¿Cómo sabemos que otros sistemas planetarios no están compuestos de antimateria? [duplicar]

Hay dos puntos principales acerca de esto, creo.

Primero, y finalmente lo más importante, es que si tenemos materia aquí y ellos tienen antimateria allá, entonces en algún punto intermedio debemos tener una región que haga la transición de materia a antimateria. Incluso si esta región está ubicada en el medio intergaláctico, donde las densidades suelen ser muy bajas, las colisiones entre la materia y la antimateria ocurrirían con tanta frecuencia que habría una firma de radiación reveladora de esta región. Hasta la fecha, no se han realizado detecciones confirmadas de dicha región.

Ahora, para el segundo punto, en realidad no es cierto que la materia y la antimateria tengan la misma física observable, aunque las diferencias observables son difíciles de detectar incluso dentro de nuestros propios laboratorios.

El electromagnetismo (clásico o cuántico), la gravedad y la fuerza fuerte obedecen a la simetría C , por lo que no vería ninguna diferencia observable entre la materia y la antimateria con estas fuerzas.

Sin embargo, la simetría C no se conserva en la interacción débil/fuerza débil. También se sabe que la simetría de paridad puede violarse en interacciones débiles. La simetría de paridad, vagamente, significa reflejar todas las partículas en un espejo, y su violación significa que algo tiene "diferencialidad": puedes distinguir tu mano izquierda de una mano derecha, y el espejo hace que tu izquierda parezca una derecha. Sorprendentemente, hay razones para creer que la fuerza débil también viola la simetría CP combinada .

Así que la fuerza débil introduce este tipo de lateralidad en la física de partículas. Lo hace con los neutrinos y antineutrinos en particular.

Ahora bien, esta lateralidad de los neutrinos es algo que podría, en principio, permitirnos detectar que una masa está compuesta de antimateria. La desintegración beta es el resultado de la fuerza débil y emite neutrinos o antineutrinos, dependiendo de si el átomo original es materia o antimateria. Entonces, en teoría, podríamos decir que un planeta es antimateria si tiene algún material radiactivo que sufre desintegraciones beta.

Excepto que en realidad será bastante imposible. La escala de incluso la masa radiactiva de un Júpiter completo sería una fuente demasiado pequeña de emisiones de neutrinos. Los detectores de neutrinos actuales confirman del orden de un puñado de neutrinos que probablemente se originaron fuera de nuestro sistema solar cada década . Y esos no están realmente buscando neutrinos de ningún área en particular; buscarán cualquier neutrino que venga de cualquier parte del universo (bueno, el lugar en la tierra importa un poco).

Entonces, nuestra tecnología actual básicamente no es lo suficientemente buena para detectar estas asimetrías de sectores débiles de fuentes fuera de nuestro sistema solar.

De lo contrario, suponiendo algunas mejoras, mucho tiempo y/o mucha suerte, tal vez nuestra mejor oportunidad para confirmar que una gran fuente de antimateria proviene de las supernovas. Las supernovas son muy, muy brillantes (eclipsarán a toda la galaxia en la que se producen) y, por lo tanto, muy notables. También emiten una enorme cantidad de neutrinos muy rápidamente. Entonces, si por casualidad notamos una supernova, y si tenemos la suerte de que nuestros detectores de neutrinos tengan suficientes detecciones de neutrinos en el momento adecuado para correlacionar con esa supernova, entonces si de alguna manera fuera una estrella de antimateria, podríamos saberlo debido a la detección. la diferencia en los neutrinos.

Pero eso es muy poco probable. Es sustancialmente más probable que detectemos la firma de energía de los eventos de aniquilación en la interfaz materia/antimateria, como se mencionó en el primer punto.

Consulte también esta sección de preguntas y respuestas , que propone el uso de luz polarizada como medio de detección.

Usted podría/debería ser capaz de detectar la aniquilación de pares de electrones-positrones en el límite entre el espacio de materia normal y el de antimateria. Esto tiene una energía distintiva y, por lo tanto, podría identificarse sin ambigüedades. Para ver un ejemplo de la detección de la aniquilación de electrones y positrones, consulte esta noticia de la NASA .

Suponiendo que la estrella madre de tal sistema emita un viento solar similar al de nuestro sol, entonces esas partículas de antimateria colisionarían en la heliopausa de ese sistema con partículas de rayos cósmicos de materia regular. Yo pensaría que tal reacción materia-antimateria sería visible en gran parte de la galaxia.