Esta es una pregunta teórica ya que no hemos hecho suficiente antimateria para probarla en la realidad, por supuesto. Pero estoy preguntando sobre la parte de la física en esto.
Además, por "energía útil" me refiero a la energía que podemos usar como fuente de calor para algo como un reactor nuclear, o como energía para una explosión como las explosiones nucleares.
Si no me equivoco, gran parte de la energía que obtenemos de la aniquilación está en forma de neutrinos, que por alguna razón no podemos considerarlos como energía útil. Ahora bien, si restamos la energía de los neutrinos, ¿es seguro considerar el resto como energía útil como expliqué?
Trate de ser lo más simple posible porque no hablo muy bien inglés.
Encontré un artículo interesante sobre el uso de antimateria para la propulsión de cohetes de la NASA que aborda este tema. Tu pregunta tiene una respuesta bastante complicada.
Creo que encontrarás más formación de la que querías leyendo ese artículo. En el informe dice sobre una colisión electrón-positrón:
Sus resultados indican que los neutrinos se llevan ~22% de la energía piónica disponible (~1248 MeV) mientras que los muones retienen ~78%. El muón inestable, que tiene una energía promedio de ~300 MeV, también se desintegra (en ~6,2 μs) en un electrón, o positrón, y dos neutrinos, como se muestra en la Tabla 2. La energía parece estar distribuida por igual entre las tres partículas con los neutrinos se llevan ~2/3 de la energía disponible. En última instancia, los electrones y los positrones también pueden aniquilarse y producir energía adicional en forma de dos rayos gamma de 0,511 MeV. Se considera que los neutrinos no tienen masa y se mueven esencialmente a la velocidad de la luz. Son extremadamente penetrantes y rara vez interactúan con la materia.
Como dije en mi respuesta, ¿se puede usar antimateria como combustible para reactores nucleares? a tu otra pregunta la vida no es tan simple.
La estimación con neutrinos es para la aniquilación libre. Si uno quiere hacer un reactor a partir de esto, hay opciones para atrapar todas las partículas cargadas antes de que se desintegren y disipen su energía cinética en un medio, y lo mismo para todas las gammas de pi0 con, por supuesto, un medio diferente.
Entonces, con un promedio de 5 piones por aniquilación, 2/3 * 5 * 105MeV = 350Mev no se pueden recuperar, la energía se pierde en el muón, etc., se desintegra de los piones cargados cuando quedan en reposo (también se puede ganar un poco de la pista del muón) ). Por lo tanto, la cantidad de energía perdida será mucho menor que el 50% si los piones cargados pueden atraparse y la energía de los fotones pi0 se convierte en calor.
El problema es que con la tecnología actual se necesitarían campos magnéticos muy fuertes para enrollar los piones cargados. La calorimetría en la física de alta energía funciona atrapando toda la energía de los rayos gamma, pero estas son configuraciones grandes que no están diseñadas para la extracción de energía en forma de calor.
Es muy probable que el costo de la tecnología necesaria para producir los antiprotones y crear los campos magnéticos para contener los productos cargados y capturar el calor de los rayos gamma sea mucho mayor que la ganancia de la energía de aniquilación sin importar la fracción. En mi opinión, el reactor no puede alcanzar el punto de equilibrio, es decir, dar más energía de la que consume en su producción, ciertamente no con la tecnología actual.
Hasta aquí los reactores. Para las explosiones, la pérdida de energía en los neutrinos se mantiene, porque las desintegraciones ocurren en vuelo y ellos se llevan la energía. El problema tecnológico se reduce a contener antimateria, y está lejos de ser trivial, y sospecho que la relación costo/beneficio es igualmente negativa que con un reactor.
dmckee --- gatito ex-moderador
usuario4552