Materia exótica

Término de física para múltiples conceptos.

Se proponen varios tipos de materia exótica :

• Partículas y estados hipotéticos de la materia que aún no se han encontrado, pero cuyas propiedades estarían dentro del ámbito de la física convencional si se descubriera que existen.
• Varias partículas cuya existencia ha sido confirmada experimentalmente y que se conjetura que son hadrones exóticos y están dentro del Modelo Estándar .
• Estados de la materia que no se encuentran comúnmente, como los condensados ​​de Bose-Einstein , los condensados ​​fermiónicos , la materia nuclear , el líquido de espín cuántico , el líquido de red de cuerdas , el fluido supercrítico , el condensado de vidrio coloreado , el plasma de quarks y gluones , la materia de Rydberg , el polarón de Rydberg , la materia fotónica , el cristal de Wigner , ^[1] el superfluido y el cristal de tiempo , pero cuyas propiedades están enteramente dentro del ámbito de la física convencional.
• Formas de materia que son poco conocidas, como la materia oscura y la materia espejo .
• Materia ordinaria que, al ser sometida a alta presión , puede producir cambios dramáticos en sus propiedades físicas o químicas.
• Materia degenerada
• Átomos exóticos

Masa negativa

La masa negativa poseería algunas propiedades extrañas, como la aceleración en la dirección opuesta a la fuerza aplicada . A pesar de ser inconsistente con el comportamiento esperado de la materia "normal", la masa negativa es matemáticamente consistente y no introduce ninguna violación de la conservación del momento o la energía . Se utiliza en ciertas teorías especulativas, como en la construcción de agujeros de gusano artificiales y el impulso de Alcubierre . El representante real más cercano conocido de dicha materia exótica es la región de densidad de presión pseudo-negativa producida por el efecto Casimir .

Masa compleja

Una partícula hipotética con masa en reposo compleja siempre viajaría más rápido que la velocidad de la luz . Estas partículas se denominan taquiones . No se ha confirmado su existencia.

${\displaystyle E={\frac {m\cdot c^{2}}{\sqrt {1-{\frac {\left|\mathbf {v} \right|^{2}}{c^{2}}}}}}}$

Si la masa en reposo es compleja, esto implica que el denominador es complejo porque la energía total es observable y, por lo tanto, debe ser real . Por lo tanto, la cantidad bajo la raíz cuadrada debe ser negativa, lo que solo puede suceder si v es mayor que c . Como señalaron Gregory Benford et al., la relatividad especial implica que los taquiones, si existieran, podrían usarse para comunicarse hacia atrás en el tiempo ^[2] (ver antiteléfono taquiónico ). Debido a que el viaje en el tiempo se considera no físico, los físicos creen que los taquiones no existen o que son incapaces de interactuar con la materia normal. ${\displaystyle m}$

En la teoría cuántica de campos , la masa compleja induciría la condensación de taquiones .

Materiales a alta presión

A alta presión, materiales como el cloruro de sodio (NaCl) en presencia de un exceso de cloro o sodio se transformaron en compuestos "prohibidos" por la química clásica, como el Na
₃Cl y NaCl
₃Los cálculos mecánicos cuánticos predicen la posibilidad de otros compuestos, como el NaCl.
₇, N / A
₃Cl
₂y Na
₂Cl . Los materiales son termodinámicamente estables a altas presiones. Dichos compuestos pueden existir en entornos naturales que existen a alta presión, como las profundidades oceánicas o dentro de los núcleos planetarios . Los materiales tienen propiedades potencialmente útiles. Por ejemplo, Na
₃El Cl es un metal bidimensional, formado por capas de sodio puro y sal que pueden conducir la electricidad. Las capas de sal actúan como aislantes, mientras que las capas de sodio actúan como conductores. ^{[3] [4]}

Véase también

• Antimateria  – Material compuesto de antipartículas de las partículas correspondientes de la materia ordinaria.
• Energía oscura  : la energía que impulsa la expansión acelerada del universo
• Materia oscura  : concepto en cosmología
• Interacción gravitacional de la antimateria  – Teoría de la gravedad sobre la antimateria
• Materia espejo  : contraparte hipotética de la materia ordinaria
• Energía negativa  – Concepto en física
• Masa negativa  – Concepto en modelos físicos
• Materia QCD  – Fases hipotéticas de la materia
• Materia extraña  – Materia degenerada formada a partir de quarks extraños

Referencias

1. Tsui, Yen-Chen; He, Minhao; Hu, Yuwen; Lake, Ethan; Wang, Taige; Watanabe, Kenji; Taniguchi, Takashi; Zaletel, Michael P.; Yazdani, Ali (10 de abril de 2024). "Observación directa de un cristal de Wigner inducido por un campo magnético". Nature . 628 (8007): 287–292. arXiv : 2312.11632 . doi :10.1038/s41586-024-07212-7. ISSN  1476-4687.
2. GA Benford; DL Book; WA Newcomb (1970). "El antiteléfono taquiónico". Physical Review D . 2 (2): 263. Bibcode :1970PhRvD...2..263B. doi :10.1103/PhysRevD.2.263.
3. "Los científicos convierten la sal de mesa en compuestos prohibidos que violan las reglas de los libros de texto". Gizmag.com. 21 de enero de 2014. Archivado desde el original el 22 de enero de 2014. Consultado el 21 de enero de 2014 .
4. Zhang, W.; Oganov, AR; Goncharov, AF; Zhu, Q.; Boulfelfel, SE; Lyakhov, AO; Stavrou, E.; Somayazulu, M.; Prakapenka, VB; Konôpková, Z. (2013). "Estequiometrías estables inesperadas de cloruros de sodio". Ciencia . 342 (6165): 1502-1505. arXiv : 1310.7674 . Código Bib : 2013 Ciencia... 342.1502Z. doi : 10.1126/ciencia.1244989. PMID  24357316. S2CID  15298372.

Enlaces externos

• Materia exótica y energía negativa en YouTube
• El enigma de la antimateria en YouTube