jueves, 23 de julio de 2009

Antimateria de las bananas

Científicos y estudiantes de Estados Unidos, que trabajan en la investigación y experimentos con el Gran Colisionador de Hadrones contribuyen a un blog apoyado por la Fundación Nacional de la Ciencia y el Departamento de Energía, que ofrece artículos sobre la física de partículas y una visión de la vida de un físico. Esta semana -el 21 de julio-, Flip Tanedo, un estudiante graduado en la Universidad de Cornell, publicó una interesante entrada sobre el plátano y la antimateria. Esto es lo que posteó:

Positrones de las bananas

Hace poco estuve preparando una charla titulada "Física de los Ángeles y Demonios" (basada en la novela homónima del autor de El Código Da Vinci) para un grupo de profesores de física de escuela secundaria que se encontraban en Cornell para un taller de "Física Contemporánea para Profesores". Mientras investigaba las fuentes naturales de antimateria, he descubierto un curioso artículo acerca de un isótopo de potasio natural que, en una fracción de tiempo, se degrada a través de la emisión de positrones. La conclusión fue que:

"La banana promedio (rica en potasio) produce un positrón aproximadamente cada 75 minutos".

Ahora cada vez que usted encuentra algo como esto hay que recordar que no todo en Internet es cierto - ni siquiera en Wikipedia, pero esto lo he comprobado (por ejemplo, chequeando con la tabla de isótopos del Laboratorio Nacional de Berkeley Ernest Lawrence) y, de hecho, esto parece ser correcto!

El potasio-40 es un isótopo natural que es inestable y se desintegra, pero tiene una larga vida media, alrededor de mil millones de años. Hoy en día sólo una pequeña fracción (100 partes por millón) de los átomos de potasio son de potasio-40, pero los objetos que son densos en potasio - como las bananas- pueden tener decenas de microgramos de ese elemento. Si se hacen los números (como en el artículo original), resulta que los plátanos expulsan un positrón cada 75 minutos.

Estos positrones se aniquilan rápidamente con los electrones del ambiente, quizás en algunas otras interacciones y liberando algunos fotones de antemano. Estoy seguro de que los bloggers que trabajan aquí en la calorimetría LHC tendrán una mejor descripción de lo que ocurre con él! Los lectores avanzados pueden leer la sección "Pasaje de partículas a través de la materia" perteneciente al PDG, Particle Data Group.

El Potasio juega un papel necesario en nuestra biología, incluso al producir positrones de vez en cuando.

Fuente:

El artículo en Symmetry Breaking
Antimatter from Bananas
Del original posteado en su blog por Flip Tanedo:
Positrons from Bananas

Referencias en "Antimatter from Bananas" de Symmetry Breaking:

Discover magazine tuvo un interesante artículo sobre la exposición a la radiación de hace un par de años atrás. En ese artículo se afirma que:

Comer 600 bananas es equivalente a la exposición de una radiografía de tórax.

El artículo también enumera otras fuentes de radiación -radón, medicina, rayos cósmicos-. Según el artículo, el estadounidense promedio recibe una dosis de radiación más o menos equivalente a 36 radiografías al año.

Sugerencia:

Leer el artículo del CERN sobre los positrones que produce nuestro cuerpo:
Making antimatter

Créditos:

Imagen ilustrativa: Primera detección de positrones en la cámara de niebla por Carl Anderson en 1932. Physical Review vol. 43, p. 491 (1933).

Datos útiles:

Vida media: el tiempo de vida media o vida media de una muestra radiactiva es el tiempo que se requiere para que se desintegre la mitad de los núcleos de la muestra de un isótopo radiactivo.

Potasio: su número atómico es 19, por lo tanto posee 19 protones. El número de neutrones, según el isótopo, varía de 20 a 24.

Vida media de los isótopos del Potasio (Z=19)
Potasio-39: Estable
Potasio-40: 1.280.000.000 años
Potasio-41: Estable
Potasio-42: 12,36 horas
Potasio-43: 22,3 horas

¿Y donde está el potasio?:
Además de su presencia en los plátanos lo podemos encontrar en las hortalizas (brócoli, remolacha, berenjena y coliflor) y en las frutas de hueso, como aguacate, albaricoque, melocotón, cereza, ciruela.

4 comentarios:

  1. Este comentario ha sido eliminado por un administrador del blog.

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  2. Tengo una pregunta. Si la vida media de un potasio 40 es de 1.280.000.000 años, eso quiere decir que en una banana cada 75 minutos un isótopo de potasio 40 "culmina su vida"? O sea, los distintos isótopos de potasio 40 que se encuentran en la banana tienen "edades diferentes", y por eso cada 75 minutos uno de los miles de millones de isótopos de potasio 40 termina su vida antes que otro potasio 40. Se entiende mi pregunta?

    Gracias de antemano.

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    Respuestas
    1. En realidad es un error decir "los distintos isótopos de potasio 40" en plural, porque el potasio 40 es precisamente un isótopo y como tal es único (después de emitir el positrón pasa a ser un isótopo del Argón). Lo correcto en todo caso es decir isótopos del potasio, que son numerosos, van del 32 al 56, (de paso es bueno recordar que todos loa elementos son isótopos, salvo que al de mayor abundancia en la naturaleza se lo llama simplemente por el nombre del elemento sin especificar la cantidad de nucleones), Entonces siguiendo con la aclaración, el único isótopo del que se trata acá en la banana, que decae a través de la emisión de un positrón, es el Potasio 40. En este isótopo, que es uno de los tantos del potasio se produce algo no habitual: los tres procesos: emisión de positrones (desintegración "Beta Más"), emisión de electrones (desintegración "Beta Menos") y Captura electrónica.
      Mucha más información puede ser consultada acá:

      Los plátanos, el potasio-40 y mucha demagogia.
      http://elmetrodegoma.blogspot.com.ar/2011/08/los-platanos-el-potasio-40-y-mucha.html

      Isotopes of potassium
      https://en.wikipedia.org/wiki/Isotopes_of_potassium

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    2. En realidad es un error decir "los distintos isótopos de potasio 40" en plural, porque el potasio 40 es precisamente un isótopo y como tal es único (después de emitir el positrón pasa a ser un isótopo del Argón). Lo correcto en todo caso es decir isótopos del potasio, que son numerosos, van del 32 al 56, (de paso es bueno recordar que todos loa elementos son isótopos, salvo que al de mayor abundancia en la naturaleza se lo llama simplemente por el nombre del elemento sin especificar la cantidad de nucleones), Entonces siguiendo con la aclaración, el único isótopo del que se trata acá en la banana, que decae a través de la emisión de un positrón, es el Potasio 40. En este isótopo, que es uno de los tantos del potasio se produce algo no habitual: los tres procesos: emisión de positrones (desintegración "Beta Más"), emisión de electrones (desintegración "Beta Menos") y Captura electrónica.
      Mucha más información puede ser consultada acá:

      Los plátanos, el potasio-40 y mucha demagogia.
      http://elmetrodegoma.blogspot.com.ar/2011/08/los-platanos-el-potasio-40-y-mucha.html

      Isotopes of potassium
      https://en.wikipedia.org/wiki/Isotopes_of_potassium

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