MATERIA Y ENERGIA.

MATERIA Y ENERGIA. ORGANIZACIÓN DE LA MATERIA.

1. Defina materia y energía. ¿Cómo se originó la materia y la energía en el universo?

La Materia es todo aquello que tiene masa y ocupa un lugar en el espacio.

Las transformaciones de la Energía tienen lugar en la alimentación de los seres vivos, en la dinámica de nuestra atmósfera y en la evolución del Universo.

Todos los procesos naturales que acontecen en la materia pueden describirse en función de las transformaciones energéticas que tienen lugar en ella.

La energía es la capacidad que tienen los cuerpos para

producir cambios en ellos mismos o en otros cuerpos.

2. ¿A qué se denomina antimateria?

la antimateria es la extensión del concepto de antipartícula a la materia. Así, la antimateria —una forma de materia menos frecuente— está compuesta de antipartículas, mientras que la materia común está compuesta de partículas. Por ejemplo, un antielectrón (un electrón con carga positiva, también llamado positrón) y un antiprotón (un protón con carga negativa) podrían formar un átomo de antimateria, de la misma manera que un electrón y un protón forman un átomo de hidrógeno. El contacto entre materia y antimateria ocasiona su aniquilación mutua. Esto no significa su destrucción, sino una transformación que da lugar a fotones de alta energía (rayos gamma) y otros pares partícula-antipartícula.

¿Dónde está la antimateria?

Las hipótesis científicas aceptadas suponen que en el origen del universo existían materia y antimateria en iguales proporciones, sin embargo el universo que observamos aparentemente está compuesto únicamente por partículas y no por antipartículas. Se desconocen los motivos por los que no se han encontrado grandes estructuras de antimateria en el universo. En física, el proceso por el que la cantidad de materia superó a la de antimateria se denomina bariogénesis, y baraja tres posibilidades:

• Pequeño exceso de materia tras el Big Bang: Especula con que la materia que forma actualmente el universo podría ser el resultado de una ligera asimetría en las proporciones iniciales de ambas. Se ha calculado que la diferencia inicial entre materia y antimateria debió ser tan insignificante como de una partícula más de materia por cada diez mil millones de parejas partícula-antipartícula.

• Asimetría CP: En 1967, Andréi Sájarov postuló por primera vez que las partículas y las antipartículas no tenían propiedades exactamente iguales o simétricas; una discusión denominada la Violación CP.1 Un reciente experimento en el acelerador KEK de Japón sugiere que esto quizás sea cierto, y que por tanto no es necesario un exceso de materia en el Big Bang: simplemente las leyes físicas que rigen el universo favorecen la supervivencia de la materia frente a la antimateria.2 En este mismo sentido, también se ha sugerido que quizás la materia oscura sea la causante de la bariogénesis al interactuar de distinta forma con la materia que con la antimateria.3

• Existencia de galaxias de antimateria ligada por antigravedad: Muy pocos científicos confían en esta posibilidad, pero todavía no ha podido ser completamente descartada. Esta tercera opción plantea la hipótesis de que pueda haber regiones del universo compuestas de antimateria. Hasta la fecha no existe forma de distinguir entre materia y antimateria a largas distancias, pues su comportamiento y propiedades son indistinguibles. Existen argumentos para creer que esta tercera opción es muy improbable: la antimateria en forma de antipartículas se crea constantemente en el universo en las colisiones de partículas de alta energía, como por ejemplo con los rayos cósmicos. Sin embargo, estos son sucesos demasiado aislados como para que estas antipartículas puedan llegar a encontrarse y combinarse. La NASA ha enviado la sonda Alpha Magnetic Spectrometer (Espectrómetro Magnético Alpha) para buscar rastros de antimateria más compleja,4 que pudiesen indicar que todavía existe antimateria en el universo. Sin embargo los experimentos no han detectado nada hasta la fecha.

3. ¿Qué inter-relaciones se producen entre materia y energía?

4. ¿Cuáles son las fuerzas fundamentales? Defina cada una de ellas.

5. ¿Cuáles son los constituyentes fundamentales de la materia?

6. ¿Cuáles son y cómo están conformadas las partículas subatómicas?

Se le denomina partícula a un cuerpo dotado de masa, y del que se hace abstracción del tamaño y de la forma.

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