”. Einstein se refería a la interpretación de la mecánica cuántica. No te preocupes por el universo en su conjunto. No va a ninguna parte.

Answer 3

Usando E = mc ^ 2, un gramo + un gramo produce aproximadamente 1.8 × 10 ^ 14 julios. Es lineal en la masa.

Esto es alrededor de 43 Kilotones de TNT equivalente. Eso es casi igual a la producción de energía de las bombas atómicas de Hiroshima y Nagasaki juntas.

(Y como lo señaló Joshua, se necesitaría tanta energía para crear (bueno, la mitad, para crear solo la antimateria). Así que no hay realmente nada de qué preocuparse, y mucho menos convertirse en un Dios).

Answer 4

Este es un cálculo relativamente simple usando la famosa ecuación de Einstein: E = mc ^ 2
En el caso de 1 g de materia que aniquila 1 g de antimateria, obtenemos lo siguiente.
E = (.002kg) * (299,792,458 m / s) ^ 2
E = 1.78 × 10 ^ 14 Julios de energía
La energía liberada es linealmente proporcional a la masa total convertida directamente en energía.
En cuanto al resto de su “pregunta”, no tiene lugar entre las preguntas científicas reales.

Answer 5

¿Cuál es el punto de? bueno, la tomografía por emisión de positrones probablemente ha salvado bastantes vidas y su principio funcional se basa en el conocimiento de la antimateria que surgió de la investigación básica sobre la antimateria.

Ah, y por cierto. No hay ninguna posibilidad en el infierno de causar un accidente masivo con la investigación de antimateria (simplemente no es posible). Si está preocupado por los riesgos vatastrópicos para la humanidad, debe enfocarse en problemas más obvios, como el calentamiento global y cómo resolverlo con más ciencia, no menos.

Answer 6

¿Has considerado que si logramos “volar el mundo después de hacer suficiente antimateria”, podría ser la voluntad de Dios actuar a través de nosotros?
Quizás está cansado de todo este asunto de la Tierra, especialmente los humanos; permitirnos descubrir tales formas de energía podría ser su método deliciosamente caprichoso para cerrar esta parte del Universo. [Solo parece “deliciosamente caprichoso” porque no podemos comprender su sabiduría infinita]

¿Y crees que Dios necesita nuestra ayuda para administrar el Universo?
¿Ni siquiera es entretenido un pensamiento tan blasfemo?
Si lo desea, destrozará las instalaciones creando antimateria, si no lo hace, podría ser parte de su plan desgarrar este planeta. Aprendamos todos a tener fe en su sabiduría infinita y su poder infinito.