Secundaria Partir átomos

[Ansem42]

Cuando consigues partir un átomo golpeándole repetidamente con electrones consigues energía = fotón.
Mi pregunta es si podríamos transformar un montón de átomos en energía, fotones.

Si es así me gustaría saber si una vez obtenido el fotón podemos volverlo a transformar en un átomo.
Esto sería útil debido a que según el modelo estándar de partículas el fotón no tiene masa y, si se consiguiese hacer el cambio de átomo a fotón y viceversa, seria muy útil para el transporte.

[Schwarze97]

Re: Partir átomos

Creo que a lo que te refieres es a la radiación gamma. La radiación gamma es un tipo de radiación electromagnética (fotones) que puede surgir principalmente de dos fenómenos, que explicados muuuuuy simplificadamente vienen a ser:

1. Desintegración nuclear: En los isótopos radioactivos que emiten radiación gamma los electrones van pasando a niveles de energía más bajos (se des-excitan) y entonces emiten esta radiación.

2. Aniquilación de un par partícula-antipartícula, que creo que es lo que te interesa: tú tienes materia y antimateria, una partícula y su antipartícula, un electrón y un positrón por ejemplo; pues los juntas y BOOOOM: se libera una energía de la ostia y las dos partículas se aniquilan, se convierten en energía digamos. Esa energía es radiación gamma.
En el vacío cuántico se supone que se producen estas aniquilaciones constantemente. Hay energía, de ella se crea un par partícula-antipartícula y al instante se aniquilan y se vuelven a convertir en energía y otra vez se crea el par entonces y así todo el rato. Eso son las fluctuaciones cuánticas.

[Alriga]

Re: Partir átomos

Una corrección a un error de tecleo:

1. Desintegración nuclear: En los isótopos radioactivos que emiten radiación gamma los electrones nucleones, (protones o neutrones) van pasando a niveles de energía más bajos (se des-excitan) y entonces emiten esta radiación.

Cuando consigues partir un átomo golpeándole repetidamente con electrones consigues energía = fotón.

Si golpeas un átomo con un electrón no obtendrás nunca solo fotones. Para obtener solo fotones deberías golpear el átomo con su antiátomo. Ejemplo: como el átomo de hidrógeno está formado por un protón y un electrón, deberías golpearlo con un átomo de antihidrógeno formado por por un antiprotón y un positrón

... me gustaría saber si una vez obtenido el fotón podemos volverlo a transformar en un átomo ...

Un solo fotón no puedes convertirlo nuevamente en materia, necesitas como mínimo la interacción de dos de ellos de la suficiente energía. Pero las partículas en la que pueden convertirse esos 2 fotones que interaccionan, dependen de su energía y del azar cuántico, luego (a día de hoy) no puedes forzarlas a que se conviertan en las que tú quieres.

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Saludos.

[pod]

Re: Partir átomos

Cuando consigues partir un átomo golpeándole repetidamente con electrones consigues energía = fotón.

No acabo de estar conforme con que asimiles "energía = fotón". Todas las partículas tienen energía, no sólo el fotón.

Mi pregunta es si podríamos transformar un montón de átomos en energía, fotones.

Entiendo que quieres saber si existe un proceso por el cual un átomo se desintegre en únicamente fotones.

Hasta donde yo sé, no se conoce un proceso de ese estilo. Lo que sí te puedo decir es que, de existir, seria un proceso muy muy improbable, ya que requiere la violación de una serie de leyes de conservación que son muy aproximadamente ciertas: por ejemplo, el número bariónico y el número leptónico. El átomo empieza con una gran cantidad de leptones (número atómico) y una gran cantidad de bariones (peso atómico). Está demostrado experimentalmente que la probabilidad de que en un proceso haya una violación de la conservación del número leptónico es inferior a $10^{-13}$, y hay diseñados experimentos para reducir aún más este límite experimental; eso significa que tienes que probar el experimento por lo menos $10^{13}$ (10 billones de veces; billón entendido a la europea) para tener la esperanza de que ocurra... y eso con el límite actual, probablemente sean necesarios varios ordenes de magnitud más.

Con el número bariónico hay una situación parecida. Aún más grave, hasta donde yo sé, los modelos que permiten violación de la conservación de los números bariónico y leptónico, lo que si conservan es la diferencia entre ambos. Un montón de fotones tiene a cero ambos números, así que la resta es 0. Sin embargo, la resta de ambos números en la mayoría de átomos (todos los que tengan al menos un neutrón) no es cero.

En conclusión, con lo dicho no puedo afirmar categóricamente que sea imposible, pero sí que será tan extremadamente improbable que, desde luego, no sera viable para tu propósito de transporte. Es posible que algún compañero conozca más leyes de conservación que deban cumplirse y que prohíban completamente un proceso así.

[carroza]

Re: Partir átomos

En conclusión, con lo dicho no puedo afirmar categóricamente que sea imposible, pero sí que será tan extremadamente improbable que, desde luego, no sera viable para tu propósito de transporte. Es posible que algún compañero conozca más leyes de conservación que deban cumplirse y que prohíban completamente un proceso así.

Por ejemplo, si el átomo tiene un numero impar de neutrones, como para el átomo neutro hay los mismos protones que electrones, el momento angular del núcleo es semientero (1/2, 3/2, etc). En este caso, es absolutamente imposible que este atomo se desintegre en fotones, ya que cualquier sistema de fotones tiene momento angular entero (0, 1, 2, etc), y el momento angular debe conservarse siempre.

Saludos

[Alriga]

Re: Partir átomos

... si se consiguiese hacer el cambio de átomo a fotón y viceversa, seria muy útil para el transporte ...

Tu idea de descomponer un objeto material en fotones, enviar los fotones a otro sitio a la velocidad de la luz y allí recomponer el objeto original, pertenece por ahora al mundo de la Ciencia Ficción

Como según veo en tu perfil eres muy joven, (solo 13 años), seguramente no conocerás una de las series de televisión más famosas del siglo pasado, Star Trek

En esa serie disponían del Teletransportador, con el que podía transportar objetos y personas siguiendo tu idea, pero de momento, eso es solo Ciencia Ficción, pues como hemos intentado explicarte aquí, las dificultades son enormes.

Y para que en el futuro entiendas y domines perfectamente todas esas dificultades, te animamos a que sigas interesándote por la Física y la Ciencia en general, saludos y estudia mucho

[carroza]

Re: Partir átomos

Hola.

Si te lo planteas, para transportar algo no es necesario "aniquilar" sus átomos, convertirlos en luz, y luego "reconstruir" los átomos.

Bastaría conocer completamente el estado cuántico, de todos los átomos del sistema que quieres enviar (por ejemplo, el Capitan Kirk o el señor Spock), enviar esa información en forma de unos y ceros, usando luz, internet, o el canal que nos resulte más util, y reconstruir el estado cuántico, usando los átomos que estén en el sitio de destino. Al fin y al cabo, dos átomos de carbono-12, en su estado fundamental, son absolutamente idénticos.

Esta idea es la base de una aplicación científica real, llamada "teleportación cuántica" https://es.wikipedia.org/wiki/Telepo..._cu%C3%A1ntica .
Obviamente, no se consigue enviar la ingente cantidad de información que está en todos los átomos del Capitan Kirk, pero sí algunos estados entrelazados no triviales de un par de átomos.

Un saludo

[Jaime Rudas]

Re: Partir átomos

Hola.

Si te lo planteas, para transportar algo no es necesario "aniquilar" sus átomos, convertirlos en luz, y luego "reconstruir" los átomos.

Bastaría conocer completamente el estado cuántico, de todos los átomos del sistema que quieres enviar (por ejemplo, el Capitan Kirk o el señor Spock), enviar esa información en forma de unos y ceros, usando luz, internet, o el canal que nos resulte más util, y reconstruir el estado cuántico, usando los átomos que estén en el sitio de destino. Al fin y al cabo, dos átomos de carbono-12, en su estado fundamental, son absolutamente idénticos.

Esta idea es la base de una aplicación científica real, llamada "teleportación cuántica" https://es.wikipedia.org/wiki/Telepo..._cu%C3%A1ntica .
Obviamente, no se consigue enviar la ingente cantidad de información que está en todos los átomos del Capitan Kirk, pero sí algunos estados entrelazados no triviales de un par de átomos.

Un saludo

Opino que esta respuesta induce a error: en realidad, la teletransportación cuántica tiene muy poco que ver con el teletransportador de Kirk, o sea, no tiene relación con conocer el estado cuántico de un átomo, enviar la información y reconstruir el estado cuántico. En realidad, tiene más relación con la seguridad en la transmisión de la información (de cualquier tipo), que con transmitir información para duplicar objetos. El que se llame teletransportación quizás se deba a que, en el teletransportador de Kirk, el original se desvanece y permanece solo la copia, mientras que en la teletransportación cuántica, cuando se obtiene la información relevante para descifrar el mensaje, se destruye el original, con lo que siempre sabremos si el mensaje ha sido interceptado.

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