POESIAS A .....
San Juan de la Cruz
COPLAS DEL MISMO
HECHAS SOBRE UN ÉXTASIS
DE ALTA CONTEMPLACIÓN
Entréme donde no supe,
y quedéme no sabiendo,
toda sciencia trascendiendo.
Yo no supe dónde entraba,
pero, cuando allí me vi,
sin saber dónde me estaba,
grandes cosas entendí;
no diré lo que sentí,
que me quedé no sabiendo,
toda sciencia trascendiendo.
De paz y de piedad
era la sciencia perfecta,
en profunda soledad,
entendida vía recta;
era cosa tan secreta,
que me quedé balbuciendo,
toda sciencia trascendiendo.
Estaba tan embebido,
tan absorto y ajenado,
que se quedó mi sentido
de todo sentir privado,
y el espíritu dotado
de un entender no entendiendo,
toda sciencia trascendiendo.
El que allí llega de vero,
de sí mismo desfallesce;
cuanto sabía primero
mucho bajo le paresce;
y su sciencia tanto cresce,
que se queda no sabiendo,
toda sciencia trascendiendo.
Cuanto más alto se sube,
tanto menos entendía,
que es la tenebrosa nube
que a la noche esclarecía;
por eso quien la sabía
queda siempre no sabiendo,
toda sciencia trascendiendo.
Este saber no sabiendo
es de tan alto poder,
que los sabios arguyendo
jamás le pueden vencer;
que no llega su saber
a no entender entendiendo,
toda sciencia trascendiendo.
Y es de tan alta excelencia
aqueste sumo saber,
que no hay facultad ni sciencia
que le puedan emprender;
quien se supiere vencer
con un no saber sabiendo,
irá siempre trascendiendo.
Y si lo queréis oír,
consiste esta suma sciencia
en un subido sentir
de la divinal esencia;
es obra de su clemencia
hacer quedar no entendiendo,
toda sciencia trascendiendo.
http://particleadventure.org/spanish/index.html
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Juan Carlos Acuña (Chile)
AL UNIVERSO
iOh universo hermoso,
qué exuberante eres!
Tú tienes sol, agua, mares, estrellas,
tú tienes un canto y yo una poesía,
tú todo lo conoces y yo lo ignoro todo.
¿Por qué tú no me dices cómo te formaste?
¿Por qué tú no me dices cuál es mi destino?
Mas solo sé que en el día y la penumbra
tú caminas, corres y te escondes.
Déjame Ilamarte aquí desde mis libros
iel primer vagabundo que pisó este mundo
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William Carlos Williams
(Estados Unidos)
DISONANCIA
Una disonancia
en la valencia del uranio
llevó al descubrimiento
La disonancia
(por si os interesa)
conduce al descubrimiento
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Alberto Blanco (México)
TEORÍA CUÁNTICA
El calor irradiado -lo mismo por una fogata campestre
que por las explosiones atómicas al centro del sol-
no forma un flujo continuo:
se parece más al latir del corazón
que al pausado tránsito de un río,
porque la radiación procede por saltos cuánticos.
Tal vez nuestro conocimiento
proceda de la misma forma.
Que en el campo de la física
se haya asignado números enteros
a cada uno de estos saltos,
y que en las distintas tradiciones
existan rituales de iniciación para cada pasaje,
en nada altera el fenómeno fundamental.
Los círculos en el agua clara
se desplazan a partir de la piedra que cae
pero la profundidad del estanque permanece inalterada.
El corazón pulsa por saltos
pero la circulación de la sangre
es una sola y continua realidad.
En un tiempo se pensó que los electrones
eran como planetas girando alrededor de un núcleo
-un sol central- y que a su movimiento y a su velocidad
correspondía una órbita, naturalmente.
Sin embargo -para nuestra gran sorpresa-
la teoría cuántica propuso que los electrones
-a pesar de tener movimiento, velocidad, etc.-
¡no tienen órbita! ¿Cómo es esto posible?
Si observamos al microscopio electrónico
un átomo de hidrógeno (el más sencillo de todos
veremos que la luz misma del instrumento
provoca que su único electrón absorba energía,
se excite, y se salga de su órbita...
y esa otra órbita nunca la conoceremos.
La teoría cuántica nos propone
-a diferencia de la mecánica clásica-
que puede existir movimiento
sin trayectoria, sin recorrido y sin órbita.
Al menos, sin un camino conocido,
y -lo que es más importante-
sin un camino que se pueda conocer.
¿No es esto la poesía?
--------------
TEORÍA DE LA LUZ Alberto Blanco (México)
La paradoja de nuestro pensamiento consiste en que -al igual que la luz exhibe una doble naturaleza: Por un lado, es como un tren de ondas y, por el otro, como un río de partículas. Así, nuestro pensamiento contiene en sí mismo dos posibilidades paradójicas infinitas: Crecer hasta ocupar todo el espacio y llegar -como las ondas de un estanque- a cubrir la inmensidad de la mente; O reducirse hasta ocupar el espacio mínimo como un arduo foco reconcentrado en su naturaleza particular. La brillantez de esta micra imposible es 10 que vemos; La claridad de este inmenso espacio vacío es donde vemos; Pero la verdadera paradoja somos nosotros: los que vemos
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Ernesto Cardenal (Nicaragua)
EL BIG BANG (Ernesto Cardenal)
En el principio no había nada
ni espacio
ni tiempo
El Universo entero concentrado
en el espacio del núcleo de un átomo,
y antes aun menos, mucho menor que un protón,
y aun menos todavía, un infinitamente denso punto matemático.
Y fue el Big Bang.
La Gran Explosión.
El universo sometido a relaciones de incertidumbre,
su radio de curvatura indeterminado,
su geometría imprecisa
con el principio de incertidumbre de la Mecánica Cuántica,
geometría esférica en su conjunto pero no en su detalle,
como cualquier patata o papa indecisamente redonda,
imprecisa y cambiando además constantemente de imprecisión
todo en una loca agitación,
era la era cuántica del universo,
período en el que nada era seguro:
aun las "constantes" de la naturaleza fluctuantes indeterminadas,
esto es
verdaderas conjeturas del dominio de lo posible.
Protones, neutrones y electrones eran
completamente banales.
Estaba justificado decir que en el principio
la materia se encontraba completamente desintegrada.
Todo oscuro en el cosmos,
Buscando,
(según el misterioso canto de la Polinesia)
ansiosamente buscando en las tinieblas,
buscando
allí en la costa que divide la noche del día,
buscando en la noche,
la noche concibió la semilla de la noche,
el corazón de la noche existía allí desde siempre
aun en las tinieblas,
crece en las tinieblas
la pulpa palpitante de la vida,
de las sombras sale aun el más tenue rayo de luz,
el poder procreador,
el primer éxtasis conocido de la vida,
con el gozo de pasar del silencio al sonido,
y así la progenie del Gran Expandidor
llenó la expansión de los cielos,
el coro de la vida se alzó y brotó en éxtasis
y después reposó en una delicia de calma.
(El poema llegado a Nueva Zelanda de la Polinesia).
Todo era oscuro en el cosmos,
El espacio lleno de electrones
que no dejaban pasar la luz.
Hasta que los electrones se unieron con los protones
y el espacio se volvió transparente
y corrió la luz.
Y el universo se inició
como en el oratorio de Haydn.
Antes de la gran explosión
no había ni siquiera espacio vacío,
pues espacio y tiempo, y materia y energía, salieron de la explosión,
ni había ningún "afuera" adonde el universo explotara
pues el universo lo contenía todo, aun todo espacio vacío.
Antes del comienzo sólo Awonawilona existía,
nadie más con él en el vasto espacio del tiempo
sino la negra oscuridad por dondequiera
y la desolación vacía dondequiera
en el espacio del tiempo.
Y sacó su pensamiento afuera en el espacio...
No existía nada, ni existía la nada.
Entre día y noche no había límite.
Todo al principio estaba velado...
O como lo cuentan en las Islas Gilbert:
Na Arean sentado en el espacio
como una nube flotando sobre la nada...
La expansión del universo es
las velocidades provenientes de la gran explosión.
Y un difuso trasfondo de estática de radio
ha quedado flotando,
un vago rumor de radio disperso en el universo
como un eco lejano del Big Bang,
no obstante el "efecto dialéctrico"
de unas cagadas de palomas en la antena
(una pareja de palomas)
esa estática
es la más antigua señal captada por los astrónomos
(antes de la luz de las galaxias más distantes).
---------------------------
LO SIMPLE QUE ES DIFÍCIL DE INVENTAR Hans Magnus Enzensberger
¿Nada tengo en contra del microprocesador,
pero cómo estaríamos sin agua?
¿Qué es una sonda de Júpiter
comparada con el cerebro de una mosca?
¡Cómo se esfuerzan
esos ratones de laboratorio con la clonación!
Mucho mejor es follar.
¡Y el diente de león sobre todo,
cómo se lo monta: graciosa
elegancia insuperable!
Nunca en la vida,
queridos premios Nobel,
reconocedlo,
habríais inventado nada así.
----------------------------------
EL MUSEO UNIVERSAL (Manuel de la Revilla)
EL PROGRESO
Avanza velocísima la audaz locomotora,
Cruzando la llanura en alas del vapor,
Rompiendo la montaña con furia destructora,
La selva atravesando con ruido atronador.
¡Avanza, y a su paso las fieras se estremecen,
Los bosques se separan, y se retira el mar:
A su mandato altivo los montes obedecen,
Que obstáculos no puede su carrera hallar!
¡Miradla, es del Progreso la máquina divina,
Que arrastra en sus wagone's la libre humanidad,
Que siempre adelantando, sin descansar camina
A su estación postrera, la hermosa Libertad!
La prensa es su caldera, que vívida enrojece
La llama esplendorosa de la inmortal Razón.
Bajo su férrea planta el mundo se estremece,
Guttemberg y Washington sus maquinistas son.
¡Avanza, libertando los pueblos oprimidos,
Avanza, derramando virtud e ilustración,
Dejando los tiranos burlados y vencidos,
Pisando la ignorante brutal superstición!
¡Avanza, atravesando los túneles sombríos
Que logra el fanatismo en su camino alzar;
Los pasa y los destruye, y en sus escombros fríos
A aquellos que los alzan consigue sepultar!
Avanza, y a su paso el campo de batalla
Se trueca en fértil tierra de paz y bendición;
¡Igual al amo fiero el triste esclavo se halla,
Y todos son felices, y todos libres son!
¡Ay, triste del que, necio, la rápida carrera
Osara de esa máquina divina contener!
¡Ay de él! ¡Su rueda fúlgida a polvo redujera
Al que el convoy sagrado quisiera detener!
¡Avanza, avanza rápida, veloz locomotora,
Avanza presurosa, avanza sin temor,
Te anima del Progreso la idea salvadora,
La libertad te espera, te impulsa el Creador!
---------------------------------------------------------
"Decoherencias Cuánticas , Tango"
“Decoherencias Cuánticas , Tango”
(tango)
A veces , yo sueño que te abrazo,
pero luego desapareces.
Dejando el espacio saturado de luces,
que revolotean alrededor de mi cabeza.
Siempre soy el despistao’,
Y no se cual “Bondi” tomar…
A veces pienso que te tengo,
y te me acabas de escapar.
Cuando abro la puerta de mi inocencia,
te diluyes como usuales “Decoherencias cuánticas”.
Tu “decoherencia” es rumbosa,
como chispas que se vuelan.
Nunca conocí una mujer tan insólita,
tan difícil de comprenderla…
Otorgame una lógica distinta,
permitime hacer la cuenta.
La cuenta de nuestra providencia,
tan poblada de dudas.
Levanto una pirámide perfecta…
Y mis ladrillos …mutan.
Son partículas inquietas,
que albergan tu abstracta belleza .
Las razones son las que rezan,
para no volverse banales.
En el fondo de tus ojos verdes,
hay un signo de interrogación.
Del que , de vez en cuando yo…
Lo interpelo con ofrendas.
Vos sos hermética como la “física cuántica”
que crea realidades como figuritas.
Cuando estoy frente a Ti…
Te imagino dentro de una pantalla.
Teniendo el temor de apretar la tecla equivocada,
y desaparezcas como’n fantasma…
Al tiempo , seguro que apareces desde la nada,
en el momento menos insospechado.
Como un lúdico “comodín” inesperado,
que hace explotar una mesa.
Camino con los ojos cerrados en las veredas,
Y mi certeza me va haciendo sus propias “gambetas”…
Daniel H Guasti
-------------------------------------------------------------------------------Gregorio Morales (España)
SUPERCUERDAS
Las supercuerdas tocan su violín
que desgrana notas
a las que llaman partículas
y con ellas componen
las turbadoras sinfonías
de la piedra,
del árbol,
del mar,
del río,
y la sinfonía del hombre y de la mujer
que escuchan.
Ondulaciones
solo hay ondulaciones, nada más:
ondulaciones que se miranondulaciones que se atraen
ondulaciones que se besan
ondulaciones que se cruzan
ondulaciones que se dejan…
Onda somos y en onda nos convertiremos…
VIBRACIÓN
Todo vibra, todo
tú también.
Y yo también
cuando te abrazo
Vibro…
Universo sinfónico.
El Universo
es una sinfonía acompasada y melodiosa
(tal vez la más hermosa)
y nosotros, que somos pura vibración
somos los acordes que afinan la canción
eterna e infinita
del poema universal...
es una sinfonía acompasada y melodiosa
(tal vez la más hermosa)
y nosotros, que somos pura vibración
somos los acordes que afinan la canción
eterna e infinita
del poema universal...
Asociaciones inverosímiles:
tácitas, intangibles, paradójicas
y FÁCTICAS,
inundan mi mente demente…
Tu luz es corpuscular
cuando hiere mis miradas
tu luz es ondulatoria
cuando acaricia mis pupilas.
Y mi luz…
Mi luz es la SOMBRA de tu luz,
es recuerdo de tu recuerdo,
es desenlace inédito e inaudito,
inefable e inusitado.
Palpo y toco;
toco y palpo
la hosca memoria
de tu prístino beso
aquí, bajo la lúgubre soledad
de una pálida bombilla.
Y mi luz se opaca
se ofusca y se obnubila
ante la majestuosidad
de tu AUSENCIA.
Poesía Cuántica (Deseo Incumplido)
Si la pelota atravesara el muro
y si mi abuelo pudiera ser mi hijo
y si en la caja el gato vivo muerto
maullara al viento, con brisas de silencio.
Las gravedades etéreas como el aire
serían palomas alzando su alto vuelo
y los gluones serían amantes tiernos
paseando en góndola por todo el firmamento.
E incluso el tiempo sería galante siervo;
amable amigo portando sus bonanzas.
Si en mis bolsillos guardara yo centellas
y en mis armarios galaxias entre cuerdas,
sería la magia blasón de una bandera
y todo triunfo vendría a ser de acera.
Los muchachitos jugando con sus metras
serían los dioses del Cielo aquí en La Tierra.
Y las lombrices que nutren el subsuelo
serían obreras de fábricas de telas.
Con el zumbido de avispas y avispones
me haría un tejido de grandes dimensiones;
y llenaría con tantas emociones
todito el orbe sangrado de ilusiones.
Si la pelota rompiera la barrera
de las paredes que esconden gas y esfera
sería posible descomponer la abeja
y hacer del néctar el sueño de otra era.
Poesía Cuántica (Quisiera navegar entre dos astros)
Quisiera navegar entre dos astrosextremado, atemporal y relativo
bañado por la lluvia de neutrinos
brotado de energías punto cero.
Quisiera un horizonte de sucesos
guardado en la gaveta entre mis libros
Quisiera formatear plácidamente
aquello que a momentos me incomoda
y luego resetear serenamente
mi vida, sus errores y su escoria.
...
Poesía cuántica, (el espejo)
Reniego de la vida tal como me la muestran
yo quiero ser inercia, cual luz sin firmamento
cual onda sin partícula atada a un gravitón
y quiero ser taquión
sin masa que me frene
y quiero ser fotón
que alumbra el pensamiento.
..
Amor químico
Entre enlaces iónicos;
tan débiles como un concubinato,
y enlaces covalentes;
tan fuertes como un matrimonio,
van forjándose las moléculas
como si fueran familias
de un vecindario microscópico...
Y todavía hay quién cree
que el amor no existe.
tan débiles como un concubinato,
y enlaces covalentes;
tan fuertes como un matrimonio,
van forjándose las moléculas
como si fueran familias
de un vecindario microscópico...
Y todavía hay quién cree
que el amor no existe.
Tu recuerdo
Dentro,
muy dentro de la piel,
más allá de los órganos
más allá de las células,
donde los fotones
del alma se aglutinan
forjando mi entendimiento:
¡allí conservo tu recuerdo!
muy dentro de la piel,
más allá de los órganos
más allá de las células,
donde los fotones
del alma se aglutinan
forjando mi entendimiento:
¡allí conservo tu recuerdo!
Universo a modo de fuente o de caldera.
¿Expansión indefinida?No me cabe en la cabeza
que el fantástico Universo
se transforme finalmente
en un infinito basurero
de enanas blancas y agujeros negros.
Prefiero creer en el Big-Crunch
y pensar que éste cósmico paraje
es la eterna caldera
que nutre de energía
infinitos multiversos
adyacentes, tangenciales
paralelos o perpendiculares.
¡Vamos materia oscura!
¡Delata tu existencia!
Demuestra la abundancia de neutrinos
que trajea el gravitatorio Cielo
como polen de flores plasmáticas
que ionizan nebulosas y galaxias.
¡Muestra ya la altiva densidad de tu presencia!
Así sabremos con certeza
que a la máxima expansión
seguirá una contracción
necesaria e inevitable;
preludio de un Big-Crunch
que asegura otro principio
de un universo cíclico y eterno
a modo de fuente…
Universos de Universos
Hay Universos de Universos,
adyacentes, perpendiculares,
paralelos, tangenciales
y tal vez colaterales
todos ellos dentro de otros universos
a su vez inmersos
en algún mágico multiverso
Los neutrinos ya son tantos
y tan densos y tan probos
que contraen a las galaxias
preludiando el desenlace
de una inmensa implosión:
Un Big-Crunch inevitable.
Los cuásares y pulsares;
tan lejanos y distantes,
son ajenos totalmente
a este Cielo que habitamos;
y es su luz la que delata
que otros Cosmos les cobijan.
Y es el hombre el que comenta
las incógnitas perpetuas:
¿Cuántos son los subconjuntos
de este Dios omnipresente
que un buen día nos creó?
¿Cuántos son los universos?
Esos cósmicos lugares
de que habla bellamente
el magnánimo soberano
del Reino de los Cielos:
Cuántos son…
adyacentes, perpendiculares,
paralelos, tangenciales
y tal vez colaterales
todos ellos dentro de otros universos
a su vez inmersos
en algún mágico multiverso
Los neutrinos ya son tantos
y tan densos y tan probos
que contraen a las galaxias
preludiando el desenlace
de una inmensa implosión:
Un Big-Crunch inevitable.
Los cuásares y pulsares;
tan lejanos y distantes,
son ajenos totalmente
a este Cielo que habitamos;
y es su luz la que delata
que otros Cosmos les cobijan.
Y es el hombre el que comenta
las incógnitas perpetuas:
¿Cuántos son los subconjuntos
de este Dios omnipresente
que un buen día nos creó?
¿Cuántos son los universos?
Esos cósmicos lugares
de que habla bellamente
el magnánimo soberano
del Reino de los Cielos:
Cuántos son…
Relatividad
Todo efecto es causa de su causa;toda causa es efecto de su efecto.
Si la relatividad
es verdad,
la bala pudiera salir del ánima
antes de que el pistolero
jale el gatillo.
Es posible morir antes de nacer,
rejuvenecer,
volver a ser bebé
al menos en teoría;
y las heridas que palpitan en mi alma
podrían ser cicatrices de traumas
del futuro.
Si me situara en el horizonte de sucesos;
si abarco singularidades con mi espíritu,
¿podré cambiar mi pasado desde el presente?
¡Yo sé que se puede!
lo que no sé
es cómo hacerlo.
Hawking, amigo desconocido;
desde tu silla de ruedas,
a través de tus libros
me dices que nada sucede ni acontece
hasta que la luz le da alcance:
¿No es entonces más segura la tiniebla?
¿No es acaso más amable la oscuridad?
Expectativas cuánticas
Infinidad fractal destituida por el orden,
en el vacío irrepetible de las mentes cósmicas,
vienes hasta mí
trajeada de universos,
galaxias y constelaciones
como burbuja sideral
cubierta de teflón y papel celofán.
en el vacío irrepetible de las mentes cósmicas,
vienes hasta mí
trajeada de universos,
galaxias y constelaciones
como burbuja sideral
cubierta de teflón y papel celofán.
Maniatadas quedaron las hipótesis irrelevantes
de calidoscópicos instantes
efímeros y eternos
en un espacio-tiempo
dubitativo e incierto.
de calidoscópicos instantes
efímeros y eternos
en un espacio-tiempo
dubitativo e incierto.
Me pregunto qué tiene que decir
el gato de Schrödinger
acerca del observador y sus expectativas.
¿En verdad temor y fe
son las dos caras de la misma moneda?
el gato de Schrödinger
acerca del observador y sus expectativas.
¿En verdad temor y fe
son las dos caras de la misma moneda?
Creamos realidades
ignorantes de nuestro poder
como reyes Midas
regodeados con sus logros...
ignorantes de nuestro poder
como reyes Midas
regodeados con sus logros...
¿Serán culpa nuestra los deslaves y aluviones?
¿Seremos nosotros los causantes de huracanes y tornados?
¿Seremos nosotros los causantes de huracanes y tornados?
El sentido común dice que no
pero la cuántica dice que sí...
pero la cuántica dice que sí...
Orgasmo sideral y microscópico.
Verteré sobre nanosegundos
el silencio indecoroso
del átomo omniubícuo
girando alrededor de su electrón.
Estrenaré las micras y los micrones
y los rendiré en amor perpetuo
al clamor; de tus moléculas más elementales,
por fundirse con las mías.
Y seremos generación espontánea
de nuevos universos improvisados
en el horno de un orgasmo
múltiple e impoluto.
¡Nuestro orgasmo sideral
y microscópico!
el silencio indecoroso
del átomo omniubícuo
girando alrededor de su electrón.
Estrenaré las micras y los micrones
y los rendiré en amor perpetuo
al clamor; de tus moléculas más elementales,
por fundirse con las mías.
Y seremos generación espontánea
de nuevos universos improvisados
en el horno de un orgasmo
múltiple e impoluto.
¡Nuestro orgasmo sideral
y microscópico!
Felipe Antonio Santorelli (http://poemascientficos.blogspot.com/)
lllllllllllllllllllllllllllllllllllllllllllllllllllllllllllllllllllllllllllllllll
EL TÚNEL
Lo dicen los maestros de energía:
hay traviesas partículas capaces
de atravesar una barrera sólida,
¡la fuerza se disgrega como el agua!
Los científicos clásicos lo niegan.
Los presentes predican lo increíble
y lo bautizan el Efecto Túnel.
El impulso del alma
no quiere respetar al señor Newton,
se postula invadiendo las fronteras.
Artesana, en el tránsito
urgente de tocarte
apoyaré este peso luminoso
y moveré mi asombro al otro lado
de la barrera tensa de tu piel,
en el punto pensante
que alumbra tras la boca de los túneles.
Andrés Neuman (España)
Lo dicen los maestros de energía:
hay traviesas partículas capaces
de atravesar una barrera sólida,
¡la fuerza se disgrega como el agua!
Los científicos clásicos lo niegan.
Los presentes predican lo increíble
y lo bautizan el Efecto Túnel.
El impulso del alma
no quiere respetar al señor Newton,
se postula invadiendo las fronteras.
Artesana, en el tránsito
urgente de tocarte
apoyaré este peso luminoso
y moveré mi asombro al otro lado
de la barrera tensa de tu piel,
en el punto pensante
que alumbra tras la boca de los túneles.
Andrés Neuman (España)
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Arthur J. Stewart
(Estados Unidos)
TEORÍA DE SUPERCUERDAS
Restos de convulsos
argumentos de diez dimensiones
con tres expuestos, y los siete restantes
Envueltos sobre si mismos
Con el tamaño no más grande
Que diez a menos treinta y tres
requieren veinte millones más
De la energía que puede producir
cualquiera de aquellas partículas que chocan
Sólo para ver
Si las fuerzas están amarradas en el núcleo
o pueden unirse
Relajo las suposiciones un poco
De pronto, todo tiene sentido
La débil fuerza
Se une con la gravedad
Las flores se abren
Los profesores danzan
Restos de convulsos
argumentos de diez dimensiones
con tres expuestos, y los siete restantes
Envueltos sobre si mismos
Con el tamaño no más grande
Que diez a menos treinta y tres
requieren veinte millones más
De la energía que puede producir
cualquiera de aquellas partículas que chocan
Sólo para ver
Si las fuerzas están amarradas en el núcleo
o pueden unirse
Relajo las suposiciones un poco
De pronto, todo tiene sentido
La débil fuerza
Se une con la gravedad
Las flores se abren
Los profesores danzan
(Estados Unidos)
TEORÍA DE SUPERCUERDAS
Restos de convulsos
argumentos de diez dimensiones
con tres expuestos, y los siete restantes
Envueltos sobre si mismos
Con el tamaño no más grande
Que diez a menos treinta y tres
requieren veinte millones más
De la energía que puede producir
cualquiera de aquellas partículas que chocan
Sólo para ver
Si las fuerzas están amarradas en el núcleo
o pueden unirse
Relajo las suposiciones un poco
De pronto, todo tiene sentido
La débil fuerza
Se une con la gravedad
Las flores se abren
Los profesores danzan
Restos de convulsos
argumentos de diez dimensiones
con tres expuestos, y los siete restantes
Envueltos sobre si mismos
Con el tamaño no más grande
Que diez a menos treinta y tres
requieren veinte millones más
De la energía que puede producir
cualquiera de aquellas partículas que chocan
Sólo para ver
Si las fuerzas están amarradas en el núcleo
o pueden unirse
Relajo las suposiciones un poco
De pronto, todo tiene sentido
La débil fuerza
Se une con la gravedad
Las flores se abren
Los profesores danzan
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Arthur J. Stewart
(Estados Unidos)
PROGRESO TECNOLÓGICO
Les digo a mis hijos, tienen que aprender
A insinuarse al mundo
Tienen que saber trabajar
Sobre y acerca de él.
La molecularidad del ser, tienen que conocer
Cómo empujar con cuidado
Puñados de si mismos, en los píxeles,
Campos de energía, curvas gaussianas, el salto.
Funciones de la vida,
tienen que entender sin lugar a dudas
El tonto baile de los neutrones y electrones
y aprender a navegar
Avances en nuevos materiales: láseres azules
Ondas bifásicas, de estado sólido, de forma de épsilon
Computación cuántica, fabricación a escala nano
La predisposición de la densidad
Oh sí, maravillosas cosas
Más allá de mi comprensión,
es hora para que su padre caiga
Detrás de la curva. Y no olviden
Amad.
(Estados Unidos)
PROGRESO TECNOLÓGICO
Les digo a mis hijos, tienen que aprender
A insinuarse al mundo
Tienen que saber trabajar
Sobre y acerca de él.
La molecularidad del ser, tienen que conocer
Cómo empujar con cuidado
Puñados de si mismos, en los píxeles,
Campos de energía, curvas gaussianas, el salto.
Funciones de la vida,
tienen que entender sin lugar a dudas
El tonto baile de los neutrones y electrones
y aprender a navegar
Avances en nuevos materiales: láseres azules
Ondas bifásicas, de estado sólido, de forma de épsilon
Computación cuántica, fabricación a escala nano
La predisposición de la densidad
Oh sí, maravillosas cosas
Más allá de mi comprensión,
es hora para que su padre caiga
Detrás de la curva. Y no olviden
Amad.
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IIIIIIIIIIIIIIII
EL MODELO ESTANDARD DE PARTICULAS Y FUERZAS
¿DE QUE ESTA HECHO EL MUNDO?
¿De qué están hechas las cosas que nos rodean?
¿cuáles son los constituyentes básicos de los objetos de la naturaleza?
La humanidad se ha hecho estas preguntas desde tiempos inmemoriales.
¿De qué están hechas las cosas que nos rodean?
¿cuáles son los constituyentes básicos de los objetos de la naturaleza?
La humanidad se ha hecho estas preguntas desde tiempos inmemoriales.
PARÁBOLA DEL TRIÁNGULO
Había una vez
dos ángulos inferiores
que planeaban eliminar
al ángulo superior
Olvidaron sin embargo
un principio elemental
Ningún triángulo puede existir
con dos ángulos
Perpetrado el crimen
y como era de esperar
el triángulo completo
desapareció del mapa
Y con él los victimarios
En el diseño del universo
nadie está libre de cavarse
su propia tumba
Óscar Hahn (Chile)
ESCRITO CON TIZA
Uno le dice a Cero que la nada existe
Cero replica que uno tampoco existe
porque el amor nos da la misma naturaleza
Cero mas Unos somos Dos le dice
y se van por el pizarrón tomados de la mano
Dos se besan debajo de los pupitres
Dos son Uno cerca del borrador agazapado
y Uno es Cero mi vida
Detrás de todo gran amor la nada acecha.
Óscar Hahn (Chile)
El título es ya significativo
de este modo contradictorio de percibir las posibilidades de
representación de la realidad: "Escrito con tiza", porque lo
que se escribe con tiza puede ser fácilmente borrado, casi
siempre sin dejar huella. El poema establece una dualidad que no
llega a resolverse sino de modo transitorio. Los personajes
textuales (Uno y Cero) se enfrentan en un diálogo articulado
como proposiciones lógicas sobre la existencia y la nada. Uno
(es decir, quien se cree portador de la unidad) le dice a
Cero (expresión matemática de la nada) que la nada existe;
Cero replica que Uno tampoco existe porque el amor otorga a
ambos participantes del acto amoroso una idéntica naturaleza.
De más está decir que Uno y Cero representan a la pareja,
unidos por una misma naturaleza transitoria, pero además Uno y
Cero pueden ser leídos como metáforas sexuales: Uno (es
decir 1) es la dimensión masculina, el falo, mientras Cero
(es decir 0) es la femenina. Se enfrentan así linealidad y
circularidad en un juego dual que no llega jamás a resolverse:
"Cero más Uno somos Dos", y aunque se vayan por el pizarrón
tomados de la mano, y aunque se besen debajo del pupitre, y
aunque transitoriamente se vuelvan Uno ("Dos son uno"), esta
momentánea unidad se establece "cerca del borrador
agazapado". El borrador, símbolo de la nada, acecha para
destruir esa precaria unidad, por eso "Uno es Cero" también.
¿QUE HACE QUE TODO ESTE JUNTO?
¿Por qué muchas cosas de este mundo tienen las mismas características?
Desde muy antiguo, se ha considerado que el mundo estaba construido con bloques fundamentales, objetos materiales simples con los que se pueden crear estructuras.
Los cuatro elementos
Fuego, Tierra, Aire y Agua.
- Representan en la filosofía, ciencia y medicina griega la comprensión del cosmos donde convive todo lo existente.
- Datan de los tiempos presocráticos y perduraron a través de la Edad Media hasta el Renacimiento, influenciando profundamente la cultura y el pensamiento europeo.
- Son los Cuatro Elementos en el budismo temprano
- Los indios y los japoneses también tenían esos mismos cuatro elementos, más un quinto elemento invisible, el éter.
iiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiii
LOS CUATRO ELEMENTOS
Los hombres -pobres hombres-
Mantienen convivencia necesaria
Con ese alrededor que los sostiene:
La tierra más el agua, fuego y aire.
Esa nutricia tierra
Que a todo sin cesar le da su hondura.
El agua de los mares, de los ríos,
De creaciones líquidas.
Los fuegos y sus llamas nos alumbran,
Caldean y destruyen.
Oh luz con sus penumbras y sus sombras
De una puntualidad bien dirigida.
En una relación siempre inmediata,
El aire: brisa, viento, vendaval.
Brisa, deleite, viento acosador
Y ya enemigo.
Ahí está la natura prodigiosa,
Algo como una madre, como un padre.
Sin ellos no hay presente ni futuro.
¿Y arriba a gran altura el primer Móvil?
Jorge Guillén (España)
Los hombres -pobres hombres-
Mantienen convivencia necesaria
Con ese alrededor que los sostiene:
La tierra más el agua, fuego y aire.
Esa nutricia tierra
Que a todo sin cesar le da su hondura.
El agua de los mares, de los ríos,
De creaciones líquidas.
Los fuegos y sus llamas nos alumbran,
Caldean y destruyen.
Oh luz con sus penumbras y sus sombras
De una puntualidad bien dirigida.
En una relación siempre inmediata,
El aire: brisa, viento, vendaval.
Brisa, deleite, viento acosador
Y ya enemigo.
Ahí está la natura prodigiosa,
Algo como una madre, como un padre.
Sin ellos no hay presente ni futuro.
¿Y arriba a gran altura el primer Móvil?
Jorge Guillén (España)
Los orígenes de la palabra elemento son inciertos. Algunos
autores sostienen que es probable que la palabra en español se base en la
secuencia de las letras l, m y n del alfabeto latino (Asimov, I; La
Búsqueda de los Elementos, Ed. Plaza & Janés, México, 1987)
Ver Elemento (depalabra - textos sobre palabras)
Tales de Mileto (624-546
a.n.e.), proponía que todo el Universo es agua, que es el origen de todas
las cosas;
Anaxímenes de Mileto (588-524 a.n.e.) que sugería que todo es aire
Heráclito de Efeso (~540-~480
a.n.e.), creador de la dialéctica, quien sostenía que todo cambia, todo es
fuego, elemento creador y destructor.
Empédocles de Acragas - hoy Agrigento, Sicilia - (~490-430
a.n.e.) creó el que quizá sea el sistema de elementos antiguo más conocido.
Postulaba que las sustancias de la naturaleza estaban constituidas por cuatro
elementos: agua, aire, tierra y fuego. Detrás de esta tesis se encuentra
implícita la asociación entre el elemento en sí y sus propiedades (donde
propiedad debe entenderse como una característica del elemento); es decir, el
agua no sólo se escoge por su abundancia, sino por su cualidad de ser líquida.
Este particular diagrama refleja la clasificación de Aristóteles.
En la antigüedad, los chinos proclamaron los cinco componentes básicos (Pinyin WU XING) del universo físico: tierra, madera, metal, fuego, y agua.En la India, en el Samkhya-karikas de Ishvarakrsna (c. siglo 3ro DC), los cinco elementos básicos eran: espacio, aire, fuego, agua, y tierra.
Elementos de la antigüedad (Wikipedia)
Muchas doctrinas antiguas usaban un grupo de elementos para explicar los patrones en la naturaleza. En este contexto, la palabra elemento se refiere más al estado de la materia (o sea, sólido/tierra, líquido/agua, gas/aire, plasma/fuego) o a las fases de la materia (como en las cinco fases chinas), que a los elementos químicos de la ciencia moderna.Los cuatro elementos clásicos griegos (tierra, agua, fuego y aire) datan de los tiempos presocráticos y perduraron a través de la Edad Media hasta el Renacimiento, influenciando profundamente la cultura y el pensamiento europeo.
Los indios y los japoneses también tenían esos mismos cuatro elementos, más un quinto elemento invisible, el éter. Los estados de la materia, según la ciencia moderna y, en menor grado, también la tabla periódica de los elementos y el concepto de combustión (fuego) pueden ser considerados sucesores de aquellos modelos tempranos.
Por contraste, los chinos consideraban una serie de elementos ligeramente diferentes (que todavía se utilizan en la medicina china tradicional) llamados tierra, agua, fuego, metal y madera, los cuales eran entendidos como diferentes tipos de energía en un estado de constante interacción y flujo entre unos y otros, en oposición a la noción occidental que los relaciona con las diferentes manifestaciones de la materia.
Elementos en Grecia
Los elementos de la antigua Grecia fueron fuego, tierra, aire y agua. Estos representan en la filosofía, ciencia y medicina griega la comprensión del cosmos donde convive todo lo existente.
Tales de Mileto propuso como el principio o arché de todas las cosas el agua, después Anaxímenes considero el aire, Heráclito el fuego y Jenófanes la tierra.
Finalmente Empédocles los unifica en la teoría de las cuatro raíces (cerca del 450 a. C.), a las que Aristóteles más tarde llamó elementos.
Un diagrama común tiene dos cuadrados, donde el más pequeño se sobrepone. Las esquinas del más grande muestran los elementos, y las esquinas del menor representan las propiedades.
- La tierra es a la vez seca y fría.
- El agua es a la vez fría y húmeda.
- El aire es a la vez húmedo y caliente.
- El fuego es a la vez caliente y seco.
- la bilis amarilla (fuego),
- la bilis negra o melancolía (tierra),
- la flema o pituita (agua),
- la sangre (aire).
Los pitagóricos añadieron la idea del quinto elemento, e incluso utilizaban las letras iniciales de estos cinco elementos para nombrar los ángulos de su pentagrama.
Aristóteles añadió el quinto elemento como la quintaesencia, razonando que el fuego, la tierra, el agua y el aire eran terrenales y corruptibles, y ya que no había ocurrido nada así en terrenos celestiales, las estrellas no podían estar hechas de ninguno de estos elementos, sino de uno diferente, incambiable; una substancia celestial. La palabra éter fue revivida en el siglo XIX por físicos como un término para el medio invisible que llenaba el universo, el éter luminoso.
Algunos ocultistas asociaban los estados de la materia con elementos clásicos: sólido (Tierra), líquido (Agua), gaseoso (Aire), o plasma (Fuego). Por extensión, las más exóticas fases de la materia (como la condensación de Bose-Einstein) son algunas veces vistos como formas representativas del quinto elemento (éter).
En 1987, el compositor Robert Steadman escribió una sinfonía en la cual cada movimiento representaba las características de los elementos de la antigua Grecia: aire, agua, tierra y fuego.
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Los Cinco Elementos de la antigua China (Wu Xing)
Los cinco planetas mayores están asociados con el nombre de los elementos:
La Luna representa el yin y el Sol representa el yang. El yin, el yang y los cinco elementos son temas recurrentes en el I Ching, el más antiguo de los textos chinos, que describe la cosmología y la filosofía china.
La teoría de los Cinco Elementos (Chino: 五行; Pinyin: wǔxíng) es una forma de clasificar los fenómenos naturales, y sus interrelaciones, según la filosofía china tradicional. Una traducción más exacta sería cinco fases o cinco movimientos, para no perder el carácter dinámico y de transformación que tiene en chino. Esta teoría se aplica a campos tan dispares como la música, la medicina china tradicional, la estrategia militar, las artes marciales o el Feng Shui.1 2 3 4 5
Los cinco elementos son: madera (木, mù), fuego (火, huǒ), tierra (土, tǔ), metal (金, jīn) y agua (水, shǔi). La teoría describe los ciclos de generación (生, shēng) y de dominación (克, kè) entre ellos.
Según el ciclo de generación (también se escribe "cheng"):
- la madera nutre el fuego,
- el fuego forma tierra "dando lugar a cenizas",
- la tierra forma la base del metal,
- el metal contiene el agua (como en una tetera o un cubo).
- el agua hidrata la madera.
- la madera retiene la tierra,
- la tierra contiene el agua,
- el agua apaga el fuego,
- el fuego funde el metal,
- el metal corta la madera.
Los Cinco Elementos en el hinduismo
Los pancha maja-bhuta (‘cinco grandes-elementos’), del hinduismo son
- prituí o bhumi (tierra)
- ap o yala (agua)
- agní o teyas (fuego)
- vaiú o pávana (aire o viento)
- akashá (éter)
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Elementos durante la Edad Media
Durante los tiempos medievales, la idea de los elementos clásicos era conocida. Así como el dogma aristotélico relataba la creencia del mundo griego, la idea de los elementos clásicos de la Edad media fueron una larga parte del modo de vida medieval. La Iglesia católica apoyaba el concepto aristotélico del éter, porque sustentaba el concepto cristiano de la vida mundana como efímera y la celestial como eterna. Las referencias acerca de los elemento clásicos en la literatura medieval son numerosas, y pueden ser vistas en el trabajo de varios escritores, incluyendo a William Shakespeare:- Thou hast as chiding a nativity
- As fire, air, water, earth, and heaven can make,
- To herald thee from the womb
- Pericles, de la obra Pericles Prince of Tyre, de Shakespeare
- I have heard
- The cock, that is the trumpet to the morn,
- Doth with his lofty and shrill-sounding throat
- Awake the god of day, and at his warning,
- Whether in sea or fire, in earth or air,
- Th' extravagant and erring spirit hies
- To his confine.
- Horacio, de la obra Hamlet, Prince of Denmark, de Shakespeare
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EL POEMA MÁS BREVE…
De la lengua castellana (Blas de Otero):
POÉTICA
Escribo
……hablando
******
De Juan Ramón Jimenez:
EL POEMA I
¡No le toques ya más,
que así es la rosa!
******
De Federico García Lorca:
COMETA
En Sirio,
hay niños.
******
De la lengua inglesa:
LINES ON THE ANTIQUITY OF MICROBES
.
Adam
Had ‘em.
.
******
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EL POEMA MÁS BREVE…
De la lengua castellana (Blas de Otero):
POÉTICA
Escribo
……hablando
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De Juan Ramón Jimenez:
EL POEMA I
¡No le toques ya más,
que así es la rosa!
******
De Federico García Lorca:
COMETA
En Sirio,
hay niños.
******
De la lengua inglesa:
LINES ON THE ANTIQUITY OF MICROBES
.
Adam
Had ‘em.
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Leucipo de Mileto (siglo V a.n.e) y Demócrito de Abdera (~460-~370 a.n.e.), dieron una respuesta alternativa a la pregunta ¿de qué están hechas las sustancias? sin pasar por el concepto de elemento.
Sostenían, contra la opinión de Aristóteles, que la materia era discontinua, es decir, que la materia tiene un límite de división, que es inimaginable la idea de que un trozo de materia pueda ser subdividido infinitamente.
Demócrito propuso que se llegaría a un punto en que un pedazo suficientemente pequeño de materia ya no podría romperse en trozos más pequeños. A estos trozos que no podían dividirse les llamó átomos, de la raíz griega (alfa, correspondiente a la a latina) que es un prefijo negativo y (tomé) que significa cortar, por lo tanto átomo es lo que no se puede cortar, lo indivisible.
Demócrito propuso que se llegaría a un punto en que un pedazo suficientemente pequeño de materia ya no podría romperse en trozos más pequeños. A estos trozos que no podían dividirse les llamó átomos, de la raíz griega (alfa, correspondiente a la a latina) que es un prefijo negativo y (tomé) que significa cortar, por lo tanto átomo es lo que no se puede cortar, lo indivisible.
Demócrito imaginó que estos átomos eran las unidades estructurales a partir de las cuales estarían construidas todas las sustancias de la naturaleza. Imaginó además, que las diferentes sustancias estarían formadas por átomos de diferentes tipos.
Las tesis de Demócrito se olvidaron durante muchos años debido quizás a que se oponían al pensamiento de Aristóteles y la cultura occidental era esencialmente aristotélica. Una notable excepción de esto fue la aparición de un poema del filósofo romano Tito Lucrecio Caro (~98-55 a.n.e.), llamado De Rerum Natura (De la Naturaleza de las Cosas) en el que se exponen las ideas de Demócrito
El poema de los átomos - Bab´ AzizSubido por larutadelaseda el 13/07/2009 Banda sonora: Pel.lícula Bab 'Aziz. (Armand Amar) . Canción: El poema de los átomos Cantante: Haroun Teboul. Poeta: Rumi o Attar
..los átomos bailan...
todo el universo baila gracias a él....
las almas bailan....
te susurrarè al oido....
a donde les arrastra su danza...
Todos los átomos en el aire y en
el desierto....sabes, parecen locos....
cada átomo, feliz o triste...
está encantado por el sol...
No hay nada más que decir...
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Isaac Felipe Azofeifa (Costa Rica)
LECCIÓN SOBRE EL ÁTOMO
Dice el filósofo sapiente
como en el siglo XVI:
<< En esta brizna de hierba
ves el universo. >>
Cierto es.
El cósmico viento
que mueve el átomo
y dispersa en orden
el enjambre de las galaxias,
también borda
el mínimo infinito de esta hoja.
En página 26, párrafo 3,
renglón 7, abajo para arriba,
lo dice este libro.
Y entre el átomo y la galaxia,
el hombre-dios, ¿dónde quedó?
------------------
Gustavo Adolfo Bécquer
Rima VI
Los invencibles átomos del aire
Los invencibles átomos del aire
en derredor palpitan y se inflaman,
el cielo se deshace en rayos de oro,
la tierra se estremece alborozada.
Oigo flotando en olas de armonía
rumor de besos y batir de alas;
mis párpados se cierran...¿Qué sucede?
Dime...¡silencio!¡es el amor que pasa!
TEORIA ATOMICA
Demócrito (en griego Δημόκριτος), fue un filósofo griego presocrático y matemático que vivió buena parte de su vida en el siglo IV a. C. (n. Abdera, Tracia ca. 460 a. C. - m. ca. 370 a. C.) discípulo de Leucipo. Se le llama también "el filósofo que se ríe". Fue conocido en su época por su carácter extravagante y se le adjudican numerosas leyendas. Entre los pensadores que influyeron en las doctrinas de Demócrito, cabe destacar a los geómetras egipcios y Anaxágoras, cuyas homeomerias son consideradas como el antecedente más inmediato de la Teoría de los átomos.
Epicuro. Museo del Louvre, Francia.
Intentos de comprender la estructura de la materia por una vía experimental:Atomismo (Wikipedia)
El atomismo, uno de los principios de la química como ciencia, es un sistema filosófico, que surgió en Grecia durante el siglo V a. C. y en la India, hacia el año 200 a. C.- 100 a. C. (Kanada), aunque tal vez mucho antes (Mosco de Sidón), según el cual el universo está constituido por combinaciones de pequeñas partículas indivisibles denominadas átomos (en griego significa que no se puede dividir).
En las antiguas vidas, el átomo se definía como el elemento más
grande, a la vez extenso e indivisible, del que están hechas todas las
cosas. Según el atomismo mecanicista de Leucipo y Demócrito
(siglos V y IV a. C.), los átomos son unas partículas materiales
indestructibles, desprovistas de cualidades, que no se distinguen entre
sí más que por la forma y dimensión, y que por sus diversas
combinaciones en el vacío constituyen los diferentes cuerpos. La
concepción de la naturaleza fue absolutamente materialista,
y explicó todos los fenómenos naturales en términos de número, forma y
tamaño de los átomos. Incluso redujo las propiedades sensoriales de las
cosas a las diferencias cuantitativas de los átomos.
Aristóteles rechaza la idea atomística con el argumento de que no puede existir el vacío subyacente entre las partículas. Según la doctrina aristotélica, la materia está constituida de forma continua, es decir, que no puede dividirse en partes irreductibles.
Para evitar el determinismo mecanicista, criticado por Aristóteles, Lucrecio toma el pensamiento de Epicuro
e introduce la tesis de que los átomos caen en el vacío y experimentan
por sí mismos una declinación que les permite encontrarse. De esta forma
se trata de imponer un cierto orden a la idea original que suponía que
las cosas se formaban con un movimiento caótico de átomos.
El atomismo aparece en la filosofía griega como un intento de superar
las dificultades lógicas para explicar el cambio de las cosas
consideradas en la Escuela eleática.
Afirma lo que ésta misma afirma y puede afirmar también lo que esta
niega, haciéndose así más comprensiva como teoría. No hay disyuntiva
entre ser y no ser, sino ambas cosas, sólo que el ser no es
efectivamente tal, esto es, espacio y vacío. Esta simultaneidad de los
contrarios constituye la fuente del movimiento. Esta teoría atómica
recorre con tal fluidez el tránsito del ser a las cosas, suprime de
golpe tantos obstáculos para la comprensión mecánica y matemática del
universo, que desde entonces se convirtió en modelo para cualquier investigación racional de la naturaleza. También se presenta como afín al pluralismo de Anaxágoras o de Empédocles (siglo V a. C.), Anaxágoras consideraba que todo estaba hecho de partículas elementales llamadas Homeomerías
conceptualmente diferentes (aunque muy similares) a los átomos de
Leucipo y Demócrito, mientras que Empédocles afirmaba que casi todas las
cosas (no los ojos, por ejemplo) están compuestas por de los cuatro
elementos, a saber: aire, agua, tierra y fuego.
En la edad media, a pesar de la oposición general al atomismo basada en consideraciones teológicas, y sobre todo por la fuerte influencia de Aristóteles, esta doctrina fue mantenida por Guillermo de Conches y Nicolás de Autrecourt. La teoría cobra nuevo auge en los siglos XV y XVI, coincidiendo con la crítica al aristotelismo, con las ideas de Nicolás de Cusa y Giordano Bruno, alcanzando un punto culminante con la renovación de Gassendi,
que considera el atomismo como la hipótesis más razonable para la
explicación de los fenómenos de la naturaleza. En esta época fueron
debatidos los problemas inherentes a la doctrina atomista: dificultad
lógica de admitir que exista una porción de materia que no se pueda
dividir y las dificultades de explicar la diversidad de las propiedades
físicas y químicas de los cuerpos. Asimismo es innegable la influencia
que adquirió más tarde en los orígenes de la teoría atómica científica.
ATOMISMO GRIEGO
Mosco de Sidón (h. siglo XIV a. C.),
sabio y pensador de origen fenicio.Su vida es situada, de acuerdo con
los pocos datos de que se dispone, en tiempos anteriores a la guerra de Troya (ocurrida aproximadamente h.-1270/-1180). Tanto el filósofo, historiador y geógrafo griego Estrabón de Ponto (h.-64/-58 - h 19/25) como el médico y filósofo escéptico (pirrónico) Sexto Empírico (o Sexto el Empírico) (siglos II y III), le atribuyen el haber sido el primero en concebir el pensamiento atomista (o corpuscular) y, por ende, la creación del atomismo.
Retrato idealizado de Leucipo.
Leucipo de Mileto, el primer filósofo griego en desarrollar la teoría del atomismo.
Leucipo (en griego, Λεύκιππος, siglo V a. C.) fue un filósofo griego al que se atribuye la fundación del atomismo
Se sabe muy poco de su vida e incluso Epicuro
consideró la posibilidad de que Leucipo no hubiera existido, lo cual
dio lugar a numerosos debates. Se considera lo más probable que naciera
en Mileto, Asia menor, aunque también se han propuesto las posibilidades de Abdera, Melos, Elea o Clazomene. Posteriormente se trasladó a Elea, donde habría sido discípulo de Parménides y de Zenón de Elea y maestro de Demócrito. Se le atribuyen las obras La ordenación del cosmos y Sobre la mente aunque este segundo libro pudo ser un capítulo de la obra anterior.
Lo que se sabe de su pensamiento se encuentra en fragmentos de obras de otros autores como Aristóteles, Simplicio o Sexto Empírico.
Se dice que Demócrito inventó a Leucipo como su maestro para ganar
prestigio y para que respaldasen su teoría, ya que se suponía que
Leucipo era un gran físico, discípulo de Parménides, de Zenón de Elea o
de Pitágoras.
Fue maestro de Demócrito y a ellos dos se les atribuye la fundación del atomismo mecanicista,
según el cual la realidad está formada tanto por partículas infinitas,
indivisibles, de formas variadas y siempre en movimiento, los átomos (ἄτομοι, s. lo que no puede ser dividido), como por el vacío. Así, tal vez en respuesta a Parménides, afirma que existe tanto el ser como el no-ser: el primero está representado por los átomos y el segundo por el vacío, «que existe no menos que el ser» (Simpl., Fís.
28, 4), siendo imprescindible para que exista movimiento.
Particularmente, postula, al igual que Demócrito, que el alma está
formada por átomos más esféricos que los componentes de las demás cosas.
Niega la génesis y la corrupción, formas de cambio que eran aceptadas
casi por la unanimidad entre los filósofos presocráticos.
Demócrito (en griego Δημόκριτος), fue un filósofo griego presocrático y matemático que vivió buena parte de su vida en el siglo IV a. C. (n. Abdera, Tracia ca. 460 a. C. - m. ca. 370 a. C.) discípulo de Leucipo. Se le llama también "el filósofo que se ríe". Fue conocido en su época por su carácter extravagante y se le adjudican numerosas leyendas. Entre los pensadores que influyeron en las doctrinas de Demócrito, cabe destacar a los geómetras egipcios y Anaxágoras, cuyas homeomerias son consideradas como el antecedente más inmediato de la Teoría de los átomos.
Entre sus máximas más conocidas están:
"Los principios de todas las cosas son los átomos y el vacuo; todo lo demás es dudoso y opinable."
"Hay hombres que trabajan como si fueran a vivir eternamente. La vida sin fiestas es como un largo camino sin posadas."
"El que a nadie ama, me parece que por nadie es amado."
"El coito es un pequeño mal de corazón."
"La verdad está escondida en lo profundo."
"Dios es Mente, la cual está en una esfera ígnea, que es el alma del mundo."
"Sed tibios en todo."
"Las riquezas no consisten tanto en la posesión de los bienes como en el uso que de ellos se hace."
"Es hermoso evitar que otro cometa injusticia, pero si no, también lo es no ser cómplice de la injusticia."
"El que agravia es más infeliz que el agraviado."
"Ni en el cuerpo ni en las riquezas hallan los hombres su felicidad, sino en la integridad y la cordura."
"Muchos que cometen las acciones más vergonzosas arguyen las mejores razones."
"Todo lo que existe en el universo es fruto del azar y de la necesidad."
"Hay infinito número de mundos, sujetos a generación y corrupción."
El atomismo de Democrito:
Democrito desarrolló la “teoría atómica del universo”, concebida por su mentor, el filósofo Leucipo.
Esta teoría, al igual que todas las teorías filosóficas griegas, no
apoya sus postulados mediante experimentos, sino que se explica mediante
razonamientos lógicos. La teoría atomística de Demócrito y Leucipo se
puede esquematizar así:
- Los átomos son eternos, indivisibles, homogéneos, incompresibles e invisibles.
- Los átomos se diferencian solo en forma y tamaño, pero no por cualidades internas.
- Las propiedades de la materia varian según el agrupamiento de los átomos.
Defiende que toda la materia no es más que una mezcla de elementos
originarios que poseen las características de inmutabilidad y eternidad,
concebidos como entidades infinitamente pequeñas y, por tanto,
impercetibles para los sentidos, a las que Demócrito llamó átomos,
término griego que significa "que no puede cortarse".
Epicuro, filósofo posterior que toma esta teoría, modifica la filosofía de Democrito cuando le conviene, pues no acepta el determinismo que el atomismo conllevaba en su forma original. Por ello, introduce un elemento de azar en el movimiento de los átomos, una desviación de la cadena de las causas y efectos, con lo que la libertad queda asegurada.
Los atomicistas pensaban distinto a los eleatas,
pues mientras los eleatas no aceptaban el movimiento como realidad,
sino como fenómeno, Leucipo y Demócrito parten de que el movimiento
existe en sí. Habla por primera vez de la fuerza de la inercia.
Demócrito pone como realidades primordiales a los átomos y al vacío, o,
como dirían los eleatas, al ser y al no ser. Para Demócrito, la
realidad está compuesta por dos causas (o elementos): το ον (lo que es), representado por los átomos homogéneos e indivisibles, y το μηον (lo que no es), representado por el vacío. Este último es un no-ser no-absoluto, aquello que no es átomo, el elemento que permite la pluralidad de partículas diferenciadas y el espacio en el cual se mueven.
Demócrito pensaba y postulaba que los átomos son indivisibles, y se distinguen por forma, tamaño, orden y posición. Se cree que la distinción por peso, fue introducida por Epicuro
años más tarde o que Demócrito mencionó esta cualidad sin desarrollarla
demasiado. Gracias a la forma que tiene cada átomo es que pueden
ensamblarse —aunque nunca fusionarse (siempre subsiste una cantidad
mínima de vacío entre ellos que permite su diferenciación)— y formar
cuerpos, que volverán a separarse, quedando libres los átomos de nuevo
hasta que se junten con otros. Los átomos de un cuerpo se separan cuando
colisionan con otro conjunto de átomos; los átomos que quedan libres
chocan con otros y se ensamblan o siguen desplazándose hasta volver a
encontrar otro cuerpo.
Los átomos estuvieron y estarán siempre en movimiento y son eternos.
El movimiento de los átomos en el vacío es un rasgo inherente a ellos,
un hecho irreductible a su existencia, infinito, eterno e
indestructible.10
Al formar los átomos, por necesidad, un vórtice o remolino (dine),
sus colisiones, uniones y separaciones forman los diferentes objetos y
seres y la realidad con toda su diversidad. Cada objeto que surge en el
universo y cada suceso que se produce, sería el resultado de colisiones o
reacciones entre átomos. Aunque la cita "todo cuanto existe es fruto
del azar y la necesidad" se atribuye a Demócrito, sus escritos enfatizan
en la necesidad, al contrario de Epicuro que enfatizó en el azar.
El modelo atomista constituye un claro ejemplo de modelo materialista,
dado que el azar y las reacciones en cadena son las únicas formas de
interpretarlo.
Generalmente, una propuesta, antes de adquirir la condición de ley,
parte de ser una mera generalización empírica que aspira a alcanzar un
requisito crucial: ser explicada. Una vez hecho esto, la estadística
inductiva concreta su idea. Sus premisas dejan de albergar la
posibilidad de que la conclusión no se cumpla, y de este modo se
constituye la ley.
Pues bien, en el caso de Demócrito el desarrollo se invirtió. Demócrito comenzó ofreciendo una explicación a una parcela de la realidad
la cual no tuvo la oportunidad de observar, ni, en consecuencia, falsar
si hubiese cabido; y verificar como cupo en su momento. El verificacionismo
no podía ser un requisito esencial a la hora de dar credibilidad a su
explicación y confeccionarla como ley, y Demócrito era consciente de
ello:
"La mente del hombre estaría formada por átomos esféricos livianos, suaves, refinados
y el cuerpo, por átomos más pesados. Las percepciones sensibles, tales
como la audición o la visión, son explicables por la interacción entre
los átomos de los efluvios que parten de la cosa percibida y los átomos
del receptor. Esto último justifica la relatividad de las sensaciones."
"El conocimiento verdadero y profundo es el de los átomos y el vacío,
pues son ellos los que generan las apariencias, lo que percibimos, lo
superficial."
Las deducciones de Demócrito y los otros filósofos se realizaban desde la lógica, el pensamiento racional, relegaba la relevancia del empirismo
a un último plano, y depositaba escasa fe en la experiencia sensorial,
es decir la que apreciaba por los sentidos. En su teoría del atomismo,
explica muy bien el por qué: en el atomismo Demócrito defendía que la
materia está compuesta por dos elementos: lo que es, representado por
los átomos homogéneos e indivisibles; y lo que no es, el vacío, lo que
permite que esos átomos adquieran formas, tamaños, órdenes y posiciones,
y constituyan así la totalidad de la physis. Demócrito explicaba las
percepciones sensibles tales como la audición o la visión, con la
interacción entre los átomos que emanan desde el objeto percibido hasta
los organismos receptores. Esto último es lo que prueba con fuerza la
relatividad de las sensaciones.
Epicuro. Museo del Louvre, Francia.
Epicuro (en griego Επίκουρος) (Samos, aproximadamente 341 a. C. - Atenas, 270 a. C.), fue un filósofo griego, fundador de la escuela que lleva su nombre (epicureísmo). Los aspectos más destacados de su doctrina son el hedonismo racional y el atomismo.
Defendió una doctrina basada en la búsqueda del placer, la cual debería ser dirigida por la prudencia. Se manifestó en contra del destino, de la necesidad y del recurrente sentido griego de fatalidad. La naturaleza, según Epicuro, está regida por el azar, entendido como ausencia de causalidad. Sólo así es posible la libertad, sin la cual el hedonismo no tiene motivo de ser. Criticó los mitos religiosos, los cuales, según él, no hacían sino amargar la vida de los hombres. El fin de la vida humana es procurar el placer y evadir el dolor, pero siempre de una manera racional, evitando los excesos, pues estos conllevan posterior sufrimiento. Los placeres del espíritu son superiores a los del cuerpo, y ambos deben satisfacerse con inteligencia, procurando llegar a un estado de bienestar corporal y espiritual al que llamaba ataraxia. Criticaba tanto el desenfreno como la renuncia
a los placeres de la carne, arguyendo que debería buscarse un término
medio, y que los goces carnales deberían satisfacerse siempre y cuando
no conllevaran un dolor en el futuro. La filosofía epicureísta afirma
que la filosofía debe ser un instrumento al servicio de la vida de los
hombres, y que el conocimiento por sí mismo no tiene ninguna utilidad si no se emplea en la búsqueda de la felicidad.
Aunque la mayor parte de su obra se ha perdido, conocemos bien sus enseñanzas a través de la obra De rerum natura del poeta latino Lucrecio
(que constituye un homenaje a Epicuro y una exposición magistral de sus
ideas), así como a través de algunas cartas y fragmentos rescatados.
Física de Epicuro: Según la física de Epicuro, toda la realidad está formada por dos elementos fundamentales. De un lado los átomos, que tienen forma, extensión y peso, y de otro el vacío, que no es sino el espacio en el cual se mueven esos átomos.
Las distintas cosas que hay en el mundo son fruto de las distintas combinaciones de átomos. El ser humano,
de la misma forma, no es sino un compuesto de átomos. Incluso el alma
está formada por un tipo especial de átomos, más sutiles que los que
forman el cuerpo, pero no por ello deja el alma de ser material. Debido a
ello, cuando el cuerpo muere, el alma muere con él.
Con respecto a la totalidad de la realidad Epicuro afirma que ésta,
como los átomos que la forman, es eterna. No hay un origen a partir del
caos o un momento inicial. Tal y como leemos en la Carta a Heródoto: «Desde luego, el todo fue siempre tal como ahora es, y siempre será igual».
Esta concepción atomista procede de Demócrito, pero Epicuro modifica la filosofía de aquél cuando le conviene, pues no acepta el determinismo que el atomismo conllevaba en su forma original. Por ello, introduce un elemento de azar en el movimiento de los átomos, una desviación de la cadena de las causas y efectos, con lo que la libertad queda asegurada.
Este interés por parte de Epicuro en salvaguardar la libertad es
fruto de la consideración de la ética como la culminación de todo el
sistema filosófico al cual se han de subordinar las restantes partes.
Éstas son importantes tan sólo en la medida en que son necesarias para
la ética, tercera y última división de la filosofía.
Tito Lucrecio Caro (99 a. C. - 55 a. C.), poeta y filósofo romano. Es autor de un largo poema didáctico, De rerum natura
(Sobre la naturaleza de las cosas), acaso
la mayor obra de la poesía de Roma, en el que se divulga la filosofía y la física atomista de Epicuro y la física atomista de Demócrito.
"El universo está compuesto de átomos y vacío, nada más".
El único texto que poseemos del poema se ha transmitido gracias a Cicerón, ordenó el texto en seis libros y editó el poema. El primer libro comienza con una invocación a Venus como fuerza germinadora de la naturaleza y trata de cómo todo está compuesto de átomos y de vacío. El libro segundo trata del movimiento y agrupaciones de los átomos.
La intención de Lucrecio, como ya señaló Virgilio, es liberar al hombre del miedo a los dioses y a la muerte,
causas, según él, de la infelicidad humana. ("Está bien ver al
navegante lejano luchar contra la borrasca y naufragar, no porque nos
alegremos del mal ajeno, sino porque es bueno hallarse libre de
tormentos"). Representa el cosmos como un conjunto fortuito de átomos
que se mueven en el vacío ("Nada nace de la nada, nada vuelve a la
nada"). El alma es material y no sobrevive al cuerpo. Los fenómenos
tienen todos causa natural. Si existen los dioses, estos no intervienen
en los asuntos de los mortales. Por otra parte, ofrece una triste visión
del amor humano que ha intrigado a los especialistas. En general,
Lucrecio es considerado uno de los tres grandes poetas del ateísmo, junto a Ludwig Feuerbach y Thomas Hardy.
La obra, materialista e irreligiosa, fue traducida por el español José Marchena a principios del siglo XIX en endecasílabo blanco con la intención de combatir el catolicismo de sus compatriotas.
Lucrecio, los átomos y los dioses: ateísmo en el De Rerum Natura
Manuel Cevallos Alcocer
En el texto que copio a continuación (trad. José Marchena, fuente, CervantesVirtual) se describe la dinámica de la materia de una forma intuitivamente perfecta, compatible tanto con la ley de Lomonósov-Lavoisier de conservación de la materia, como con la definición del movimiento browniano. Decía el poeta Basil Bunting que Lucrecio se muestra contento de explicar el mundo un átomo tras otro. Siendo un filósofo casi alquímico Lucrecio, que comparte la pasión por el movimiento de Heráclito, se aleja sin embargo de éste en muchas otras cosas, además de en su luminosidad, en su capacidad para concebir la naturaleza enormemente variada e inextricable del movimiento de los átomos. El espacio es un enorme vacío donde se mueven estas partículas y la luz. Hasta el experimento de Michelson y Morley de 1887 se mantuvo la teoría de que la luz se movía a través del éter. Lucrecio tenía razón y la eliminación de ese prejucio permitió apenas unos años después la formulación de la Relatividad Especial de Einstein.
Cuál es el movimiento con que engendran
Y a los cuerpos destruyen los principios
De la materia, y cuál es el impulso
Y cuál la rapidez que hace que vuelen
Por el espacio inmenso sin descanso.
Porque seguramente la materia
No es una masa inmóvil, pues que vemos 90
Disminuirse un cuerpo, y de continuo
Manando, se consumen a la larga
Y el tiempo nos los roba de la vista;
Se conserva sin pérdidas la suma:
Empobreciendo un cuerpo, los principios
Van a enriquecer otro, y envejecen
Los unos para que otros reflorezcan;
Ni en un sitio se paran; de este modo
El universo se renueva siempre,
Y se prestan la vida los mortales; 100
Crecen unas especies y se acaban:
Y en poco tiempo las generaciones
Se mudan y la antorcha de la vida
Cual ágiles cursores se transmiten.
Si piensas tú que los principios pueden
Cesar, y que cesando engendran nuevos
Impulsos, la verdad de ti se aleja:
Pues movidos en medio del vacío
Los principios, es fuerza que obedezcan
O a su gravedad misma, o al impulso 110
Quizá de causa externa; desde arriba
Precipitados, pues, encuentran otros,
Que a un lado los apartan de repente;
No es maravilla, porque son pesados,
Durísimos y sólidos, y nada
Les pone estorbo alguno por su espalda.
Y para que del todo te convenzas
De que generalmente los principios
Están en movimiento, ten presente
No darse lugar ínfimo en el todo, 120
Donde se paren los primeros cuerpos,
Porque inmenso, infinito es el espacio.
No reposan jamás en el vacío
Los principios: por su naturaleza
En movimiento siempre variado
Unos a gran distancia son lanzados,
Otros se apartan menos, y se enlazan
En el choque. Si es breve su distancia,
Y se repelen poco, y su tejido
Se liga íntimamente, constituyen 130
Las rocas solidísimas, y el hierro,
Y una corta porción de otras substancias
De esta naturaleza: si, al contrario,
El choque los rechaza y los dispersa,
Y los hace vagar por el espacio,
En largos intervalos, nos ofrecen
Del Sol la luz brillante y aire raso.
Y vagan además por el vacío
Muchos que están privados de juntarse,
O que jamás pudieron agregados 140
Entrar en el concorde movimiento;
De lo cual una imagen y figura
Continuamente hiere nuestros ojos,
Cuando del Sol los rayos se insinúan
De través por las piezas tenebrosas.
Si reparas, veras cómo se agitan
Átomos infinitos de mil modos
Por el vacío en el luciente rayo:
Y en escuadrones, en combate eterno
Se dan crudas batallas y peleas, 150
Y no paran jamás: ya se dividen,
Y ya continuamente se repliegan.
De aquí puedes sacar que en el vacío
Eternamente los principios giran:
Un efecto vulgar puede servirnos
De modelo y de guía en cosas grandes.
En los rayos del Sol rápidamente
Movidos estos cuerpos, fijar deben
Nuestra atención, pues su girar eterno
Prueba un choque secreto y clandestino 160
De los átomos: muchos se extravían,
Como verás, a un golpe imperceptible;
Retroceden, y aquí y allí se lanzan
En toda dirección por todas partes:
Los principios se mueven por sí mismos
Y dan el movimiento a aquellos cuerpos
Que se componen de una masa fina
Y análoga a sus débiles esfuerzos;
Los últimos atacan a los cuerpos
Un poco más groseros; de este modo 170
De los principios nace el movimiento,
Y llega a los sentidos de seguida,
Hasta que los corpúsculos se mueven
Que en los rayos del Sol vemos nosotros,
Sin que podamos ver quién los agita.
La obra, materialista e irreligiosa, fue traducida por el español José Marchena a principios del siglo XIX en endecasílabo blanco con la intención de combatir el catolicismo de sus compatriotas.
Vista en HTML: De la naturaleza de las cosas : poema en seis cantos
Marchena, José 1768-1821
Lucrecio, los átomos y los dioses: ateísmo en el De Rerum Natura
Manuel Cevallos Alcocer
Lucrecio (Roma)
LA INMUTABILIDAD DE LOS ÁTOMOS
Por último ya, dado que a los seres se les ha establecido
según su especie un límite del crecimiento y de la conservación
de su vida y puesto que está prescrito por las leyes de la
naturaleza qué puede cada uno, qué no puede a su vez, y
nada se modifica, muy al contrario todo permanece constante
hasta tal punto que los variopintos pájaros muestran todos
en sucesión que en su cuerpo se encuentran las manchas
de su especie, también deben tener sin duda un cuerpo
de materia inmutable. Pues si los primeros elementos de las cosas
pudieran modificarse vencidos de algún modo, también sería incierto
ya qué puede nacer, qué no puede, de qué modo, en fin,
cada cosa tiene un poder delimitado y un mojón profundamente hincado,
y no podrían tantas veces las generaciones reproducir según su especie
la naturaleza, las costumbres, el género de vida y
los movimientos de sus padres.
CARACTERES DE LOS ÁTOMOS: SOLIDEZ Y ETERNIDAD ( Lucrecio)
Lucrecio (Roma)
A su vez, cuerpos son por un lado los elementos primordiales de las cosas, por
otro los que están formados por la unión de esos principios. Pero a los que son
elementos primordiales de las cosas ninguna fuerza puede destruirlos; pues al
final terminan ellos venciendo por la solidez de su cuerpo. Sin embargo parece
que es difícil creer que entre las cosas pueda encontrarse algo con cuerpo
sólido. Pues el rayo del cielo pasa a través de los muros de las casas, así como
el griterío y las voces; el hierro encandece en el fuego y las piedras se
escinden por el fogoso vapor ardiente; de un lado, la rigidez del oro se funde
quebrantada por el calor, de otro, el hielo del bronce se derrite vencido por la
llama; el calor y el frío penetrante se propagan por la plata, puesto que, cuando
sostenemos en nuestra mano copas según la costumbre, sentimos una y otra
cosa al haberse vertido en ellas desde arriba el límpido licor. Hasta tal punto
parece que no existe nada de sólido en la realidad. Pero sin embargo, porque
la razón verdadera y la naturaleza de las cosas nos empuja, atiende, mientras
en pocos versos te explico que existen cuerpos que están dotados de materia
sólida y eterna, de los que muestro que son las semillas de las cosas y sus
elementos primeros, de donde está formada ahora toda la totalidad de cosas
creada.
En primer lugar, ya que se ha hallado que es doble y muy distinta la naturaleza
de los dos elementos, la materia y el espacio en el que se produce cada cosa,
es necesario que uno y otro existan por sí y sean puros en sí. Pues por
dondequiera que está libre el espacio que llamamos vacío, allí no hay materia;
a su vez, por dondequiera que se mantiene la materia, allí de ningún modo hay
Por último ya, dado que a los seres se les ha establecido
según su especie un límite del crecimiento y de la conservación
de su vida y puesto que está prescrito por las leyes de la
naturaleza qué puede cada uno, qué no puede a su vez, y
nada se modifica, muy al contrario todo permanece constante
hasta tal punto que los variopintos pájaros muestran todos
en sucesión que en su cuerpo se encuentran las manchas
de su especie, también deben tener sin duda un cuerpo
de materia inmutable. Pues si los primeros elementos de las cosas
pudieran modificarse vencidos de algún modo, también sería incierto
ya qué puede nacer, qué no puede, de qué modo, en fin,
cada cosa tiene un poder delimitado y un mojón profundamente hincado,
y no podrían tantas veces las generaciones reproducir según su especie
la naturaleza, las costumbres, el género de vida y
los movimientos de sus padres.
CARACTERES DE LOS ÁTOMOS: SOLIDEZ Y ETERNIDAD ( Lucrecio)
Lucrecio (Roma)
A su vez, cuerpos son por un lado los elementos primordiales de las cosas, por
otro los que están formados por la unión de esos principios. Pero a los que son
elementos primordiales de las cosas ninguna fuerza puede destruirlos; pues al
final terminan ellos venciendo por la solidez de su cuerpo. Sin embargo parece
que es difícil creer que entre las cosas pueda encontrarse algo con cuerpo
sólido. Pues el rayo del cielo pasa a través de los muros de las casas, así como
el griterío y las voces; el hierro encandece en el fuego y las piedras se
escinden por el fogoso vapor ardiente; de un lado, la rigidez del oro se funde
quebrantada por el calor, de otro, el hielo del bronce se derrite vencido por la
llama; el calor y el frío penetrante se propagan por la plata, puesto que, cuando
sostenemos en nuestra mano copas según la costumbre, sentimos una y otra
cosa al haberse vertido en ellas desde arriba el límpido licor. Hasta tal punto
parece que no existe nada de sólido en la realidad. Pero sin embargo, porque
la razón verdadera y la naturaleza de las cosas nos empuja, atiende, mientras
en pocos versos te explico que existen cuerpos que están dotados de materia
sólida y eterna, de los que muestro que son las semillas de las cosas y sus
elementos primeros, de donde está formada ahora toda la totalidad de cosas
creada.
En primer lugar, ya que se ha hallado que es doble y muy distinta la naturaleza
de los dos elementos, la materia y el espacio en el que se produce cada cosa,
es necesario que uno y otro existan por sí y sean puros en sí. Pues por
dondequiera que está libre el espacio que llamamos vacío, allí no hay materia;
a su vez, por dondequiera que se mantiene la materia, allí de ningún modo hay
espacio vacío. Así pues, los cuerpos primeros son sólidos y sin vacío.
Lucrecio: De la naturaleza de las cosasEn el texto que copio a continuación (trad. José Marchena, fuente, CervantesVirtual) se describe la dinámica de la materia de una forma intuitivamente perfecta, compatible tanto con la ley de Lomonósov-Lavoisier de conservación de la materia, como con la definición del movimiento browniano. Decía el poeta Basil Bunting que Lucrecio se muestra contento de explicar el mundo un átomo tras otro. Siendo un filósofo casi alquímico Lucrecio, que comparte la pasión por el movimiento de Heráclito, se aleja sin embargo de éste en muchas otras cosas, además de en su luminosidad, en su capacidad para concebir la naturaleza enormemente variada e inextricable del movimiento de los átomos. El espacio es un enorme vacío donde se mueven estas partículas y la luz. Hasta el experimento de Michelson y Morley de 1887 se mantuvo la teoría de que la luz se movía a través del éter. Lucrecio tenía razón y la eliminación de ese prejucio permitió apenas unos años después la formulación de la Relatividad Especial de Einstein.
Cuál es el movimiento con que engendran
Y a los cuerpos destruyen los principios
De la materia, y cuál es el impulso
Y cuál la rapidez que hace que vuelen
Por el espacio inmenso sin descanso.
Porque seguramente la materia
No es una masa inmóvil, pues que vemos 90
Disminuirse un cuerpo, y de continuo
Manando, se consumen a la larga
Y el tiempo nos los roba de la vista;
Se conserva sin pérdidas la suma:
Empobreciendo un cuerpo, los principios
Van a enriquecer otro, y envejecen
Los unos para que otros reflorezcan;
Ni en un sitio se paran; de este modo
El universo se renueva siempre,
Y se prestan la vida los mortales; 100
Crecen unas especies y se acaban:
Y en poco tiempo las generaciones
Se mudan y la antorcha de la vida
Cual ágiles cursores se transmiten.
Si piensas tú que los principios pueden
Cesar, y que cesando engendran nuevos
Impulsos, la verdad de ti se aleja:
Pues movidos en medio del vacío
Los principios, es fuerza que obedezcan
O a su gravedad misma, o al impulso 110
Quizá de causa externa; desde arriba
Precipitados, pues, encuentran otros,
Que a un lado los apartan de repente;
No es maravilla, porque son pesados,
Durísimos y sólidos, y nada
Les pone estorbo alguno por su espalda.
Y para que del todo te convenzas
De que generalmente los principios
Están en movimiento, ten presente
No darse lugar ínfimo en el todo, 120
Donde se paren los primeros cuerpos,
Porque inmenso, infinito es el espacio.
No reposan jamás en el vacío
Los principios: por su naturaleza
En movimiento siempre variado
Unos a gran distancia son lanzados,
Otros se apartan menos, y se enlazan
En el choque. Si es breve su distancia,
Y se repelen poco, y su tejido
Se liga íntimamente, constituyen 130
Las rocas solidísimas, y el hierro,
Y una corta porción de otras substancias
De esta naturaleza: si, al contrario,
El choque los rechaza y los dispersa,
Y los hace vagar por el espacio,
En largos intervalos, nos ofrecen
Del Sol la luz brillante y aire raso.
Y vagan además por el vacío
Muchos que están privados de juntarse,
O que jamás pudieron agregados 140
Entrar en el concorde movimiento;
De lo cual una imagen y figura
Continuamente hiere nuestros ojos,
Cuando del Sol los rayos se insinúan
De través por las piezas tenebrosas.
Si reparas, veras cómo se agitan
Átomos infinitos de mil modos
Por el vacío en el luciente rayo:
Y en escuadrones, en combate eterno
Se dan crudas batallas y peleas, 150
Y no paran jamás: ya se dividen,
Y ya continuamente se repliegan.
De aquí puedes sacar que en el vacío
Eternamente los principios giran:
Un efecto vulgar puede servirnos
De modelo y de guía en cosas grandes.
En los rayos del Sol rápidamente
Movidos estos cuerpos, fijar deben
Nuestra atención, pues su girar eterno
Prueba un choque secreto y clandestino 160
De los átomos: muchos se extravían,
Como verás, a un golpe imperceptible;
Retroceden, y aquí y allí se lanzan
En toda dirección por todas partes:
Los principios se mueven por sí mismos
Y dan el movimiento a aquellos cuerpos
Que se componen de una masa fina
Y análoga a sus débiles esfuerzos;
Los últimos atacan a los cuerpos
Un poco más groseros; de este modo 170
De los principios nace el movimiento,
Y llega a los sentidos de seguida,
Hasta que los corpúsculos se mueven
Que en los rayos del Sol vemos nosotros,
Sin que podamos ver quién los agita.
ATOMISMO HINDU
En la India, por otra parte, ya había representantes del pensamiento
atomista, paradigma de éstos es el del sabio, filósofo y alquimista
hindú que vivió hacia el año -600 llamado Kanada o Kanad, fundador, a fines del siglo –VII, o a comienzos del siglo –VI, de la escuela filosófica denominada Vaisheshika.
Si bien existen diferencias entre ambas corrientes de pensamiento,
entre otras, desde el punto de vista teológico, existen además grandes
similitudes, también entre otras, desde el punto de vista físico.
Kanada
Kanada
Kanada fue un filósofo indio, posiblemente vivió alrededor del siglo II a. C, autor de la rama vaisesika de la filosofía niaiá (que enseña que el mundo está formado por un conjunto de partículas). El nombre Kanada es un sobrenombre, relacionado con la leyenda del descubrimiento (en teoría al menos) de las moléculas.
Tal como el griego Demócrito de Abdera (460 - 370 a. C.), Kanada tenía una idea de que deberían existir partículas mínimas de tierra, agua, fuego, aire y éter. La leyenda de su descubrimiento es la siguiente: él tenía en la mano una cantidad de comida. Comía pedacitos, desmenuzando el alimento en trozos cada vez más pequeños. En un cierto punto tuvo la intuición de que seguramente tendrían que existir partículas tan pequeñas que no se pudieran partir en más partes. Él llamó a esas partículas aṇu (‘minúsculo’, cognado de mini). A partir de esta leyenda, él es conocido como Kanada (‘que come partículas’).
En el tercer canto del Bhágavata-purana (siglo X d. C.), se habla también de partículas mínimas de tiempo, kāla aṇu, de 52,67 millonésimas de segundo.
Kanada hablaba de dui anuka (doble partícula) y tri anuka (triple partícula), otra idea también presente en el tercer canto del Bhāgavata puraṇá.
De acuerdo con las protociencias hinduistas (desarrolladas a lo largo del primer milenio antes de la era vulgar), Kanada creía que los seres vivos estaban compuestos de cinco elementos básicos: tierra, agua, fuego, aire y éter. Pero Kanada llegó más lejos y ajustó la composición de cada tipo de ser vivo.
Tal como el griego Demócrito de Abdera (460 - 370 a. C.), Kanada tenía una idea de que deberían existir partículas mínimas de tierra, agua, fuego, aire y éter. La leyenda de su descubrimiento es la siguiente: él tenía en la mano una cantidad de comida. Comía pedacitos, desmenuzando el alimento en trozos cada vez más pequeños. En un cierto punto tuvo la intuición de que seguramente tendrían que existir partículas tan pequeñas que no se pudieran partir en más partes. Él llamó a esas partículas aṇu (‘minúsculo’, cognado de mini). A partir de esta leyenda, él es conocido como Kanada (‘que come partículas’).
En el tercer canto del Bhágavata-purana (siglo X d. C.), se habla también de partículas mínimas de tiempo, kāla aṇu, de 52,67 millonésimas de segundo.
Kanada hablaba de dui anuka (doble partícula) y tri anuka (triple partícula), otra idea también presente en el tercer canto del Bhāgavata puraṇá.
De acuerdo con las protociencias hinduistas (desarrolladas a lo largo del primer milenio antes de la era vulgar), Kanada creía que los seres vivos estaban compuestos de cinco elementos básicos: tierra, agua, fuego, aire y éter. Pero Kanada llegó más lejos y ajustó la composición de cada tipo de ser vivo.
Primera idea de la gravedad: Kanada teorizaba que el responsable de la caída de los objetos era el peso (el gurú-tua, la ‘calidad de lo que pesa’).
El vaisesika o vaisheshika es uno de los seis darshanas (doctrinas ortodoxas) del hinduismo, junto con vedanta, yoga, sankhia, mimansá y niaia.
Sustenta que la unidad más pequeña, indivisible e indestructible del universo es el átomo, el cual es hecho energía mediante la voluntad de Dios y que todas las funciones corporales son una combinación de los átomos de tierra, agua, fuego y aire.
Sustenta que la unidad más pequeña, indivisible e indestructible del universo es el átomo, el cual es hecho energía mediante la voluntad de Dios y que todas las funciones corporales son una combinación de los átomos de tierra, agua, fuego y aire.
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- Leonardo da Vinci (1452-1518) gran artista y cientifico
- Giordano Bruno
- Galileo Galilei, (1564-1642), tuvo una visión de la materia formada por átomos separados por el vacío.
Hacia 1809, el químico inglés John Dalton (1766-1844) propuso la primera teoría atómica basada en evidencias experimentales (las llamadas Leyes de la Combinación, Leyes Ponderales o Leyes Estequiométricas).
¿Qué se entiende por el peso de un átomo y por peso atómico?
Número de Avogadro, en honor del científico italiano Amadeo Avogadro (1776-1855). Un gramo de Hidrógeno no contiene un solo átomo, contiene una mole de átomos o sea 6.023 x 10exp23 átomos.
El problema de la determinación de los pesos atómicos quedó resuelto en 1858 por el químico italiano Stanislao Cannizzaro (1826-1910) quien reafirmó el concepto de molécula propuesto anteriormente por Avogadro. En un sentido amplio, las moléculas son agregados de átomos, los compuestos están formados por moléculas y por lo tanto, el peso molecular de un compuesto será el peso de una mole de moléculas.
ÁTOMO (Anónimo )
En el átomo de esperanza que sostengo
La vida se inquieta,
Se manifiesta.
Quisiera romper el nudo que lo apresa,
Que lo corroe,
Que lo lleva por sendas perdidas,
Por rutas macabras
Por tierras vencidas,
Quisiera ver la cara del hombre
Que se pierde en el caos infinito.
El hombre sin rostro que busca la verdad
Que muere cada día...
Cada palabra...
Cada vez que pronuncia
¡Queremos Libertad!
Pablo Neruda: Oda al átomo
Pequeñísima estrella,
parecías para siempre enterrada en el metal:
oculto,
tu diabólico fuego.
Un día golpearon en la puerta minúscula:
era el hombre.
Con una descarga te desencadenaron,
viste el mundo, saliste por el día,
recorriste ciudades,
tu gran fulgor llegaba a iluminar las vidas,
eras una fruta terrible,
de eléctrica hermosura,
venías a apresurar las llamas del estío,
y entonces llegó armado con anteojos de tigres y armadura,
con camisa cuadrada,
sulfúricos bigotes,
cola de puerco espín,
llegó el guerrero y te sedujo:
duerme, te dijo,
enróllate,
átomo, te pareces a un dios griego,
a una primaveral modista de París,
acuéstate en mi uña,
entra en esta cajita,
y entonces el guerrero te guardó en su chaleco
como si fueras sólo una píldora norteamericana,
y viajó por el mundo
dejándote caer en Hiroshima.
Despertamos.
La aurora se había consumido.
Todos los pájaros cayeron calcinados.
Un olor de ataúd,
gas de las tumbas,
tronó por los espacios.
Subió horrenda la forma del castigo sobrehumano,
hongo sangriento, cúpula, humareda,
espada del infierno.
Subió quemante el aire
y se esparció la muerte en ondas paralelas,
alcanzando a la madre dormida con su niño,
al pescador del río y a los peces,
a la panadería y a los panes,
al ingeniero y a sus edificios,
todo fue polvo que mordía,
aire asesino.
La ciudad desmoronó sus últimos alvéolos,
cayó, cayó de pronto,
derribada, podrida,
los hombres fueron súbitos leprosos,
tomaban la mano de sus hijos
y la pequeña mano se quedaba en sus manos.
Así, de tu refugio,
del secreto manto de piedra en que el fuego dormía te sacaron,
chispa enceguecedora,
luz rabiosa,
a destruir las vidas,
a perseguir lejanas existencias,
bajo el mar,
en el aire,
en las arenas,
en el último recodo de los puertos,
a borrar las semillas,
a asesinar los gérmenes,
a impedir la corola,
te destinaron, átomo,
a dejar arrasadas las naciones,
a convertir el amor en negra pústula,
a quemar amontonados corazones
y aniquilar la sangre.
Oh chispa loca,
Vuelve a tu mortaja,
Entiérrate en tus manos minerales,
vuelve a ser piedra ciega,
desoye a los bandidos,
colabora tú,
con la vida,
con la agricultura,
suplanta los motores,
eleva la energía,
fecunda los planetas.
Ya no tienes secreto,
camina entre los hombres sin máscara terrible,
apresurando el paso y extendiendo los pasos de los frutos,
separando montañas,
enderezando ríos,
fecundando,
átomo,
desbordada copa cósmica,
vuelve a la paz del racimo,
a la velocidad de la alegría,
vuelve al recinto de la naturaleza,
ponte a nuestro servicio,
y en vez de las cenizas mortales de tu máscara,
en vez de los infiernos desatados de tu cólera,
en vez de la amenaza de tu terrible claridad,
entréganos tu sobrecogedora rebeldía para los cereales,
tu magnetismo desencadenado
para fundar la paz entre los hombres,
y así no será infierno tu luz deslumbradora,
sino felicidad,
matutina esperanza,
contribución terrestre.
-----------------------------------------
EL ÁTOMO
Pequeño sistema solar en miniatura
Que condensas la esencia
De todo lo que vibra
Unidad de polos que compiten
Que generan la diversidad
Sumando vueltas
Enigma del ser
Exactitud que define su armonía
Puente entre este mundo
Y ese otro que intuimos
En los versos del poeta
Me pregunto que será de ti
Cuando la quietud y el frío
Reinen en el vacío
Dejado por galaxias y planetas
Y el cosmos sea una inmensa
Tumba negra
Antonio Mora Vélez 2000
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------------------------------
En el átomo de esperanza que sostengo
La vida se inquieta,
Se manifiesta.
Quisiera romper el nudo que lo apresa,
Que lo corroe,
Que lo lleva por sendas perdidas,
Por rutas macabras
Por tierras vencidas,
Quisiera ver la cara del hombre
Que se pierde en el caos infinito.
El hombre sin rostro que busca la verdad
Que muere cada día...
Cada palabra...
Cada vez que pronuncia
¡Queremos Libertad!
Pablo Neruda: Oda al átomo
Pequeñísima estrella,
parecías para siempre enterrada en el metal:
oculto,
tu diabólico fuego.
Un día golpearon en la puerta minúscula:
era el hombre.
Con una descarga te desencadenaron,
viste el mundo, saliste por el día,
recorriste ciudades,
tu gran fulgor llegaba a iluminar las vidas,
eras una fruta terrible,
de eléctrica hermosura,
venías a apresurar las llamas del estío,
y entonces llegó armado con anteojos de tigres y armadura,
con camisa cuadrada,
sulfúricos bigotes,
cola de puerco espín,
llegó el guerrero y te sedujo:
duerme, te dijo,
enróllate,
átomo, te pareces a un dios griego,
a una primaveral modista de París,
acuéstate en mi uña,
entra en esta cajita,
y entonces el guerrero te guardó en su chaleco
como si fueras sólo una píldora norteamericana,
y viajó por el mundo
dejándote caer en Hiroshima.
Despertamos.
La aurora se había consumido.
Todos los pájaros cayeron calcinados.
Un olor de ataúd,
gas de las tumbas,
tronó por los espacios.
Subió horrenda la forma del castigo sobrehumano,
hongo sangriento, cúpula, humareda,
espada del infierno.
Subió quemante el aire
y se esparció la muerte en ondas paralelas,
alcanzando a la madre dormida con su niño,
al pescador del río y a los peces,
a la panadería y a los panes,
al ingeniero y a sus edificios,
todo fue polvo que mordía,
aire asesino.
La ciudad desmoronó sus últimos alvéolos,
cayó, cayó de pronto,
derribada, podrida,
los hombres fueron súbitos leprosos,
tomaban la mano de sus hijos
y la pequeña mano se quedaba en sus manos.
Así, de tu refugio,
del secreto manto de piedra en que el fuego dormía te sacaron,
chispa enceguecedora,
luz rabiosa,
a destruir las vidas,
a perseguir lejanas existencias,
bajo el mar,
en el aire,
en las arenas,
en el último recodo de los puertos,
a borrar las semillas,
a asesinar los gérmenes,
a impedir la corola,
te destinaron, átomo,
a dejar arrasadas las naciones,
a convertir el amor en negra pústula,
a quemar amontonados corazones
y aniquilar la sangre.
Oh chispa loca,
Vuelve a tu mortaja,
Entiérrate en tus manos minerales,
vuelve a ser piedra ciega,
desoye a los bandidos,
colabora tú,
con la vida,
con la agricultura,
suplanta los motores,
eleva la energía,
fecunda los planetas.
Ya no tienes secreto,
camina entre los hombres sin máscara terrible,
apresurando el paso y extendiendo los pasos de los frutos,
separando montañas,
enderezando ríos,
fecundando,
átomo,
desbordada copa cósmica,
vuelve a la paz del racimo,
a la velocidad de la alegría,
vuelve al recinto de la naturaleza,
ponte a nuestro servicio,
y en vez de las cenizas mortales de tu máscara,
en vez de los infiernos desatados de tu cólera,
en vez de la amenaza de tu terrible claridad,
entréganos tu sobrecogedora rebeldía para los cereales,
tu magnetismo desencadenado
para fundar la paz entre los hombres,
y así no será infierno tu luz deslumbradora,
sino felicidad,
matutina esperanza,
contribución terrestre.
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EL ÁTOMO
Pequeño sistema solar en miniatura
Que condensas la esencia
De todo lo que vibra
Unidad de polos que compiten
Que generan la diversidad
Sumando vueltas
Enigma del ser
Exactitud que define su armonía
Puente entre este mundo
Y ese otro que intuimos
En los versos del poeta
Me pregunto que será de ti
Cuando la quietud y el frío
Reinen en el vacío
Dejado por galaxias y planetas
Y el cosmos sea una inmensa
Tumba negra
Antonio Mora Vélez 2000
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Tan curvados son tus ojos,
que la luz de tu mirada,
reverbera deformada,
desarmando mis enojos.
que la luz de tu mirada,
reverbera deformada,
desarmando mis enojos.
Cuán curvada es tu cadera,
movimiento vibratorio,
ebriedad que desespera,
que seduce siendo sobrio.
movimiento vibratorio,
ebriedad que desespera,
que seduce siendo sobrio.
Movimiento de electrones,
cargas atrayentes,
que repele posiciones,
y aniquila solamente,
dando luz a mis fotones.
cargas atrayentes,
que repele posiciones,
y aniquila solamente,
dando luz a mis fotones.
Átomo explosivo,
curvas divididas,
invisibles neutralinos,
gamma que no olvidas,
que atraviesa el cristalino,
entrañas invadidas,
enervantes energías,
redondez de tus dominios.
curvas divididas,
invisibles neutralinos,
gamma que no olvidas,
que atraviesa el cristalino,
entrañas invadidas,
enervantes energías,
redondez de tus dominios.
Fenómenos oscuros,
luces deslumbrantes,
materia espeluznante,
matemáticas son nudos,
que explican no sin antes,
observar tus muchos mundos.
luces deslumbrantes,
materia espeluznante,
matemáticas son nudos,
que explican no sin antes,
observar tus muchos mundos.
¡Átomo, ¿quién eres?!
Soy explicación de todo,
mi esencia son deberes,
de toda forma y todo modo.
Soy explicación de todo,
mi esencia son deberes,
de toda forma y todo modo.
Que me pueda dividir,
es cuestión de inercia,
la unión hace la fuerza,
la gravedad me hace existir.
es cuestión de inercia,
la unión hace la fuerza,
la gravedad me hace existir.
Efecto que se observa,
expansión que hace sentir,
espacio-tiempo que recrea,
un vivir y no morir.
expansión que hace sentir,
espacio-tiempo que recrea,
un vivir y no morir.
No dividas más mis fuerzas,
contempla tu universo,
soy semilla y realeza,
y de mí un calco inmenso.
contempla tu universo,
soy semilla y realeza,
y de mí un calco inmenso.
Observa y busca espíritu tenaz,
escarba y destrípate a ti mismo,
serás más de los mismo,
si persistes lo sabré y lo sabrás,
aunque la unión hace la fuerza,
mi esencia no se inmuta,
infinito camino es mi ruta,
por muchas vueltas a la tuerca,
en la mesa un no va más,
pasamanos, rosca suelta,
dividiendo, ¡Vencerás!
escarba y destrípate a ti mismo,
serás más de los mismo,
si persistes lo sabré y lo sabrás,
aunque la unión hace la fuerza,
mi esencia no se inmuta,
infinito camino es mi ruta,
por muchas vueltas a la tuerca,
en la mesa un no va más,
pasamanos, rosca suelta,
dividiendo, ¡Vencerás!
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¿ES EL ATOMO FUNDAMENTAL?
Se descubre que se podían categorizar a los átomos en grupos que comparten propiedades químicas similares (como en la Tabla Periódica de los Elementos). Esto indica que los átomos se compone de bloques de construcción más simple, y que se trataba de estos bloques de construcción más simple, en diferentes combinaciones lo que determinó que los átomos tenían que sus propiedades químicas.
Descubrimiento de los elementos químicos
Aunque algunos elementos como el oro (Au), plata (Ag), cobre (Cu), plomo (Pb) y el mercurio (Hg) ya eran conocidos desde la antigüedad, el primer descubrimiento científico de un elemento ocurrió en el siglo XVII cuando el alquimista Henning Brand descubrió el fósforo (P). En el siglo XVIII se conocieron numerosos nuevos elementos, los más importantes de los cuales fueron los gases, con el desarrollo de la química neumática: oxígeno (O), hidrógeno (H) y nitrógeno (N). También se consolidó en esos años la nueva concepción de elemento, que condujo a Antoine Lavoisier a escribir su famosa lista de sustancias simples, donde aparecían 33 elementos. A principios del siglo XIX, la aplicación de la pila eléctrica al estudio de fenómenos químicos condujo al descubrimiento de nuevos elementos, como los metales alcalinos y alcalino–térreos, sobre todo gracias a los trabajos de Humphry Davy. En 1830 ya se conocían 55 elementos. Posteriormente, a mediados del siglo XIX, con la invención del espectroscopio, se descubrieron nuevos elementos, muchos de ellos nombrados por el color de sus líneas espectrales características: cesio (Cs, del latín caesĭus, azul), talio (Tl, de tallo, por su color verde), rubidio (Rb, rojo), etc.
La palabra "elemento" procede de la ciencia griega, pero su noción moderna apareció a lo largo del siglo XVII, aunque no existe un consenso claro respecto al proceso que condujo a su consolidación y uso generalizado. Algunos autores citan como precedente la frase de Robert Boyle en su famosa obra The Sceptical Chymist, donde denomina elementos "ciertos cuerpos primitivos y simples que no están formados por otros cuerpos, ni unos de otros, y que son los ingredientes de que se componen inmediatamente y en que se resuelven en último término todos los cuerpos perfectamente mixtos". En realidad, esa frase aparece en el contexto de la crítica de Robert Boyle a los cuatro elementos aristotélicos.
A lo largo del siglo XVIII, las tablas de afinidad recogieron un nuevo modo de entender la composición química, que aparece claramente expuesto por Lavoisier en su obra Tratado elemental de Química, donde se propone la primera clasificación de los elementos. Todo ello condujo a diferenciar en primer lugar qué sustancias de las conocidas hasta ese momento eran elementos químicos, cuáles eran sus propiedades y cómo aislarlos.
El descubrimiento de un gran número de nuevos elementos, así como el estudio de sus propiedades, pusieron de manifiesto algunas semejanzas entre ellos, lo que aumentó el interés de los químicos por buscar algún tipo de clasificación.
A principios del siglo XIX, John Dalton (1766–1844) desarrolló una nueva concepción del atomismo, al que llegó gracias a sus estudios meteorológicos y de los gases de la atmósfera. Su principal aportación consistió en la formulación de un "atomismo químico" que permitía integrar la nueva definición de elemento realizada por Antoine Lavoisier (1743–1794) y las leyes ponderales de la química (proporciones definidas, proporciones múltiples, proporciones recíprocas).
Dalton empleó los conocimientos sobre proporciones en las que reaccionaban las sustancias de su época y realizó algunas suposiciones sobre el modo como se combinaban los átomos de las mismas. Estableció como unidad de referencia la masa de un átomo de hidrógeno (aunque se sugirieron otros en esos años) y refirió el resto de los valores a esta unidad, por lo que pudo construir un sistema de masas atómicas relativas. Tabla periódica de Mendeléyev
En 1869, el ruso Dmitri Ivánovich Mendeléyev publicó su primera Tabla Periódica en Alemania. Un año después lo hizo Julius Lothar Meyer, que basó su clasificación periódica en la periodicidad de los volúmenes atómicos en función de la masa atómica de los elementos.
Por ésta fecha ya eran conocidos 63 elementos de los 90 que existen en la naturaleza.
La explicación que aceptamos actualmente de la "ley periódica" descubierta por los químicos de mediados del siglo pasado surgió tras los desarrollos teóricos producidos en el primer tercio del siglo XX. En el primer tercio del siglo XX se construyó la mecánica cuántica. Gracias a estas investigaciones y a los desarrollos posteriores, hoy se acepta que la ordenación de los elementos en el sistema periódico está relacionada con la estructura electrónica de los átomos de los diversos elementos, a partir de la cual se pueden predecir sus diferentes propiedades químicas
Descubrimiento de los elementos químicos
Aunque algunos elementos como el oro (Au), plata (Ag), cobre (Cu), plomo (Pb) y el mercurio (Hg) ya eran conocidos desde la antigüedad, el primer descubrimiento científico de un elemento ocurrió en el siglo XVII cuando el alquimista Henning Brand descubrió el fósforo (P). En el siglo XVIII se conocieron numerosos nuevos elementos, los más importantes de los cuales fueron los gases, con el desarrollo de la química neumática: oxígeno (O), hidrógeno (H) y nitrógeno (N). También se consolidó en esos años la nueva concepción de elemento, que condujo a Antoine Lavoisier a escribir su famosa lista de sustancias simples, donde aparecían 33 elementos. A principios del siglo XIX, la aplicación de la pila eléctrica al estudio de fenómenos químicos condujo al descubrimiento de nuevos elementos, como los metales alcalinos y alcalino–térreos, sobre todo gracias a los trabajos de Humphry Davy. En 1830 ya se conocían 55 elementos. Posteriormente, a mediados del siglo XIX, con la invención del espectroscopio, se descubrieron nuevos elementos, muchos de ellos nombrados por el color de sus líneas espectrales características: cesio (Cs, del latín caesĭus, azul), talio (Tl, de tallo, por su color verde), rubidio (Rb, rojo), etc.
La palabra "elemento" procede de la ciencia griega, pero su noción moderna apareció a lo largo del siglo XVII, aunque no existe un consenso claro respecto al proceso que condujo a su consolidación y uso generalizado. Algunos autores citan como precedente la frase de Robert Boyle en su famosa obra The Sceptical Chymist, donde denomina elementos "ciertos cuerpos primitivos y simples que no están formados por otros cuerpos, ni unos de otros, y que son los ingredientes de que se componen inmediatamente y en que se resuelven en último término todos los cuerpos perfectamente mixtos". En realidad, esa frase aparece en el contexto de la crítica de Robert Boyle a los cuatro elementos aristotélicos.
A lo largo del siglo XVIII, las tablas de afinidad recogieron un nuevo modo de entender la composición química, que aparece claramente expuesto por Lavoisier en su obra Tratado elemental de Química, donde se propone la primera clasificación de los elementos. Todo ello condujo a diferenciar en primer lugar qué sustancias de las conocidas hasta ese momento eran elementos químicos, cuáles eran sus propiedades y cómo aislarlos.
El descubrimiento de un gran número de nuevos elementos, así como el estudio de sus propiedades, pusieron de manifiesto algunas semejanzas entre ellos, lo que aumentó el interés de los químicos por buscar algún tipo de clasificación.
A principios del siglo XIX, John Dalton (1766–1844) desarrolló una nueva concepción del atomismo, al que llegó gracias a sus estudios meteorológicos y de los gases de la atmósfera. Su principal aportación consistió en la formulación de un "atomismo químico" que permitía integrar la nueva definición de elemento realizada por Antoine Lavoisier (1743–1794) y las leyes ponderales de la química (proporciones definidas, proporciones múltiples, proporciones recíprocas).
Dalton empleó los conocimientos sobre proporciones en las que reaccionaban las sustancias de su época y realizó algunas suposiciones sobre el modo como se combinaban los átomos de las mismas. Estableció como unidad de referencia la masa de un átomo de hidrógeno (aunque se sugirieron otros en esos años) y refirió el resto de los valores a esta unidad, por lo que pudo construir un sistema de masas atómicas relativas. Tabla periódica de Mendeléyev
En 1869, el ruso Dmitri Ivánovich Mendeléyev publicó su primera Tabla Periódica en Alemania. Un año después lo hizo Julius Lothar Meyer, que basó su clasificación periódica en la periodicidad de los volúmenes atómicos en función de la masa atómica de los elementos.
Por ésta fecha ya eran conocidos 63 elementos de los 90 que existen en la naturaleza.
La explicación que aceptamos actualmente de la "ley periódica" descubierta por los químicos de mediados del siglo pasado surgió tras los desarrollos teóricos producidos en el primer tercio del siglo XX. En el primer tercio del siglo XX se construyó la mecánica cuántica. Gracias a estas investigaciones y a los desarrollos posteriores, hoy se acepta que la ordenación de los elementos en el sistema periódico está relacionada con la estructura electrónica de los átomos de los diversos elementos, a partir de la cual se pueden predecir sus diferentes propiedades químicas
Los colores representan diferentes categorias de elementos.
La Tabla Periódica de los Elementos maya, llamado así por su similitud con el antiguo calendario mesoamericano, se basa en capas de electrones. Cada fila de la forma de tabla se muestra como un anillo
Los gases nobles están en la columna vertical por encima del centro de la tabla.
.
IIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIII
PESO DEL ÁTOMO 12,011
Que eso que es negro o blanco o transparente,
duro o blando, que se tizna o brilla que
aquello con lo que cortamos, damos brillo, calentamos o escribimos
sea uno y lo mismo,
que eso pueda llevar a cabo 106 matrimonios diferentes,
formar panales, rejas, cadenas, anillos, ovillos,
cordones y tornillos, que lo respiremos,
con eso volemos, que con eso podamos asfixiarnos,
y que nada de lo que vive viva sin eso -
nadie, excepto aquellos que todo lo quieren saber,
habría caído en la cuenta y ahora no sabemos
lo que con eso que queríamos saber
debemos hacer.
Hans Magnus Enzensberger (Alemania)
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Teoria atomica 1
Teoria atomica 2
Subido por profejorgediaz el 01/05/2008. Video sobre la estructura de la materia
Teoría atómica (Wikipedia)
En física y química, la teoría atómica es una teoría de la naturaleza de la materia, que afirma que está compuesta por pequeñas partículas llamadas átomos.La teoría atómica comenzó hace miles de años como un concepto filosófico y fue en el siglo XIX cuando logró una extensa aceptación científica gracias a los descubrimientos en el campo de la estequiometría. Los químicos de la época creían que las unidades básicas de los elementos también eran las partículas fundamentales de la naturaleza y las llamaron átomos (de la palabra griega atomos, que significa "indivisible"). Sin embargo, a finales de aquel siglo, y mediante diversos experimentos con el electromagnetismo y la radiactividad, los físicos descubrieron que el denominado "átomo indivisible" era realmente un conglomerado de diversas partículas subatómicas (principalmente electrones, protones y neutrones), que pueden existir de manera separada. De hecho, en ciertos ambientes, como en las estrellas de neutrones, la temperatura extrema y la elevada presión impide a los átomos existir como tales. El campo de la ciencia que estudia las partículas fundamentales de la materia se denomina física de partículas.
John Dalton y Niels Bohr El átomo (2/4) (cap.3) Genios e inventos de la humanidad |
Subido por congresoaprista el 22/09/2010
MODELOS atomicos
Subido por Fafaringa el 15/04/2009
Teoría atómica de Dalton: Modelo atómico de Dalton
Nacimiento de la teoría atómica moderna
Durante el siglo XVIII y los primeros años del siglo XIX, en su afán por conocer e interpretar la naturaleza, los científicos estudiaron intensamente las reacciones químicas mediante numerosos experimentos. Estos estudios permitieron hallar relaciones muy precisas entre las masas de las sustancias sólidas o entre los volúmenes de los gases que intervienen en las reacciones químicas. Las relaciones encontradas se conocen como leyes de la química. Entre las leyes fundamentales de la Química, hay algunas que establecen las relaciones entre masas, llamadas leyes gravimétricas y otras que relacionan volúmenes, denominadas leyes volumétricas. John Dalton desarrolló su modelo atómico, en la que proponía que cada elemento químico estaba compuesto por átomos iguales y exclusivos, y que aunque eran indivisibles e indestructibles, se podían asociar para formar estructuras más complejas (los compuestos químicos). Esta teoría tuvo diversos precedentes.
Varios átomos y moléculas según John Dalton, en su libro A New System of Chemical Philosophy
(Nuevo Sistema de Filosofía Química, 1808).
El segundo fue la ley de las proporciones definidas. Enunciada por el químico francés Joseph Louis Proust en 1799, afirma que, en un compuesto, los elementos que lo conforman se combinan en proporciones de masa definidas y características del compuesto.
Dalton estudió y amplió el trabajo de Proust para desarrollar la ley de las proporciones múltiples: cuando dos elementos se combinan para originar diferentes compuestos, dada una cantidad fija de uno de ellos, las diferentes cantidades del otro se combinan con dicha cantidad fija para dar como producto los compuestos, están en relación de números enteros sencillos.
En 1803, Dalton publicó su primera lista de pesos atómicos relativos para cierta cantidad de sustancias. Esto, unido a su rudimentario material, hizo que su tabla fuese muy poco precisa. Por ejemplo, creía que los átomos de oxígeno eran 5,5 veces más pesados que los átomos de hidrógeno, porque en el agua midió 5,5 gramos de oxígeno por cada gramo de hidrógeno y creía que la fórmula del agua era HO (en realidad, un átomo de oxígeno es 16 veces más pesado que un átomo de hidrógeno).
La ley de Avogadro le permitió deducir la naturaleza diatómica de numerosos gases, estudiando los volúmenes en los que reaccionaban. Por ejemplo: el hecho de que dos litros de hidrógeno reaccionasen con un litro de oxígeno para producir dos litros de vapor de agua (a presión y temperatura constantes), significaba que una única molécula de oxígeno se divide en dos para formar dos partículas de agua. De esta forma, Avogadro podía calcular estimaciones más exactas de la masa atómica del oxígeno y de otros elementos, y estableció la distinción entre moléculas y átomos.
Ya en 1784, el botánico escocés Robert Brown, había observado que las partículas de polvo que flotaban en el agua se movían al azar sin ninguna razón aparente. En 1905, Albert Einstein tenía la teoría de que este movimiento browniano lo causaban las moléculas de agua que "bombardeaban" constantemente las partículas, y desarrolló un modelo matemático hipotético para describirlo. El físico francés Jean Perrin demostró experimentalmente este modelo en 1911, proporcionando además la validación a la teoría de partículas (y por extensión, a la teoría atómica).
cubic model (1902)
plum-pudding model (1904)
Saturnian model (1904)
Rutherford model (1911)
Descubrimiento de las partículas subatómicas: Modelo atómico de Thomson
El modelo atómico de Thomson, es una teoría sobre la estructura atómica propuesta en 1904 por Joseph John Thomson, descubridor del electrón en 1897, mucho antes del descubrimiento del protón y del neutrón. En dicho modelo, el átomo está compuesto por electrones de carga negativa en un átomo positivo, como un puding de pasas. Se pensaba que los electrones se distribuían uniformemente alrededor del átomo. En otras ocasiones, en lugar de una sopa de carga negativa se postulaba con una nube de carga positiva.Dicho modelo fue rebatido tras el experimento de Rutherford, cuando se descubrió el núcleo del átomo. El modelo siguiente fue el modelo atómico de Rutherford.
Hasta 1897, se creía que los átomos eran la división más pequeña de la materia, cuando J.J Thomson descubrió el electrón mediante su experimento con el tubo de rayos catódicos. El tubo de rayos catódicos que usó Thomson era un recipiente cerrado de vidrio, en el cual los dos electrodos estaban separados por un vacío. Cuando se aplica una diferencia de tensión a los electrodos, se generan rayos catódicos, que crean un resplandor fosforescente cuando chocan con el extremo opuesto del tubo de cristal. Mediante la experimentación, Thomson descubrió que los rayos se desviaban al aplicar un campo eléctrico (además de desviarse con los campos magnéticos, cosa que ya se sabía). Afirmó que estos rayos, más que ondas, estaban compuestos por partículas cargadas negativamente a las que llamó "corpúsculos" (más tarde, otros científicos las rebautizarían como electrones).
Thomson creía que los corpúsculos surgían de los átomos del electrodo. De esta forma, estipuló que los átomos eran divisibles, y que los corpúsculos eran sus componentes. Para explicar la carga neutra del átomo, propuso que los corpúsculos se distribuían en estructuras anilladas dentro de una nube positiva uniforme; éste era el modelo atómico de Thomson o "modelo del plum cake".
Ya que se vio que los átomos eran realmente divisibles, los físicos inventaron más tarde el término "partículas elementales" para designar a las partículas indivisibles.
Descubrimiento del núcleo: Modelo atómico de Rutherford
El modelo atómico de Rutherford es un modelo atómico o teoría sobre la estructura interna del átomo propuesto por el químico y físico británico-neozelandés Ernest Rutherford para explicar los resultados de su "experimento de la lámina de oro", realizado en 1911.El modelo de Rutherford fue el primer modelo atómico que consideró al átomo formado por dos partes: la "corteza", constituida por todos sus electrones, girando a gran velocidad alrededor de un "núcleo", muy pequeño, que concentra toda la carga eléctrica positiva y casi toda la masa del átomo.
Experimento de la lámina de oro
Arriba: Resultados esperados: las partículas alfa pasan sin problemas por el modelo atómico de Thomson.
Abajo: Resultados observados: una pequeña parte de las partículas se desvía, lo que revela la existencia de un lugar en el átomo donde se concentra la carga positiva.
Modelo de un átomo de Rutherford (modelo planetario del átomo 1911-1913).
El modelo atómico de Thomson fue refutado en 1909 por uno de sus estudiantes, Ernest Rutherford,
quien descubrió que la mayor parte de la masa y de la carga positiva de
un átomo estaba concentrada en una fracción muy pequeña de su volumen,
que suponía que estaba en el mismo centro.
Modelo Atómico de Rutherford: Electrones (verde) y Nucleo (rojo).
En su experimento, Hans Geiger y Ernest Marsden bombardearon partículas alfa a través de una fina lámina de oro (que chocarían con una pantalla fluorescente que habían colocado rodeando la lámina). Dada la mínima como masa de los electrones, la elevada masa y momento de las partículas alfa y la distribución uniforme de la carga positiva del modelo de Thomson, estos científicos esperaban que todas las partículas alfa atravesasen la lámina de oro sin desviarse, o por el contrario, que fuesen absorbidas. Para su asombro, una pequeña fracción de las partículas alfa sufrió una fuerte desviación. Esto indujo a Rutherford a proponer el modelo planetario del átomo, en el que los electrones orbitaban en el espacio alrededor de un gran núcleo compacto, a semejanza de los planetas y el Sol.
Descubrimiento de los isótopos
En 1913, Thomson canalizó una corriente de iones de neón a través de campos magnéticos y eléctricos, hasta chocar con una placa fotográfica que había colocado al otro lado. Observó dos zonas incandescentes en la placa, que revelaban dos trayectorias de desviación diferentes. Thomson concluyó que esto era porque algunos de los iones de neón tenían diferentes masas; así fue como descubrió la existencia de los isótopos.Descubrimiento del neutrón: Neutrón
En 1918, Rutherford logró partir el núcleo del átomo al bombardear gas nitrógeno con partículas alfa, y observó que el gas emitía núcleos de hidrógeno. Rutherford concluyó que los núcleos de hidrógeno procedían de los núcleos de los mismos átomos de nitrógeno. Más tarde descubrió que la carga positiva de cualquier átomo equivalía siempre a un número entero de núcleos de hidrógeno. Esto, junto con el hecho de que el hidrógeno —el elemento más ligero— tenía una masa atómica de 1, le llevó a afirmar que los núcleos de hidrógeno eran partículas singulares, constituyentes básicos de todos los núcleos atómicos: se había descubierto el protón. Un experimento posterior de Rutherford mostró que la masa nuclear de la mayoría de los átomos superaba a la de los protones que tenía. Por tanto, postuló la existencia de partículas sin carga, hasta entonces desconocidas más tarde llamadas neutrones, de donde provendría este exceso de masa.En 1928, Walther Bothe observó que el berilio emitía una radiación eléctricamente neutra cuando se le bombardeaba con partículas alfa. En 1932, James Chadwick expuso diversos elementos a esta radiación y dedujo que ésta estaba compuesta por partículas eléctricamente neutras con una masa similar la de un protón.7 Chadwick llamó a estas partículas "neutrones".
Experimento Rutherford
PROGRESO TECNOLÓGICO
Les digo a mis hijos, tienen que aprender
A insinuarse al mundo
Tienen que saber trabajar
Sobre y acerca de él.
La molecularidad del ser, tienen que conocer
Cómo empujar con cuidado
Puñados de si mismos, en los píxeles,
Campos de energía, curvas gaussianas, el salto.
Funciones de la vida,
tienen que entender sin lugar a dudas
El tonto baile de los neutrones y electrones
y aprender a navegar
Avances en nuevos materiales: láseres azules
Ondas bifásicas, de estado sólido, de forma de épsilon
Computación cuántica, fabricación a escala nano
La predisposición de la densidad
Oh sí, maravillosas cosas
Más allá de mi comprensión,
es hora para que su padre caiga
Detrás de la curva. Y no olviden
Amad.
Les digo a mis hijos, tienen que aprender
A insinuarse al mundo
Tienen que saber trabajar
Sobre y acerca de él.
La molecularidad del ser, tienen que conocer
Cómo empujar con cuidado
Puñados de si mismos, en los píxeles,
Campos de energía, curvas gaussianas, el salto.
Funciones de la vida,
tienen que entender sin lugar a dudas
El tonto baile de los neutrones y electrones
y aprender a navegar
Avances en nuevos materiales: láseres azules
Ondas bifásicas, de estado sólido, de forma de épsilon
Computación cuántica, fabricación a escala nano
La predisposición de la densidad
Oh sí, maravillosas cosas
Más allá de mi comprensión,
es hora para que su padre caiga
Detrás de la curva. Y no olviden
Amad.
Arthur J. Stewart (Estados Unidos)
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MODELOS CUANTICOS DEL ATOMO.
El modelo planetario del átomo tenía sus defectos. En primer lugar, según la fórmula de Larmor del electromagnetismo clásico, una carga eléctrica en aceleración emite ondas electromagnéticas, y una carga en órbita iría perdiendo energía y describiría una espiral hasta acabar cayendo en el núcleo. Otro fenómeno que el modelo no explicaba era por qué los átomos excitados sólo emiten luz con ciertos espectros discretos.
La teoría cuántica revolucionó la física de comienzos del siglo XX, cuando Max Planck y Albert Einstein postularon que se emite o absorbe una leve cantidad de energía en cantidades fijas llamadas cuantos. En 1913, Niels Bohr incorporó esta idea a su modelo atómico, en el que los electrones sólo podrían orbitar alrededor del núcleo en órbitas circulares determinadas, con una energía y un momento angular fijos, y siendo proporcionales las distancias del núcleo a los respectivos niveles de energía. Según este modelo, los átomos no podrían describir espirales hacia el núcleo porque no podrían perder energía de manera continua; en cambio, sólo podrían realizar "saltos cuánticos" instantáneos entre los niveles fijos de energía. Cuando esto ocurre, el átomo absorbe o emite luz a una frecuencia proporcional a la diferencia de energía (y de ahí la absorción y emisión de luz en los espectros discretos)
.......
La Teoría de la Relatividad significó una gran revolución científica. Sus postulados llevaron a una revolución conceptual radical. A pesar de ello, esta teoría fue asumida por la comunidad internacional sin grandes problemas, sobre todo después de las primeras comprobaciones de su validez en el macrocosmos. Fue el gran triunfo de Albert Einstein.
No sucedió lo mismo con la Mecánica Cuántica (MC), que es una teoría más extraña e incomprensible aún que la Relatividad. Fue Max Planck (1858 -1947) quien concibió la hipótesis cuántica original.
Las implicaciones conceptuales de la MC chocan con nuestra intuición e incluso parecen absurdas. Sin embargo, todas las verificaciones experimentales han confirmado las predicciones de la teoría.
Hasta ahora no se ha encontrado ninguna contradicción en los postulados de la Mecánica Cuántica, a pesar de los denodados esfuerzos por encontrarla en una enorme variedad de fenómenos.
La superposición de estados y la probabilidad de la medida, son dos conceptos cuánticos fundamentales. La idea de que la naturaleza se comporta de forma intrínsicamente probabilística es extremadamente novedosa. Según la MC toda la información acerca del electrón está contenida en su estado cuántico. Y ese estado puede ser una superposición de autoestados".
La anécdota más famosa de esta conferencia fue la protagonizada por Albert Einstein y Niels Bohr. Cuando discutían acerca del "Principio de Incertidumbre" de Heisenberg, Einstein comentó "Dios no juega a los dados", a lo que Bohr le contestó "Einstein, deje de decirle a Dios lo que debe hacer con sus dados". Este fue el comienzo de una dura e intensa batalla intelectual, que duró hasta 1935.
En 1935 Einstein, Podolsky y Rosen, publicaron un artículo en el que describían "el principio de completitud" que la MC violaba. Además, describían un experimento hipotético (la paradoja EPR) en el que se demostraría que la naturaleza esencial de la MC era incorrecta.
La paradoja EPR (Einstein, Podolsky, Rosen) pretendía contradecir la idea del entrelazamiento cuántico, una de las hipótesis de la mecánica cuántica. El entrelazamiento cuántico formalmente afirma que es posible enlazar dos partículas en un solo estado cuántico. Estos vínculos hacen que las medidas realizadas sobre un sistema parezcan estar influenciando instantáneamente a otros sistemas que están enlazados con él. Además, se postula que esta influencia tendría que estar propagándose instantáneamente entre los sistemas, a pesar de la distancia física que pueda haber entre ellos.
Esto quiere decir que puede existir un electrón en Mallorca que esté enlazado cuánticamente con otro electrón situado en Tenerife. Y que si en el electrón de Mallorca se cambia una propiedad (como el espín), automáticamente se cambiará el espín del electrón de Tenerife. Esto implicaría que la información de uno de los electrones se trasmitiría automáticamente al otro, estando separado a centenares de kilómetros. Por lo tanto, en esa transmisión de información se superaría la velocidad de la luz.
Se puede decir que todos los físicos activos entre los años 1920 y 1950 (Einstein, Niels Bohr, Paul Dirac, Louis de Broglie, Max Born, Erwin Schrödinger) trabajaron en el desarrollo de la Mecánica Cuántica. Unos lo hicieron afianzando las bases teóricas y otros intentando demostrar su inconsistencia.
Pero fue Werner Heisenberg (1901-1976) el que sentó las bases definitivas de la MC. Describió los niveles de energía u órbitas de electrones en términos numéricos puros, sin la menor traza de esquemas. Para combinar sus números usó un artificio matemático denominado "matriz" y por ello el sistema se denominó "mecánica de matriz". En el año 1932, se le concedió el Premio Nobel de Física, en reconocimiento a su invento de la "mecánica cuántica matricial"
Un buen ejemplo de la teoría cuántica es la electrodinámica cuántica (QED, las siglas en inglés), que describió con éxito las interacciones entre electrones, positrones y fotones. En el marco de la QED, la fuerza electromagnética entre dos electrones surge del hecho que uno de ellos emite un fotón, el cual es absorbido por otro electrón.
La electrodinámica cuántica es una de las teorías que ha confirmado mejor la consistencia de la mecánica cuántica.
Planck nació en Kiel (Alemania), el 23 de abril de 1858. Es mundialmente reconocido por inventar las bases de la Teoría Cuántica la cual, junto con la Teoría de la Relatividad, es una de las dos grandes teorías científicas del siglo XX. En 1899 , descubrió una constante fundamental, la denominada "constante de Planck", usada para calcular la energía de un fotón. Se basa en que el máximo de incertidumbre de la masa de una partícula multiplicada por el máximo de incertidumbre de la velocidad de una partícula multiplicada por el máximo de incertidumbre de su volumen nunca puede ser menor que una determinada cantidad, que es la constante. En 1918, fue galardonado con el Premio Nobel de Física. Su inmensa aportación a la ciencia, se ha visto parcialmente oscurecida por el hecho de que en los últimos años de su vida, estuvo oficialmente en el entorno del gobierno nazi de Hitler, en los años anteriores a la II Guerra Mundial. Max Planck falleció en Göttingen el 4 de octubre de 1947. Es uno de los grandes en la ciencia moderna y fue uno de los que conmovieron los cimientos de la física en el siglo XX. La física cuántica ha revelado los secretos mejor guardados de la naturaleza del mundo real. Gracias a Planck sabemos que nada es como parece ser.
Tres realidades que atentan contra el sentido común: 1.- El spin de las partículas. 2.- El efecto túnel. 3.- El principio de incertidumbre y la dualidad onda-partícula en el experimento de las dos ranuras
"Decoherencias Cuánticas , Tango"
(tango) Daniel H Guasti
A veces , yo sueño que te abrazo,
pero luego desapareces.
Dejando el espacio saturado de luces,
que revolotean alrededor de mi cabeza.
Siempre soy el despistao’,
Y no se cual “Bondi” tomar…
A veces pienso que te tengo,
y te me acabas de escapar.
Cuando abro la puerta de mi inocencia,
te diluyes como usuales “Decoherencias cuánticas”.
Tu “decoherencia” es rumbosa,
como chispas que se vuelan.
Nunca conocí una mujer tan insólita,
tan difícil de comprenderla…
Otorgame una lógica distinta,
permitime hacer la cuenta.
La cuenta de nuestra providencia,
tan poblada de dudas.
Levanto una pirámide perfecta…
Y mis ladrillos …mutan.
Son partículas inquietas,
que albergan tu abstracta belleza .
Las razones son las que rezan,
para no volverse banales.
En el fondo de tus ojos verdes,
hay un signo de interrogación.
Del que , de vez en cuando yo…
Lo interpelo con ofrendas.
Vos sos hermética como la “física cuántica”
que crea realidades como figuritas.
Cuando estoy frente a Ti…
Te imagino dentro de una pantalla.
Teniendo el temor de apretar la tecla equivocada,
y desaparezcas como’n fantasma…
Al tiempo , seguro que apareces desde la nada,
en el momento menos insospechado.
Como un lúdico “comodín” inesperado,
que hace explotar una mesa.
Camino con los ojos cerrados en las veredas,
Y mi certeza me va haciendo sus propias “gambetas”…
Daniel H Guasti
Modelo atómico de Bohr
El modelo atómico de Bohr o de Bohr-Rutherford es un modelo clásico del átomo, pero fue el primer modelo atómico en el que se introduce una cuantización a partir de ciertos postulados (ver abajo). Fue propuesto en 1913 por el físico danés Niels Bohr, para explicar cómo los electrones pueden tener órbitas estables alrededor del núcleo y por qué los átomos presentaban espectros de emisión característicos (dos problemas que eran ignorados en el modelo previo de Rutherford). Además el modelo de Bohr incorporaba ideas tomadas del efecto fotoeléctrico, explicado por Albert Einstein en 1905.
Bohr se basó en el átomo de hidrógeno para hacer el modelo que lleva su nombre. Bohr intentaba realizar un modelo atómico capaz de explicar la estabilidad de la materia y los espectros de emisión y absorción discretos que se observan en los gases. Describió el átomo de hidrógeno con un protón en el núcleo, y girando a su alrededor un electrón.
En 1913, Niels Bohr desarrolló su célebre modelo atómico de acuerdo a tres postulados fundamentales:
- Los electrones describen órbitas circulares en torno al núcleo del átomo sin radiar energía.
- No todas las órbitas para electrón están permitidas, tan solo se puede encontrar en órbitas cuyo radio cumpla que el momento angular, L, del electrón sea un múltiplo entero de la constante de Planck
- El electrón solo emite o absorbe energía en los saltos de una órbita permitida a otra. En dicho cambio emite o absorbe un fotón cuya energía es la diferencia de energía entre ambos niveles
Diagrama del modelo atómico de Bohr.
Represetación del átomo de Litio (Lithium): electrones (puntos negros), protones (puntos rojos) y neutrones (puntos azules)
The Rutherford–Bohr model of the hydrogen atom (Z = 1) or a hydrogen-like ion (Z > 1), where the negatively charged electron confined to an atomic shell encircles a small, positively charged atomic nucleus and where an electron jump between orbits is accompanied by an emitted or absorbed amount of electromagnetic energy (hν). The orbits in which the electron may travel are shown as grey circles; their radius increases as n2, where n is the principal quantum number. The 3 → 2 transition depicted here produces the first line of the Balmer series, and for hydrogen (Z = 1) it results in a photon of wavelength 656 nm (red light).Arnold Sommerfeld amplió el átomo de Bohr en 1916 para incluir órbitas elípticas, utilizando una cuantificación de momento generalizado.
El modelo de Bohr-Sommerfeld ad hoc era muy difícil de utilizar, pero a cambio hacía increíbles predicciones de acuerdo con ciertas propiedades espectrales. Sin embargo, era incapaz de explicar los átomos multielectrónicos, predecir la tasa de transición o describir las estructuras finas e hiperfinas.Modelo atômico de Bohr.
Subido por
leryscripa
el 15/11/2010
Trabalho de química sobre o Modelo
Atômico de Bohr, realizado por: Bianca Gouveia, Danielle Sobral, Débora
Senra, Janaína Melo, Laryssa Scripnick, Rayssa Pastick e Stephanie
Vilarim - Orientado pelo professor: Antheórgenes.
Modelo atómico de Sommerfeld
El modelo atómico de Sommerfeld es un modelo atómico hecho por el físico alemán Arnold Sommerfeld (1868-1951) que básicamente es una generalización relativista del modelo atómico de Bohr (1913).
El modelo atómico de Bohr funcionaba muy bien para el átomo de hidrógeno, sin embargo, en los espectros realizados para átomos de otros elementos se observaba que electrones de un mismo nivel energético tenían distinta energía, mostrando que existía un error en el modelo. Su conclusión fue que dentro de un mismo nivel energético existían subniveles, es decir, energías ligeramente diferentes. Además desde el punto de vista teórico, Sommerfeld había encontrado que en ciertos átomos las velocidades de los electrones alcanzaban una fracción apreciable de la velocidad de la luz. Sommerfeld estudió la cuestión para electrones relativistas.
En 1916, Arnold Sommerfeld, con la ayuda de la relatividad de Albert Einstein, hizo las siguientes modificaciones al modelo de Bohr:- Los electrones se mueven alrededor del núcleo en órbitas circulares o elípticas.
- A partir del segundo nivel energético existen dos o más subniveles en el mismo nivel.
- El electrón es una corriente eléctrica minúscula.
En consecuencia el modelo atómico de Sommerfeld es una generalización del modelo atómico de Bohr desde el punto de vista relativista, aunque no pudo demostrar las formas de emisión de las órbitas elípticas, solo descartó su forma circular.
Números cuánticos
En física atómica, los números cuánticos son valores numéricos discretos que nos indican las características de los electrones en los átomos, esto está basado en la teoría atómica de Niels Bohr que es el modelo atómico más aceptado y utilizado en los últimos tiempos por su simplicidad.En física de partículas, también se emplea el término números cuánticos para designar a los posibles valores de ciertos observables o magnitud física que poseen un espectro o rango posible de valores discreto.
El conjunto de números cuánticos más ampliamente estudiado es el de un electrón simple en un átomo: a causa de que no es útil solamente en química, siendo la noción básica detrás de la tabla periódica, valencia y otras propiedades, sino también porque es un problema resoluble y realista, y como tal, encuentra amplio uso en libros de texto.
Estos números cuánticos son:
- I) El número cuántico principal n Este número cuántico indica la distancia entre el núcleo y el electrón, medida en niveles energéticos, pero la distancia media en unidades de longitud también crece monótonamente con n. Los valores de este número, que corresponde al número del nivel energético, varian entre 1 e infinito, mas solo se conocen átomos que tengan hasta 7 niveles energéticos en su estado fundamental.
- II) El número cuántico del momento angular o azimutal (l
= 0,1,2,3,4,5,...,n-1), indica la forma de los orbitales y el subnivel
de energía en el que se encuentra el electrón. Un orbital de un átomo
hidrogenoide tiene l nodos angulares y n-1-l nodos radiales. Si:
- l = 0: Subórbita "s" (forma circular) →s proviene de sharp (nítido) (*)
- l = 1: Subórbita "p" (forma semicircular achatada) →p proviene de principal (*)
- l = 2: Subórbita "d" (forma lobular, con anillo nodal) →d proviene de difuse (difuso) (*)
- l = 3: Subórbita "f" (lobulares con nodos radiales) →f proviene de fundamental (*)
- l = 4: Subórbita "g" (*)
- l = 5: Subórbita "h" (*)
- (*) Para obtener mayor información sobre los orbitales vea el artículo Orbital.
- III) El número cuántico magnético (m, ml), Indica la orientación espacial del subnivel de energía, "(m = -l,...,0,...,l)". Para cada valor de l hay 2l+1 valores de m.
- IV) El número cuántico de espín (s, ms), indica el sentido de giro del campo magnético que produce el electrón al girar sobre su eje. Toma valores 1/2 y -1/2.
Números cuanticos
Subido por
rafaeltic
el 09/09/2007. Videos números cuanticos
Modelo Átomico Moderno
Subido por multicolor26 el 05/10/2007
Modelo atómico de Schrödinger
El modelo atómico de Schrödinger es un modelo cuántico no relativista. Se basa en la solución de la ecuación de Schrödinger para un potencial electrostático con simetría esférica, llamado también átomo hidrogenoide. En este modelo el electrón se contemplaba originalmente como una onda estacionaria de materia cuya amplitud decaía rápidamente al sobrepasar el radio atómico.El modelo de Bohr funcionaba muy bien para el átomo de hidrógeno. En los espectros realizados para otros átomos se observaba que electrones de un mismo nivel energético tenían energías ligeramente diferentes. Esto no tenía explicación en el modelo de Bohr, y sugería que se necesitaba alguna corrección. La propuesta fue que dentro de un mismo nivel energético existían subniveles. La forma concreta en que surgieron de manera natural estos subniveles, fue incorporando órbitas elípticas y correcciones relativistas. Así, en 1916, Arnold Sommerfeld modificó el modelo atómico de Bohr, en el cual los electrones sólo giraban en órbitas circulares, al decir que también podían girar en órbitas elípticas más complejas y calculó los efectos relativistas.
Densidad de probabilidad de ubicación de un electrón para los primeros niveles de energía.
El modelo atómico de Schrödinger concebía originalmente los electrones como ondas de materia. Así la ecuación se interpretaba como la ecuación ondulatoria que describía la evolución en el tiempo y el espacio de dicha onda material. Más tarde Max Born propuso una interpretación probabilística de la función de onda de los electrones. Esa nueva interpretación es compatible con los electrones concebidos como partículas cuasipuntuales cuya probabilidad de presencia en una determinada región viene dada por la integral del cuadrado de la función de onda en una región. Es decir, en la interpretación posterior del modelo, éste era modelo probabilista que permitía hacer predicciones empíricas, pero en el que ni la posición ni el movimiento del electrón en el átomo variaba de manera determinista.
Sin embargo, el nombre de "modelo atómico" de Schrödinger puede llevar a una confusión ya que no explica la estructura completa del átomo. El modelo de Schrödinger explica sólo la estructura electrónica del átomo y su interacción con la estructura electrónica de otros átomos, pero no explica como es el núcleo atómico ni su estabilidad.
MODELO MATRICIAL DE HEISENBERG
Heisenberg renunció a todo intento de describir el átomo como un compuesto de partículas y ondas.
Pensó que cualquier intento
de establecer analogías entre la estructura atómica y la estructura del
macrocosmos estaba condenado al fracaso.
Prefirió describir los niveles de energía u órbitas de electrones en términos numéricos puros, sin la menor traza de esquemas. Para
combinar sus números usó un artificio matemático denominado "matriz" y
por ello el sistema se denominó "mecánica de matriz".
Concentró sus
esfuerzos en la idea de agrupar la información en forma de cuadros de
doble entrada, como en la teoría de matrices. Pensó que como la
multiplicación de matrices no es conmutativa, toda asociación de
cantidades físicas con matrices tendrá que reflejar este hecho
matemático.
Esto lo llevó a enunciar el importante “Principio de Indeterminación”, llamado también "Principio de Incertidumbre".
En el año 1932, se le concedió el Premio Nobel de Física, en reconocimiento a su invento de la "mecánica cuántica matricial".
La teoría cuántica tuvo un
éxito enorme y es el principal descubrimiento científico del siglo XX,
junto con la teoría de la relatividad.
En 1927, Werner Heisenberg indicó que, puesto que una función de onda está determinada por el tiempo y la posición, es imposible obtener simultáneamente valores precisos tanto para la posición como para el momento de la partícula para cualquier punto dado en el tiempo. Este principio fue conocido como principio de incertidumbre de Heisenberg.
Mecánica matricial de Werner Heisenberg.
Mecánica matricial
La Mecánica matricial es una formulación de la mecánica cuántica creada por Werner Heisenberg, Max Born y Pascual Jordan en 1925. La mecánica matricial fue la primera definición completa y correcta de la mecánica cuántica. Extiende el modelo de Bohr al describir como ocurren los saltos cuánticos. Lo realiza interpretando las propiedades físicas de las partículas como matrices que evolucionan en el tiempo. Es el equivalente a la formulación ondulatoria planteada por Erwin Schrödinger y es la base de la notación bra-ket de Paul Dirac para la formulación ondulatoria.A inicios del siglo XX la ruptura de los conceptos clásicos con los experimentos realizados era evidente. Los primeros modelos fueron propuestos por Albert Einstein, Niels Bohr, Arnold Sommerfeld y muchos otros; quienes fundaron las bases de lo que ahora se conoce como mecánica cuántica. Sin embargo, esta ruptura con la mecánica clásica a pesar de ser prometedora era evidente que muchos de los conceptos estaban siendo establecidos ad hoc. En la década de los veinte, un grupo de relativamente jóvenes físicos tomaron el liderazgo en la elaboración de una teoría acorde con los nuevos postulados encontrados; teoría que, contraria a la formulación clásica, debía ser basada en los experimentos y no en la intuición. Además de requerir un lenguaje matemático más preciso.
En este sentido, Werner Heisenberg fue el primero completar una formulación matemática más elaborada de la mecánica cuańtica. Esta formulación se basa en que los aspectos teóricos de los sistemas están fundados exclusivamente en las relaciones entre cantidades pertenecientes al sistema que, en principio, es observable. En mecánica cuántica, los observables son las cantidades que directa o indirectamente pueden ser experimentalmente medidas. Esta premisa lo condujo a una formulación exitosa de la mecánica cuántica basado en la teoría de matrices.
Heisenberg trabajo con datos experimentales relacionados a la transición atómica de las interacciones de los átomos con cuantos de luz, fotones, tratando de identificar los observables relevantes. De esta manera él argumentó que las cantidades relacionadas a las transiciones eran los objetos básicos relevantes. En 1925 Heisenberg propuso la primera estructura matemática coherente acerca de la teoría atómica para los átomos.
En la elaboración de esta Mecánica Matricial fue importante el trabajo de Max Born y Pascual Jordan, quienes reconocieron que esas cantidades obedecían las reglas preestablecidas por el álgebra matricial.
Relación de indeterminación de Heisenberg
Gráfico del Principio de Indeterminación de Heisenberg.
En mecánica cuántica, la relación de indeterminación de Heisenberg o principio de incertidumbre
establece la imposibilidad de que determinados pares de magnitudes
físicas sean conocidas con precisión arbitraria. Sucintamente, afirma
que no se puede determinar, en términos de la física clásica,
simultáneamente y con precisión arbitraria, ciertos pares de variables
físicas, como son, por ejemplo, la posición y el momento lineal (cantidad de movimiento)
de un objeto dado. En otras palabras, cuanta mayor certeza se busca en
determinar la posición de una partícula, menos se conoce su cantidad de
movimiento lineal y, por tanto, su velocidad. Esto implica que las
partículas, en su movimiento, no tienen asociada una trayectoria
definida como lo tienen en la física newtoniana. Este principio fue
enunciado por Werner Heisenberg en 1927.El principio de indeterminación no tiene un análogo clásico y define una de las diferencias fundamentales entre física clásica y física cuántica. Desde un punto de vista lógico es una consecuencia de axiomas corrientes de la mecánica cuántica y por tanto estrictamente se deduce de los mismos.
Orbital atómico
Un orbital atómico es una determinada solución particular, espacial e independiente del tiempo a la ecuación de Schrödinger para el caso de un electrón sometido a un potencial coulombiano. La elección de tres números cuánticos en la solución general señalan unívocamente a un estado monoelectrónico posible.Estos tres números cuánticos hacen referencia a la energía total del electrón, el momento angular orbital y la proyección del mismo sobre el eje z del sistema del laboratorio
La combinación de todos los orbitales atómicos dan lugar a la corteza electrónica representado por el modelo de capas electrónico. Este último se ajusta a los elementos según la configuración electrónica correspondiente
------------
Rutherford–Bohr model
Bohr model (1913)
Rutherford-Bohr-Sommerfield atom model
Vector model
In physics, in particular quantum mechanics, the Vector model of the atom is a model of the atom in terms of angular momentum. It can be considered as the extension of Rutherford-Bohr-Sommerfield atom model to multi-electron atoms.
Illustration of the vector model of orbital angular momentum.
Mecanica cuantica: el gato de Schrodinger
Subido por
buenrato
el 28/03/2007. Vea más en http://buenrato.blogspot.com/
El experimento del gato de Schrödinger o paradoja de Schrödinger es un experimento imaginario, diseñado por Erwin Schrödinger para exponer uno de los aspectos más extraños, a priori, de la mecánica cuántica.
La paradoja ha sido objeto de tanta controversia (y de discusión no sólo científica, sino hasta filosófica) que Schrödinger llegó a afirmar que "cada vez que escucho hablar de ese gato, empiezo a sacar mi pistola".
El experimento del gato de Schrödinger o paradoja de Schrödinger es un experimento imaginario, diseñado por Erwin Schrödinger para exponer uno de los aspectos más extraños, a priori, de la mecánica cuántica.
La paradoja ha sido objeto de tanta controversia (y de discusión no sólo científica, sino hasta filosófica) que Schrödinger llegó a afirmar que "cada vez que escucho hablar de ese gato, empiezo a sacar mi pistola".
Importancia de la Teoría Atómica
La importancia de esta teoría no puede ser exagerada. Se ha dicho (por ejemplo el premio Nobel Richard Feynman) que la teoría atómica es la teoría más importante en la historia de la ciencia. Esto se debe a las implicaciones que ha tenido, tanto para la ciencia básica como por las aplicaciones que se han derivado de ella.Toda la química y bioquímica modernas se basan en la teoría de que la materia está compuesta de átomos de diferentes elementos, que no pueden transmutarse por métodos químicos. Por su parte, la química ha permitido el desarrollo de la industria farmacéutica, petroquímica, de abonos, el desarrollo de nuevos materiales, incluidos los semiconductores, y otros avances.
Enlaces externos
Quimica Para El Acceso a Ciclos Formativos de Grado Superior .e-book.
¿ES EL NUCLEO FUNDAMENTAL?
Los científicos descubrieron que el núcleo está compuesto de protones (p) y neutrones (n).
¿Son los Protones y Neutrones fundamentales?
- Resulta que incluso los protones y los neutrones no son fundamentales -- están compuestos por partículas más fundamentales llamadas quarks.
-
Los físicos ahora creen que los quarks
y los electrones SON fundamentales.
- (Sin embargo, ésta es una pregunta que sólo puede responderse en forma experimental.)
Por lo que sabemos, los quarks son como puntos en la geometría. No están hechos de otra cosa.
Después de las pruebas ampliamente realizadas, los científicos ahora sospechan que los quarks y los electrones (y algunas otras cosas que veremos más adelante) son fundamentales.
ESTE ES EL MODELO MODERNO DE ATOMO.
Dentro del átomo los electrones están en constante movimiento alrededor del núcleo, protones y neutrones dentro del núcleo se agitan, y se agitan los quarks dentro de los protones y los neutrones.
El 99.999999999999% del volumen de un átomo es espacio vacío!
Este esquema gráfico está muy distorsionado.
Escala del Atomo: Un átomo es muy pequeño (10-10 metros), si lo tomamos como referencia, el núcleo (10-14 metros) es diez mil veces más pequeño que el átomo y los quarks y los electrones (10-18 metros) son por lo menos diez mil veces más pequeños que el núcleo.No sabemos exactamente cómo los quarks y los electrones son de pequeños, son definitivamente menores que 10-18 metros, y que, literalmente, podrían ser puntos, pero no lo sabemos.
También es posible que los quarks y los electrones no sean fundamentales, después de todo, y puede estar formados por otras partículas más fundamentales. (¿Oh, va a tener fin esta locura?)
Los quarks y la escala de las cosas
Si bien sabemos con certeza que los quarks y electrones son más pequeños que 10 a la (-18) metros, es posible que ellos no tengan volumen. También es posible que los quarks y electrones no sean fundamentales sino que estén compuestos de partículas más fundamentales. (Vaya! ¿Ésto nunca terminará?)
En resumen, sabemos que los átomos están compuestos de protones,
neutrones, y electrones. Los protones y neutrones están compuestos de
quarks, los cuales posiblemente estén compuestos de partículas más
fundamentales...
...pero, esperamos que no.Las partículas fundamentales
Los físicos buscan partículas no descubiertas para tratar de comprender como funciona el universo. Y siempre se preguntan si, tanto las nuevas partículas como las partículas ya conocidas, serán verdaderamente fundamentales.
¿Qué estamos buscando?
Los físicos buscan constantemente nuevas partículas. Cuando las encontraron, las clasificaron y trataron de encontrar patrones que nos explicaran cómo los bloques de construcción fundamentales del universo interactúan.Hasta ahora se han descubierto unas 200 partículas (la mayoría de los cuales no son fundamentales). Para hacer un seguimiento de todas estas partículas, se nombran con las letras de los alfabetos griego y romano.
Por supuesto, los nombres de las partículas no son más que una pequeña parte de cualquier teoría física. No hay que desanimarse si se tienen problemas para acordarse de ellos. ¡Ánimo: hasta el gran Enrico Fermi una vez dijo a su discípulo Leon Lederman (futuro Premio Nobel) : «Joven, si puedes recordar los nombres de estas partículas, podrías ser un buen botánico!"
A medida que los físicos fueron descubriendo mayor número de partículas,
decidieron utilizar una convención de nombres para
facilitar el trabajo. Para ese fin,
asignaron a las partículas individuales letras de los alfabetos Griego y
Romano.
Los nombres de muchas partículas son palabras compuestas.
Nota: los chistes de abajo sólo tienen sentido en inglés; por eso no son traducidos
El Modelo Standard
)
)
)
Los físicos han desarrollado una teoría llamada el Modelo Standard, que intenta describir toda la materia y todas las fuerzas existentes en el universo (excepto la gravedad). Su elegancia radica en la capacidad de justificar la existencia de cientos de partículas e interacciones complejas, sobre la base de sólo unas pocas partículas e interacciones fundamentales.
- Partículas portadoras de fuerza: Cada tipo de fuerza fundamental es "transportada" por una partícula portadora de fuerza (el fotón es un ejemplo).
- Partículas materiales: El Modelo Standard establece que la mayoría de las partículas de las cuales tenemos conocimiento están compuestas en realidad de partículas más fundamentales llamadas quarks. Hay otra clase de partículas fundamentales llamadas leptones (el electrón es un ejemplo).
Es decir, hay dos clases de partículas: las partículas que son materia (como los electrones, los protones, los neutrones, y los quarks) y partículas que transportan fuerzas (como los fotones).
Física de partículas
La física de partículas es la rama de la física que estudia los componentes elementales de la materia y las interacciones entre ellos. Se conoce a esta rama también como física de altas energías, debido a que muchas de las partículas se las puede ver sólo en grandes colisiones provocadas en los aceleradores de partículas
Historia de la física de partículas
El hombre, desde la antigüedad, ha imaginado que el Universo en el que habita está compuesto de varios elementos; por ejemplo, Empédocles en el siglo V antes de nuestra era postuló que todo lo existente se podría obtener de la mezcla de agua, tierra, fuego y aire.3 Podríamos mencionar a Demócrito como el primero en indicar la existencia de átomos, como una especie de elementos indivisibles.
Los avances científicos de principios del siglo XX por parte de Max Planck, Albert Einstein, Niels Bohr y otros dieron lugar al nacimiento de la mecánica cuántica. El efecto fotoeléctrico mostraba la naturaleza cuántica de la luz para explicar su interacción con la materia, denominándose fotón al "cuanto" de luz. Actualmente se conocen otras tres partículas que interactúan con la materia, llamadas bosones. Para explicar la estructura de la materia aparecieron diferentes modelos atómicos, siendo, hacia 1930, los electrones, protones y neutrones los constituyentes básicos de la materia. Hacia 1960, gracias a Murray Gell-Mann, se predicen constituyentes más elementales para los protones y neutrones, los quarks, por lo que los elementos básicos constituyentes de la materia se convierten en quarks, electrones y neutrinos.
Partículas elementales y Modelo estándar
Los físicos de partículas se han esforzado desde un principio por
clasificar las partículas conocidas y por describir toda la materia y
sus interacciones. A lo largo de la historia de la física han existido muchas partículas
que en su momento se han definido como indivisibles, tales como los
protones y neutrones, que más adelante se ha demostrado que no lo son.
Después de diferentes teorías atómicas y nucleares, en la actualidad se
usa el llamado modelo estándar para describir la materia que constituye el universo y sus interacciones.
De acuerdo con el Modelo Estándar, existen seis tipos de quarks, seis tipos de leptones y cuatro tipos de bosones. Estas partículas están divididas en dos grandes categorías por el principio de exclusión de Pauli: las que no están sujetas a este principio son los bosones y a las que sí lo están se las llama fermiones.
MODELO ESTANDARD DE PARTICULAS
Los físicos han desarrollado una teoría llamada el Modelo Estándar (The Standard Model) que explica cómo es el mundo y qué es lo que lo mantiene unido. Es una teoría simple y completa que explica todos los cientos de partículas e interacciones complejas con sólo:
De acuerdo con el Modelo Estándar, existen seis tipos de quarks, seis tipos de leptones y cuatro tipos de bosones. Estas partículas están divididas en dos grandes categorías por el principio de exclusión de Pauli: las que no están sujetas a este principio son los bosones y a las que sí lo están se las llama fermiones.
MODELO ESTANDARD DE PARTICULAS
Los físicos han desarrollado una teoría llamada el Modelo Estándar (The Standard Model) que explica cómo es el mundo y qué es lo que lo mantiene unido. Es una teoría simple y completa que explica todos los cientos de partículas e interacciones complejas con sólo:
- 6 Leptones. El leptón más conocido es el electrón.
- 6 Quarks.Componentes de los protones y neutrones.
- Partículas mediadoras de fuerzas (Bosones), como el fotón
The best known lepton is the electron (e-). The other two
charged leptons are the muon( ) and the
tau( ), which are charged like electrons but
have a lot more mass.
The other leptons are the three types of neutrinos
( ). They have no electrical charge, very little mass, and they
are very hard to find.
Quarks are sociable and only exist in composite particles with other quarks, whereas leptons are solitary particles. Think of the charged leptons as independent cats with associated neutrino fleas, which are very hard to see.  |
Leptones
Leptón o leptó (griego antiguo y kazarévusa λεπτόν, griego moderno λεπτό; pl. λεπτά; «delgado, fino») es nombre dado en griego a las fracciones de ciertas divisas empleadas en el mundo griego antiguo y que se ha seguido empleando en las monedas griegas contemporáneas: el fénix, la dracma moderna y el euro.Hay seis leptones; tres de ellos tienen carga eléctrica y los otros tres no. El más conocido de los leptones cargados es el electrón (e-). Los otros dos leptones cargados son el muón (µ) y la partícula tau (
),
que son esencialmente electrones, pero de masa mucho mayor.
Los leptones cargados son todos negativos.
). No tienen carga eléctrica y su masa es muy pequeña (si la tienen).
Existe un tipo de neutrino para cada tipo de leptón cargado eléctricamente.
Para cada uno de los seis leptones hay un leptón de antimateria (antileptón), de igual masa pero de carga opuesta.
Tabla de leptones
Masa: en GeV/c2 (un billón de electrón volts dividido
por la velocidad de la luz al cuadrado. La masa es medida en términos de
energía, debido a que la masa es justamente una forma de energía, 1 GeV es algo más que la cantidad de energía necesaria para crear un protón (la masa de un protón es 0.938 GeV/c2 = 1.67 x 10 ^ (-27) kg.)
Leptones solitarios
Los leptones, al igual que los solitarios e independientes felinos, pueden existir sin necesidad de la compañía de otras partículas. Los quarks, en cambio, sólo se encuentran en grupos.
MUON
Enigma of the muon The g-2 experiments
In the 1950s the muon was still a complete enigma. Physicists could not yet say with certainty whether it was simply a much heavier electron (with 200 times the mass) or whether it belonged to another species of particle. Acting on an idea of a visiting American physicist, Leon Lederman, CERN launched the ‘g-2’ experiment in 1959, aimed at measuring one of the properties of this strange electron – its ‘magnetic moment’. The experiment was to test quantum electrodynamics, a theory elaborated in the 1940s to describe the effect of the electromagnetic force on charged subatomic particles such as electrons or muons. Among other things, the theory predicts an anomalously high value for the muon's magnetic moment ‘g’, which is a little more than 2, hence the name of the experiment.Six physicists joined forces in 1959 to try and measure this value on CERN’s first accelerator, the Synchrocyclotron. Two years later, the team published the first direct measurement with a 2% precision with respect to the theoretical value. By 1962, the precison had been whittled down to just 0.4%. This was a great success since it validated the theory of quantum electrodynamics. As predicted, the muon turned out to be a heavy electron.
The team members then went their separate ways, but one of them stayed on and proposed a follow-up project at CERN’s newly commissioned accelerator, the Proton Synchrotron. A new group was set up and the second experiment, which started in 1966, pushed things even further by obtaining a result 25 times more precise than previous values. The greater sensitivity revealed a quantitative discrepancy between the experimental values and the theory, thus prompting theorists to re-calculate their models.
A third experiment was launched in 1969. The final results were published in 1979 and confirmed the theory to a precision of 0.0007%. From 1984, the United States took up the mantle of investigating the muon’s anomalous magnetic moment, putting the finishing touches to an edifice built at CERN.
Related links
- Francis Farley: What invention is all about
- CERN Courier article: A magnetic memorial to decades of experiments
TAU
NEUTRINOS
Los neutrinos son un tipo de leptón.
No tienen carga eléctrica y su masa, si es que tienen masa, es pequeña.
Por eso, casi nunca interactúan con otras partículas.
La mayor parte de los neutrinos atraviesan la Tierra en línea recta, sin interactuar ni una sola vez.
Los
neutrinos se producen a partir de una variedad de decaimientos e
interacciones.
Por ejemplo, un neutrón decae formando un protón, un electrón, y un
anti-neutrino.
De hecho, fue a través de cuidadosas observaciones de los decaimientos
radioactivos, como los físicos establecieron la hipótesis de la
existencia del neutrino.
Por ejemplo, cuando un neutrón decae formando un electrón y un protón, la suma de los ímpetus del electrón y el protón no es igual al ímpetu original del neutrón. Así, se conjeturó que debe haber otra partícula involucrada en este decaimiento, que se lleve el ímpetu perdido: es el neutrino.
Pregunta:
¿Porqué hay tantos neutrinos en el espacio?
Dado que los neutrinos
son creados en abundancia y raramente interactúan con la materia, hay una gran cantidad de ellos en el Universo.
Si tuvieran alguna masa, ellos contribuirían
mucho a la masa total del Universo, y afectarían su expansión.
Because neutrinos were produced in great abundance
in the early universe and rarely interact with matter, there are a lot of them in the Universe. Their tiny mass but huge numbers
may contribute to total mass of the universe and affect its expansion
NEUTRINO
Nauta silente
Que atraviesas pétalos y rocas
Sin alterar su sueño
Mensajero insuperable
De los sucesos de ayer
Emperador de las tinieblas
Que cuelgas a voluntad
La levedad
Para cerrar el mundo
Pequeño diablillo que moras
En las burbujas del vacío
Y que argumentas el brillo
De la materia que se aduna
Arca cerrada
De la memoria del Fuego
Prisionero de otra historia
Síntesis minúscula del caos
Vocero fugaz de los cambios
De escenario
La poesía y la ciencia
Anhelan descifrar tus saltos
Antes de que tu inmensa
Alfombra negra
Se convierta en necrópolis
De todo el universo
Antonio Mora Vélez 2000
Quarks
Quarks
Las próximas partículas materiales que vamos a discutir son los llamados quarks.
Los quarks tienen la inusual característica de tener carga eléctrica fraccionaria, de valor 2/3 ó -1/3, a diferencia de la carga -1 del electrón, o de la carga +1 del protón. Los quarks también transportan otro tipo de carga llamada carga de color , que discutiremos más adelante.
Los quarks son partículas interesantes. Hay una curiosa historia acerca del
descubrimiento y la denominación de los quarks.
Quizás el quark más famoso, es el quark TOP, que fue recientemente descubierto, luego de haber sido buscado por mucho tiempo.
Para su entretenimiento, ¿le gustaría ver un modelo de corcho?
Los graciosos quarks
Un poco de la historia del quark:
En 1964 Murray Gell-Mann y George Zweig sugirieron que cientos de las partículas conocidas hasta el momento, podrían ser explicadas como una combinación de sólo 3 partículas fundamentales. Gell-Mann eligió el nombre caprichoso de "quarks" para estos constituyentes. Esta palabra aparece en la frase "three quarks for Muster Mark" en la novela de James Joyce, Finnegan's Wake.La parte revolucionaria de la idea era que ellos debieron asignarle a los quarks cargas eléctricas de 2/3 y -1/3 (en unidades de la carga del protón): nunca habían sido observadas cargas como esas. Primero los quarks fueron considerados como un truco matemático, pero los experimentos han convencido a los físicos de que los quarks existen.
¿Cómo surgieron los absurdos nombres de los quarks?
Hay seis sabores de quarks. "Sabores" ("Flavors") aquí significa simplemente, diferentes tipos.
Los dos quarks más livianos se llamaron ARRIBA (UP) y ABAJO (DOWN).
The Up and Down quarks are the most common and least massive quarks, being the constituents of protons and neutrons and thus of most ordinary matter. The fact that the free neutron decays |
El tercer quark se llamó EXTRAÑO (STRANGE). Este nombre se había
utilizado ya, asociado a los mesones K, porque sus largas vidas
parecían ser una propiedad "extraña" o inesperada (los mesones K
contienen quarks extraños).
The omega-minus, a baryon composed of three strange quarks, is a classic example of the need for the property called "color" in describing particles. Since quarks are fermions with spin 1/2, they must obey the Pauli exclusion principle
and cannot exist in identical states. So with three strange quarks, the
property which distinguishes them must be capable of at least three
distinct values. 
ENCANTO (CHARM), el cuarto tipo de quark, fue llamado de este modo porque sí. Fue descubierto en 1974 en el Stanford Linear Accelerator Center formando parte de la partícula que ellos llamaron 
(psi), y simultáneamente, en el
Brookhaven National Laboratory dentro de la partícula que llamaron "J".
El 
es una combinación de quarks charm-anticharm.
(
).
Los quarks quinto y sexto fueron llamados originalmente VERDAD (Truth) y BELLEZA (Beauty), pero incluso los físicos pensaron que era demasiado absurdo.
Ahora ellos son llamados CIMA (TOP) Y FONDO (o TRASERO!) (BOTTOM) (manteniendo las iniciales T y B.)
El quark BOTTOM, que forma parte de la combinación bottom-antibottom,
(
)
llamada Upsilon, (
) fue observado por primera vez en el Laboratorio Nacional Fermi en 1977.
El sexto sabor del quark, el
TOP, es el más masivo de los quarks.
Es unas 35,000 veces más masivo que los quarks up y down, que forman la
mayoría de la materia que nosotros vemos a nuestro alrededor. El 2 de
marzo de 1995 el Laboratorio Nacional Fermi anunció el descubrimiento del
quark TOP.
De los seis quarks, cuya existencia fue predicha por la teoría
científica vigente, el quark TOP fue el último en ser descubierto.
Tabla de quarks
Carga eléctrica: en términos de la carga de un protón (+1), o en unidades SI, 1.60 x 10^(-19) coulombs.
Masa: en GeV/c2
(un billón de electrón volts dividido
por la velocidad de la luz al cuadrado. La masa es medida en términos de
energía, debido a que la masa es justamente una forma de energía, 1
GeV es algo más que la cantidad de energía necesaria para crear un
protón (la masa de un protón es 0.938 GeV/c2 = 1.67 x 10 ^ (-27) kg.)
Masas de los quarks:
Las masas de los quarks están indicadas como "masa aproximada". Es muy difícil determinar la masa, o incluso definir qué se entiende por masa de un quark, dado que un quark no se puede aislar. Ésto es especialmente cierto para la generación más ligera (u y d), ya que la mayor parte de la masa de sus compuestos (como protones y neutrones) no proviene de la masa de los quarks, sino de la energía de confinamiento.
Table of quark properties
Quarks and Leptons are the building blocks which build up matter, i.e., they are seen as the "elementary particles". In the present standard model, there are six "flavors" of quarks. They can successfully account for all known mesons and baryons (over 200). The most familiar baryons are the proton and neutron, which are each constructed from up and down quarks. Quarks are observed to occur only in combinations of two quarks (mesons), three quarks (baryons). There was a recent claim of observation of particles with five quarks (pentaquark), but further experimentation has not borne it out.
| quark | Symbol | Spin | Charge | Baryon Number | S | C | B | T | Mass |
| Up | U | 1/2 | +2/3 | 1/3 | 0 | 0 | 0 | 0 | 1.7-3.3 MeV |
| Down | D | 1/2 | -1/3 | 1/3 | 0 | 0 | 0 | 0 | 4.1-5.8 MeV |
| Charm | C | 1/2 | +2/3 | 1/3 | 0 | +1 | 0 | 0 | 1270 |
| Strange | S | 1/2 | -1/3 | 1/3 | -1 | 0 | 0 | 0 | 101 MeV |
| Top | T | 1 | +2/3 | 1/3 | 0 | 0 | 0 | +1 | 172 GeV |
| Bottom | B | 1/2 | -1/3 | 1/3 | 0 | 0 | -1 | 0 | 4.19 GeV(MS) |
"Tu humilde corazón de "quarks" , Tango"
“Tu humilde corazón de “quarks , Tango” -/(tango) Daniel H Guasti
Con mis ojos de lágrimas nublados,
.hoy te estoy recordando.
…me “deschavo” mas renuente,
.que un “resorte cuántico”.
Me instiga mi arrepentimiento,
.y tu carita iluminada de “gluones”…
Tu bondad es un jardín de flores,
.dentro de tu humilde corazón de “quarks”.
Creo conocer hasta la mas ínfima particularidad,
.por haberlo invadido hasta el colmo…
Nadie como yo conoce tu corazón herido,
.y se , que no me has perdonado…
Merezco tu excomunión…
.por no haber considerado…
. a la mujer mas noble en el barrio…
Mi orgullo a veces me miente,
.y me decreta que tu no eras para mi.
El gran error que yo cometí,
.es el de no haberte valorado a tiempo.
Ahora es tiempo de mi escarmiento,
.y volver a rezarte arrodiyao’…
Pude yo sentir el dulce latir,
.en cada partícula de tu “cuore”…
Ahora que me salpican las razones,
.que yo niego para no enloquecer…
Esos “quarks” algún día van a comprender,
.para otorgarme mi absolución…
De Ti yo solo espero el perdón,
.a pesar del aullido de algunos “leptones”…
Las culpas nunca se mitigan,
.si uno no obtiene su respuesta.
A veces , el destino te “gambetea”,
.y te hace un par de “caños”…
Luego…van pasando los años,
.y no conseguís lo que presumiste…
Mejor…haber medido el desastre,
..el que le hice a tu pobre corazón…
“Up”, “charm” , “top” , “down”, “strange”, “botton”…
.una delantera de sufridos “quarks”…
El fino cuadro que te eleva a un cielo providencial ,
.y que siempre me estará penando…
De que sirve un pañuelo,
.si no es para eternamente llorarte…
El futuro me dejará de “garpe” …
Y en mi pobre corazón… el agujero…
Daniel H Guasti
Murray Gell-Mann sobre la belleza y la verdad en la física
http://www.ted.com/talks/murray_gell_mann_on_beauty_and_truth_in_physics.html
Armado
de sentido del humor y términos para el público en general, el ganador
del premio Nobel Murray Gell-Mann brinda a los seguidores de TED
conocimientos sobre física de partículas, mediante preguntas como: ¿Las
ecuaciones elegantes tienen más probabilidad de ser correctas que las no
elegantes?
Translated into Spanish by Raul Saavedra Reviewed by Sebastian Betti
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tabla de quarks. - descubrimiento y la denominación de los quarks. - quark TOP, -
Interacciones de los quarks |
Unidades |
Compuestos (Hadrones)
Examine la producción de un quark top a partir de una aniquilación
protón/antiprotón. - Mire una animación de este proceso -Mire un verdadero evento TOP.-
- Sabor
Figura sobre la producción del quark top-------------------------------------------------------------------------------------
Los quarks son partículas interesantes. Hay una curiosa historia acerca del
descubrimiento y la denominación de los quarks.
Quizás el quark más famoso, es el quark TOP, que fue recientemente descubierto, luego de haber sido buscado por mucho tiempo.
El quark TOP
El 2 de marzo de 1995, el Fermilab anunció el descubrimiento del quark top,
el último de los seis quarks, cuya existencia había sido predicha por
el Modelo Standard. La investigación comenzó en 1977, cuando los físicos
descubrieron el quinto quark, el bottom, en el Fermilab.
Tomó mucho tiempo obtener el top, porque este quark resultó mucho más
masivo que lo originalmente previsto; por eso fue necesario un
acelerador más poderoso para poder crearlo.
Aunque el quark top decae muy rápidamente como para ser observado, deja
tras de sí, partículas que dan un registro de su existencia - una
"firma" del quark top. El top puede decaer de varios modos. Como un
quark top aparece sólo en una de varios millones de colisiones, fue
necesario realizar trillones de colisiones para producirlo.
Los físicos siguen sin entender por que el top es tan masivo. Es 40
veces más pesado que el inmediatamente inferior en masa, y cerca de
35,000 veces más pesado que los quarks up y down, que conforman la mayor
parte de la materia que vemos a nuestro alrededor. De hecho aún queda
por responder la pregunta de porqué cualquier cosa tiene masa. Los
físicos esperan que el descubrimiento del quark top les permitirá
aumentar su comprensión acerca de estas preguntas.
FÍSICA
|
El Gran acelerador de partículas en GinebraEl CERN descubre indicios de la partícula elemental más pesada
Interconexión del módulo último del LHC. | CERN
El Gran Colisionador de Hadrones
(LHC, por sus siglas en inglés) ha abierto la puerta a la llegada de
nuevos descubrimientos relativos a la Física de Partículas, tras obtener los primeros indicios de la partícula elemental más pesada o 'top quark', la primera detección realizada por un laboratorio europeo.
Este hallazgo ha sido hecho público por el Laboratorio Europeo de Física de Partículas (CERN), organismo que opera el acelerador de partículas más potente del mundo, durante la presentación de los primeros resultados de este gran experimento internacional en la Conferencia Internacional de Física de Altas Energías (ICHEP), la mayor del mundo en la materia y que reúne a más de 1.000 participantes en París.
Los portavoces de LHC han destacado el buen funcionamiento de la máquina, que ha multiplicado el número de colisiones registrado por más de mil, lo que ha permitido "redescubrir" partículas conocidas del 'Modelo estándar': la teoría que contiene el conocimiento actual sobre las partículas que forman la materia y las fuerzas que actúan entre ella; "un paso esencial" antes de realizar otros descubrimientos, a juicio de los expertos.
Rendimiento positivo
Según el Modelo Estándar, el 'top quark' es el más masivo de los constituyentes elementales de la materia. Dada su gran masa se necesitan grandes energías para producirlo mediante colisiones de partículas, las cuales sólo se podían alcanzar en Tevatron y, a partir de ahora, en LHC.
Entre los miles de millones de colisiones registradas hasta ahora se encuentran indicios de producción de dicho 'top quark', la primera vez que ocurre en un laboratorio europeo. Ésta fue la última partícula elemental descubierta, en 1995 en el Tevatron, el acelerador de partículas de Fermilab (Estados Unidos).
Para el CERN, el LHC, que está aún en su primera etapa de funcionamiento, está realizando continuos progresos hacia sus condiciones finales de operación. "Parece que el Modelo Estándar está funcionando como se esperaba. Ahora el siguiente paso es que nos muestre lo que es nuevo", dijo el director general del CERN, Rolf Heuer.
Este hallazgo ha sido hecho público por el Laboratorio Europeo de Física de Partículas (CERN), organismo que opera el acelerador de partículas más potente del mundo, durante la presentación de los primeros resultados de este gran experimento internacional en la Conferencia Internacional de Física de Altas Energías (ICHEP), la mayor del mundo en la materia y que reúne a más de 1.000 participantes en París.
Los portavoces de LHC han destacado el buen funcionamiento de la máquina, que ha multiplicado el número de colisiones registrado por más de mil, lo que ha permitido "redescubrir" partículas conocidas del 'Modelo estándar': la teoría que contiene el conocimiento actual sobre las partículas que forman la materia y las fuerzas que actúan entre ella; "un paso esencial" antes de realizar otros descubrimientos, a juicio de los expertos.
Rendimiento positivo
Según el Modelo Estándar, el 'top quark' es el más masivo de los constituyentes elementales de la materia. Dada su gran masa se necesitan grandes energías para producirlo mediante colisiones de partículas, las cuales sólo se podían alcanzar en Tevatron y, a partir de ahora, en LHC.
Entre los miles de millones de colisiones registradas hasta ahora se encuentran indicios de producción de dicho 'top quark', la primera vez que ocurre en un laboratorio europeo. Ésta fue la última partícula elemental descubierta, en 1995 en el Tevatron, el acelerador de partículas de Fermilab (Estados Unidos).
Para el CERN, el LHC, que está aún en su primera etapa de funcionamiento, está realizando continuos progresos hacia sus condiciones finales de operación. "Parece que el Modelo Estándar está funcionando como se esperaba. Ahora el siguiente paso es que nos muestre lo que es nuevo", dijo el director general del CERN, Rolf Heuer.
Para su entretenimiento, ¿le gustaría ver un modelo de corcho?
El modelo de corcho por Don Groom, Berkeley Lab.
| Charm | ||
| Up |  |
Top |
| Down | Bottom | |
| Strange |
Cork model/bad pun by Don Groom, Particle Data Group, LBNL.
Hadrones: sociedades de quarks
Como en las comunidades de elefantes, los quarks sólo existen agrupados con otros quarks. Los quarks individuales tienen cargas eléctricas fraccionarias. Sin embargo, estas cargas fraccionarias nunca son observadas directamente porque los quarks nunca están solos; por el contrario, los quarks forman partículas compuestas llamadas hadrones. La suma de las cargas eléctricas de los quarks, que constituyen un hadrón, es siempre un número entero. En tanto que los quarks individuales llevan carga de color, los hadrones son de color neutro.
Hay dos clases de hadrones:
- Bariones:
- Los bariones son los hadrones constituidos por tres quarks (qqq). Por ejemplo,
los protones son 2 quarks up y 1 quark down (uud) y los neutrones son 1 up y 2
down (udd).
- Mesones:
- Los mesones contienen un quark (q) y un
antiquark (
). Por ejemplo, un pión negativo (
) es (
).
Es muy interesante conocer que la masa de un hadrón no es completamente igual a la suma de las masas de los quarks que lo forman!
Masas de los hadrones
En general, sólo una pequeña parte de la masa de un hadrón
(por ejemplo un protón), es debida a
los quarks que contiene. La mayor parte de la masa del hadrón proviene de las energías
potencial y cinética del sistema. (Recuerde,
;
nosotros percibimos la energía en el sistema como si fuera masa).
;
nosotros percibimos la energía en el sistema como si fuera masa).
"Hadrones" en tu campo aúrico, Tango"
“Hadrones” en tu campo aúrico” (tango) Daniel H Guasti
¿Qué es?…esa energía reverencial…
Que por las noches te ilumina.
“Yuntas” de “quark-anti quark”,
.en el “espin” de tu alma lúcida…
Puentes de luces y sombras,
.en el silencio de la vereda oscura.
Nubes de “partículas cuánticas”,
.con tu complejidad a cuestas…
Ya no te puedo entender,
.tendré que convertirme en científico…
Que te lleven al “CERN”,
.para acelerarte a la velocidad de la luz…
Quizás puedan centrifugar la virtud,
.de los misterios que acaparas.
Mis asombros están en “cana”,
.por cada vez entenderte menos…
En mi cabeza son un escándalo,
.llenando un pizarrón de “ecuaciones cuánticas”.
La música que te refiere se agiganta,
.y se “mamarrachea” con trazos de tiza…
Que ciencia onerosa e inexplicable,
.como la podré desentrañar…
Si al final…me quedo “en bolas”…
Como expectativas que se van…
A puro cálculos me empecino,
.pero siempre me faltan algunos “quarks”…
Nunca llegaré yo a “calar”,
.lo que en tu alma hay de agujero…
Voy y vengo como un cartero,
.con mis “gluones” en el bolsillo.
Los acaparo como un tesoro,
.como premios a mi castigo….
Por eso es que cada tanto yo te investigo,
.con una curiosidad de “Físico Cuántico”
Y tato de olvidar tu olvido,
.con las partículas de tu “campo aúrico”…
Hay “hadrones” que ya colisionaron,
.en el espanto de tu exótico caos…
Yo los atajos en sus despojos,
.y les susurro que los venero…
En la busca de tus misterios,
.yo siempre me quemo como un fósforo…
Pongo en tu corazón , mis ojos…
Y al resto de tus “hadrones” …yo los estudio…
Daniel H Guasti
¿Qué mantiene unido el mundo?
Hemos contestamos la pregunta "¿De qué está hecho el mundo?"
QUARKS y LEPTONES
Pero, ahora piense,
¿Qué lo mantiene unido?
Las generaciones de la materia
Note que tanto los quarks como los leptones están clasificados en 3 diferentes conjuntos. A cada uno de estos conjuntos se lo denomina una generación de partículas de materia. Una generación es un grupo formado por un quark y un leptón de cada uno de los tipos de carga. Cada generación es más pesada que la generación previa. Toda la materia visible en el universo está formada por partículas de materia de la primera generación: quarks up y down, y electrones. Las partículas de la segunda y tercera generaciones son inestables y decaen hacia partículas de la primera generación. Esta es la razón por la cual toda la materia estable en el universo está constituida por partículas de la primera generación.
Agradecemos al Fermi National Laboratory por el uso de su figura sobre "Generaciones dela materia".
¿Por qué existen generaciones de materia?
Surge la pregunta: si nosotros casi nunca observamos las generaciones más pesadas de las partículas materiales en nuestro universo, ¿por qué existen? Realmente cuando el muón (
)
fue descubierto en 1936, el físico I.I. Rabi preguntó,
Si no entendemos por qué existen la segunda y tercera generaciones de partículas, tampoco podemos desechar la posibilidad de que existan aún más quarks y leptones, con masas aún mayores. Posiblemente, la respuesta podría ser que los quarks y los leptones no son fundamentales, sino que estén constituidos por partículas aún más elementales cuyas interacciones se manifiestan en la forma de las diferentes generaciones de materia.
Partículas materiales del Modelo Standard
Ya hemos discutido las partículas materiales descriptas por el Modelo Standard.En resumen...
Cuestionario: ¿Por qué el mundo que nos rodea está compuesto sólo por los tipos de partículas menos masivas?
Las Cuatro Interacciones
El universo que conocemos y amamos existe debido a que las
partículas fundamentales interactúan, ya sea porque decaen o se
aniquilan, o bien porque responden a una fuerza debida a la presencia de
otra partícula
(por ejemplo, durante una colisión). Hay cuatro interacciones entre
partículas:
Para aclarar las cosas, damos a continuación dos definiciones:
- Fuerza:
- El efecto que aparece sobre una partícula debido a la presencia de otra partícula.
- Interacción:
- Las fuerzas y los decaimientos que afectan a una partícula dada.
¿Cómo interactúan las partículas de materia?
Una pregunta difícil, que importunó a los físicos durante muchos años, es:
"¿cómo interactúan entre sí las partículas de materia?"
Si usted toma dos imanes y acerca los polos norte de ambos, uno hacia el otro, los imanes se repelen mutuamente --
sin tocarse entre sí!
¿Cómo es posible ejercer una fuerza sobre una cosa sin tocarla?
Es fácil de decir que,
"los imanes tienen un campo de fuerza electromagnética,"
pero ésto aún no contesta la pregunta, ¿cuál
ES la fuerza que los imanes se ejercen uno al otro?
El efecto de lo invisible
Una pista importante acerca de la verdadera naturaleza de las fuerzas,
provino de un cuidadoso estudio de las interacciones entre partículas
materiales.
Para hacer una analogía, imagine que usted vio lo siguiente:
Una persona repentinamente toma alguna cosa invisible, y es empujada hacia atrás por el impacto. De ésto, usted puede inferir que atrapó una pelota de basquet invisible. Aunque usted no pueda ver la pelota, usted puede fácilmente ver el efecto de la pelota sobre el jugador
Sucede que todas las interacciones (fuerzas), que afectan
a las partículas materiales, son producidas por un intercambio de partículas portadoras de fuerza.
En la analogía del basquet, los jugadores son las partículas
materiales, que se lanzan, una a la otra, una pelota, que es la
partícula portadora de fuerza. Lo que nosotros comúnmente llamamos
"fuerzas" son los efectos causados por las partículas portadoras de
fuerzas sobre las partículas materiales.Unas pocas reglas que se aplican a las partículas portadoras de fuerza:
Gravedad (Gravitation, or gravity)
La fuerza gravitacional es quizás la fuerza más familiar para nosotros, pero no está incluída en el Modelo Standard, porque sus efectos son muy diminutos en los procesos entre partículas. Aún cuando la gravedad actúa sobre todas las cosas, es una fuerza muy débil, a menos que haya grandes masas involucradas.
Mientras que los físicos todavía hoy no han descubierto la partícula portadora de la gravedad, predicen la existencia de esta partícula y la llaman el "gravitón."
Fortunately, the effects of gravity are extremely tiny in most particle physics
situations compared to the
other three interactions, so theory and experiment can be compared without including
gravity in the calculations. Thus, the Standard Model works without explaining
gravity.
Modern physics describes gravitation using the general theory of relativity by Einstein, in which it is a consequence of the curvature of spacetime governing the motion of inertial objects. The simpler Newton's law of universal gravitation provides an accurate approximation for most physical situations.
Gravitation keeps the planets in orbits around the Sun. (Not to scale)
Principio de equivalencia
El principio de equivalencia es el principio físico fundamental de la relatividad general y de varias otras teorías métricas de la gravedad.Afirma que puntualmente es indistinguible un sistema campo gravitatorio de un sistema de referencia no inercial acelerado. Así fijado un determinado acontecimiento instantáneo de naturaleza puntual p (un evento o suceso) en el seno de un campo gravitatorio puede ser descrito por un observador acelerado situado en ese punto, como moviéndose libremente. Es decir, existe cierto observador acelerado que no tiene forma de distinguir si las partículas se mueven o no dentro de un campo gravitatorio.
Por ejemplo: si caemos tras una piedra desde un acantilado, la veremos descender con velocidad constante, exactamente igual que si no existiera el campo gravitatorio que nos hace caer. Lo mismo les ocurre a los astronautas en torno a su nave, donde les parece que todo flota como si no cayera hacia la Tierra siguiendo su órbita.
Este principio fue utilizado por Einstein para intuir que la trayectoria de las partículas en caída libre en el seno de un campo gravitatorio depende únicamente de la estructura métrica de su entorno inmediato o, lo que es igual, del comportamiento de los metros y los relojes patrones en torno suyo.
Formalmente suelen presentarse tres tipos de principio de equivalencia para formular las leyes del movimiento de los cuerpos:
- Débil o Principio de Equivalencia de Galileo."El movimiento de cualquier partícula de prueba en caída libre es independiente de su composición y estructura"
- Principio de Equivalencia de Einstein. El resultado de cualquier experimento no gravitacional en un laboratorio desplazándose en un sistema de referencia inercial es independiente de la velocidad del laboratorio o de su localización en el espacio-tiempo.
- Principio de Equivalencia Fuerte. El movimiento gravitacional de un cuerpo de prueba depende únicamente de su posición inicial en el espacio tiempo y no de su constitución, y el resultado de cualquier experimento local, gravitacional o no, en un laboratorio moviéndose en un sistema de referencia inercial es independiente de la velocidad del laboratorio y de su localización en el espacio-tiempo.
Electromagnetismo
Muchas fuerzas de todos los días, tales como la que ejerce el piso sobre nuestros pies, se deben en realidad a fuerzas electromagnéticas dentro de los materiales, que se oponen a que los átomos se desplacen de sus posiciones de equilibrio dentro del material.
Dos objetos cargados con cargas de signo opuesto, como ocurre por ejemplo con un protón y un electrón, se atraen entre sí, mientras que dos partículas con carga de igual signo se repelen entre sí.
Las partículas portadoras de la fuerza electromagnética son los fotones (
).
De acuerdo a cuál sea su energía, se los denomina rayos gama, luz, microondas, ondas de radio, etc.
The electromagnetic force causes like-charged things to repel and oppositely-charged things to
attract. Many everyday forces, such as friction, and even magnetism, are caused by the
electromagnetic, or E-M force. For instance, the force that keeps you from falling through the floor
is the electromagnetic force which causes the atoms making up the matter in your feet and the
floor to resist being displaced.
Electromagnetismo: La Gran Pregunta
Los átomos generalmente tienen igual número de electrones y protones. Por lo tanto, son eléctricamente neutros ya que los protones positivos cancelan a los electrones negativos.¿Qué hace que los átomos se unan para formar moléculas, si la mayoría de los átomos no tiene carga eléctrica?
La respuesta:
Recuerde que los átomos están hechos de componentes cargados. Las partes cargadas de un átomo pueden interactuar con las partes cargadas de otro átomo. Ésto permite que los diferentes átomos estén ligados por un efecto llamado la fuerza electromagnética residual (residual electromagnetic force).
Por lo tanto, la fuerza electromagnética es responsable de toda la
química, y por lo tanto de toda la biología, y por lo tanto de la vida misma!.
No es asombroso? - toda la maravillosa estructura del mundo que lo rodea existe gracias a que los protones y electrones tienen cargas opuestas.
Las dos últimas interacciones
Hasta aquí, hemos discutido las fuerzas gravitacionales y las fuerzas electromagnéticas, las dos fuerzas que tienen un mayor impacto en nuestras vidas cotidianas. Existen otras dos interacciones, que nosotros no notamos, ya que su alcance no es mucho mayor que el tamaño del núcleo de un átomo.Sin embargo nosotros dependemos de estas dos fuerzas para la existencia de la materia de la que está hecho el mundo, y para los procesos de decaimiento que hacen inestable cierto tipo de materia. Tienen impacto sobre los objetos más pequeños del universo pero también sobre los más grandes.
Los más grandes
La unión del núcleo
Piense en ésto: ¿qué mantiene unido al núcleo?
Deberíamos esperar que el núcleo de un átomo explotara, debido a la repulsión electromagnética entre las cargas de los protones, que tienen el mismo signo. Sin embargo, los núcleos de la mayoría de los átomos son muy estables!
¿Qué mecanismo provee la energía requerida para contrarrestar la repulsión electromagnética?
La interacción fuerte
Sucede que algunas partículas (quarks y gluones) tienen un tipo de carga, que no es electromagnética, llamada carga de color. La fuerza entre partículas con cargas de color es muy fuerte y por eso se ganó el nombre de fuerza fuerte. Como esta fuerza mantiene unidos a los quarks para formar hadrones, sus partículas mediadoras son caprichosamente llamadas gluones por su éxito al "pegar" los quarks entre sí.
Carga de color y confinamiento
Carga de color:
Los quarks y los gluones son partículas con carga de color. Del mismo modo que las partículas eléctricamente cargadas interactúan intercambiando fotones, las partículas con carga de color intercambian gluones en las interacciones fuertes. Al hacerlo, estas partículas con carga de color quedan a menudo "pegadas" entre sí. La diferencia principal entre las interacciones fuerte y electromagnética es el hecho que los portadores de la fuerza fuerte (los gluones) poseen ellos mismas carga de color. Los fotones, en cambio, no tienen carga de color (ni carga eléctrica).Dos o más quarks, cercanos entre sí, intercambian rápidamente gluones,
creando un "campo de fuerza de color" muy fuerte que liga entre sí los
quarks.Existen tres cargas de color, y las correspondientes tres cargas de anticolor (color complementario). Los quarks cambian constantemente su carga de color mientras intercambian gluones con otros quarks.
Cada quark tiene una de las tres cargas de color; y cada antiquark tiene una de las tres cargas de color complementarias. Los gluones transportan pares color/anticolor (no es necesario que sea el mismo color; por ejemplo gluones rojo/antiazul son legítimos). Si bien hay 9 combinaciones posibles de pares color/anticolor, debido a consideraciones de simetría es eliminada una de estas combinaciones. Un gluón puede transportar efectivamente una de las ocho posibles combinaciones color/anticolor
The following illustrates the coupling constants for color-charged particles:
 | 
The quark anticolors (antired, antigreen, antiblue) also combine to be colorless
|
 |
 |
 |
An animation of the interaction inside a neutron
|
El confinamiento de los quarks:
Las partículas cargadas con color no pueden ser encontradas individualmente. Por esta razón, los
quarks con carga de color están confinados en grupos (hadrones) con otros quarks. Estos compuestos son de color neutro.
Antes del desarrollo de la teoría del Modelo Standard de las
interacciones fuertes, los físicos no podían explicar porqué los quarks
sólo se combinan en bariones (objetos de tres quarks), y en mesones
(objetos quark-antiquark),
pero no, por ejemplo, en objetos de cuatro quarks. Ahora entendemos que
sólo estas combinaciones son de color neutro. Partículas tales como ud o
dd que
no pueden ser combinadas en estados de color neutro nunca son observadas
experimentalmente.
¿Cómo trabaja la carga de color?
La carga de color se conserva siempre. Por lo tanto, cuando un quark emite o absorbe un gluón, el color del quark debe cambiar de tal modo que se conserve la carga de color. Por ejemplo, suponga que un quark "rojo" se transforma en un quark "azul" emitiendo un gluón "rojo/antiazul". El color neto sigue siendo "rojo."
Campo de fuerza de color: Color-Force Field
Los quarks dentro de un hadrón intercambian gluones furiosamente. Por esta razón, los físicos hablan del campo de fuerza de color, que está formado por los gluones que mantienen unido el grupo de quarks. Si uno de los quarks en un hadrón dado es alejado de sus vecinos, el campo de fuerza de color entre el quark que escapa y sus vecinos se "estira". De esta manera, se adiciona más y más energía al campo de fuerza de color a medida que los quarks son obligados a apartarse. Llega un momento en que es energéticamente mas favorable que el campo de fuerza de color se "rompa" formando dos nuevos quarks. De esta manera, la energía se conserva porque la energía del campo de fuerza de color se convierte en masa de los nuevos quarks, y el campo de fuerza de color puede "descansar" en un estado de menos esfuerzo.
Quantum chromodynamics- QCD (Wikipedia)
In theoretical physics, quantum chromodynamics (QCD) is a theory of the strong interaction (color force), a fundamental force describing the interactions of the quarks and gluons making up hadrons (such as the proton, neutron or pion).
Feynman Diagrams
Feynman diagrams are graphical ways to represent exchange forces. Each point at which lines come together is called a vertex, and at each vertex one may examine the conservation laws which govern particle interactions. Each vertex must conserve charge, baryon number and lepton number.
hey are spacetime
diagrams, ct vs x. The time axis points upward and the space axis to
the right. (Particle physicists often reverse that orientation.)
Particles are represented by lines with arrows to denote the direction
of their travel, with antiparticles having their arrows reversed.
Virtual particles are represented by wavy or broken lines and have no
arrows. All electromagnetic interactions can be described with
combinations of primitive diagrams like this one.
Only
lines entering or leaving the diagram represent observable particles.
Here two electrons enter, exchange a photon, and then exit. The time and
space axes are usually not indicated. The vertical direction indicates
the progress of time upward, but the horizontal spacing does not give
the distance between the particles.
Other electromagnetic process can be represented, as in the examples
below. A backward arrow represents the antiparticle, in these cases a
positron. Keep in mind that time progresses upward, and that a downward
arrow is not a particle progressing downward, but an antiparticle
progressing upward ( forward in time).
Quarks | Sabor | Exclusión de Pauli | Decaimientos | Interacción fuerte
Interacción fuerte residual
Aún no hemos contestado la pregunta, ¿si la fuerza fuerte sólo actúa para mantener unidos los quarks, qué mantiene unido el núcleo?Los protones y neutrones, igual que todos los hadrones, son objetos de color neutro. Pero, recuerde que los hadrones están compuestos por quarks, cargados de diferentes colores, y así, los quarks con cargas de color de un protón pueden "pegarse" con los quarks con cargas de color de otro protón, aunque los propios protones sean de color neutro. Ésto se llama la interacción fuerte residual, y es lo suficientemente fuerte como para contrarrestar la repulsión electromagnética entre los protones.
¡ESTO ES LO QUE MANTIENE UNIDO EL NÚCLEO! La interacción débil
Hay 6 tipos de quarks y 6 tipos de leptones. ¿Entonces por qué es que toda la materia estable del universo está formada sólo por los dos tipos de quarks menos masivos, el up y el down, y por el más liviano de los leptones cargados, el electrón?
Las interacciones débiles son las responsables del hecho que todos los quarks y leptones más pesados decaigan, para producir quarks y leptones más livianos. Cuando una partícula decae, ella desaparece y en su lugar aparecen dos o más partículas. La suma de las masas de las partículas producidas es siempre menor que la masa de la partícula original. Ésta es la razón por la cual la materia estable que nos rodea contiene sólo electrones y los dos quarks más livianos (up y down).
Fue la investigación sobre la radioactividad la que reveló por primera vez la existencia de las interacciones débiles.
Cuando un quark o un leptón cambian de tipo (por ejemplo un muón cambiando
a un electrón) se dice que cambia de
sabor.
Todos los cambios de sabor son producidos por la interacción débil.
W y Z bosons (weak bosons)
Las partículas portadoras de las interacciones débiles son los bosones W+, W-, y Z. Los W's están cargados eléctricamente, en tanto que el Z es neutro.
| Generation 1 | Generation 2 | Generation 3 | ||||||
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| Fermion | Symbol | Weak isospin |
Fermion | Symbol | Weak isospin |
Fermion | Symbol | Weak isospin |
| Electron |  |
-1/2 | Muon |  |
-1/2 | Tau |  |
-1/2 |
| Electron neutrino |  |
+1/2 | Muon neutrino |  |
+1/2 | Tau neutrino |  |
+1/2 |
| Up quark | u | +1/2 | Charm quark | c | +1/2 | Top quark | t | +1/2 |
| Down quark | d | -1/2 | Strange quark | s | -1/2 | Bottom quark | b | -1/2 |
| All left-handed antiparticles have weak isospin of 0. Right-handed antiparticles have the opposite weak isospin. | ||||||||
Weak isospin (T3) is a property (quantum number) of all particles, which governs how particles interact in the weak interaction. Weak isospin is to the weak interaction what electric charge is to the electromagnetism, and what color charge is to strong interaction. Elementary particles that are fermions have weak isospin values of ±1⁄2.
A diagram plotting mass against charge for the six quarks of the standard model, and depicting the various decay routes due to the weak interaction and some indication of their likelihood
Sabor ("flavor")
Toda partícula fundamental tiene un atributo llamado "sabor" que sólo se modifica por la interacción débil cargada.Flavor is just the term physicists use to distinguish between the six types of quarks.
Las interacciones débiles neutras, con un bosón Z, no alteran el sabor.
La interacción electrodébil unificada
Teoría electrodébil unificada (Unified ElectroWeak Theory).
Un aspecto muy interesante del Modelo Standard es que las interacciones electromagnéticas y las interacciones débiles están combinadas en una interacción única llamada electrodébil.
Electroweak Unification
The discovery of the W and Z particles, the intermediate vector bosons, in 1983 brought experimental verification of particles whose prediction had already contributed to the Nobel prize awarded to Weinberg, Salam, and Glashow in 1979. The photon , the particle involved in the electromagnetic interaction, along with the W and Z provide the necessary pieces to unify the weak and electromagnetic interactions. With masses around 80 and 90 Gev, respectively, the W and Z were the most massive particles seen at the time of discovery while the photon is massless. The difference in masses is attributed to spontaneous symmetry breaking as the hot universe cooled. The theory suggests that at very high temperatures where the equilibrium kT energies are in excess of 100 GeV, these particles are essentially identical and the weak and electromagnetic interactions were manifestations of a single force. The question of how the W and Z got so much mass in the spontaneous symmetry breaking is still a perplexing one. The symmetry-breaking mechanism is called a Higgs field, and requires a new boson, the Higgs boson to mediate it.
The next step is the inclusion of the strong interaction in what is called grand unification.
En el Modelo Standard las interacciones débil y electromagnética están combinadas en una teoría electrodébil unificada.
Las cargas de la fuerza débil están relacionadas estrechamente con las cargas electromagnéticas y son realmente del mismo orden de magnitud. Note en la tabla de intensidades relativas que, a distancias muy cortas (10 a la -18 metros), la fuerza débil es comparable a la electromagnética. En cambio, a 30 veces esa distancia (que es aún un valor mucho menor que la separación promedio entre los quarks que forman un protón o un neutrón), la fuerza débil es mucho más pequeña que la interacción electromagnética.
Ésto se debe a que el potencial de una interacción cae como:
Donde m es masa y r es distancia.Electro-Weak force (Wikipedia)
Above the unification energy, on the order of 100 GeV, they would merge into a single electroweak force. Thus if the universe is hot enough (approximately 1015 K, a temperature exceeded until shortly after the Big Bang) then the electromagnetic force and weak force will merge into a combined electroweak force.
For contributions to the unification of the weak and electromagnetic interaction between elementary particles, Abdus Salam, Sheldon Glashow and Steven Weinberg were awarded the Nobel Prize in Physics in 1979. The existence of the electroweak interactions was experimentally established in two stages, the first being the discovery of neutral currents in neutrino scattering by the Gargamelle collaboration in 1973, and the second in 1983 by the UA1 and the UA2 collaborations that involved the discovery of the W and Z gauge bosons in proton-antiproton collisions at the converted Super Proton Synchrotron.
Resumen de interacciones
Un resumen de las interacciones....
Friction? Friction is caused by residual electromagnetic interactions between the atoms of the two materials.
Nuclear bonding? Nuclear bonding is caused by residual strong interactions between the various parts of the nucleus.
Planetary orbits? The planets orbit because of the gravity that attracts them to the sun!
Even though gravity is a relatively weak force, it still has very
important effects on the world.
Other questions:
Which interactions act on neutrinos? Weak and Gravity
Which interaction has heavy carriers? Weak (W+, W-, and Z)
Which interactions act on the protons in you? All of them.
Which force carriers cannot be isolated? Why? Gluons, because they carry color charge themselves.
Which force carriers have not been observed? Gravitons (Gluons have been observed indirectly.)
Fundamental Forces
Tabla de portadores de fuerzas
Tabla de interacciones
Clasificación de Partículas
Ahora que Usted conoce las partículas de materia y las partículas portadoras de fuerza, le podemos explicar cómo categorizan los físicos estas partículas fundamentales. Primero debemos explicarle una regla llamada el Principio de Exclusión de Pauli que establece que dos partículas en el mismo estado (idéntico spin, carga de color, momento angular, etc.) no pueden existir en el mismo lugar y al mismo tiempo.Los físicos usan esta regla para separar las partículas en dos categorías; partículas que están sujetas a la exclusión de Pauli -- los fermiones, y partículas que no están sujetas a la exclusión de Pauli -- los bosones.
Fermiones
Los fermiones son las partículas que tienen un momento angular intrínseco que, medido en unidades de
(spin),es igual a un número impar de semienteros (1/2, 3/2, ...).
Como consecuencia de
este momento angular semientero, los fermiones obedecen el principio de exclusión de Pauli.
Las partículas materiales fundamentales (quarks y leptones, así como también la mayoría de las partículas compuestas, tales como protones y neutrones) son fermiones. Por lo tanto, debido al principio de exclusión de Pauli, estas partículas no pueden coexistir en una misma posición. Ésta es una propiedad muy importante de la materia ordinaria!
Para ponerlo más claro: el spin es el momento angular interno de una partícula, expresado en unidades de
, donde
= 1.055 x 10^-34 J s.
Bosones
Los bosones son aquéllas partículas que tienen spin entero, medido en unidades de h-barra (spin = 0, 1, 2...).Los siguientes son bosones:
- Las partículas portadoras de todas las interacciones fundamentales
- Las partículas compuestas por un número par de fermiones constituyentes (tales como los mesones)
Mire la tabla de fermiones y bosones
Tabla de fermiones y bosones
CIENCIA ASTRAL Hans Magnus Enzensberger
Su mundo, casi de nada y nada,
de fantasmales supercuerdas
en el espacio decadimensional,
extrañeza, color, espín y encanto-
pero cuando tiene dolor de muelas,
el cosmólogo,
cuando se disipa en polvo de nieve
en St. Moritz,
come ensalada de patatas
o se acuesta con una señora
que no cree en bosones,
cuando muere
se evaporan los cuentos matemáticos,
las ecuaciones se derriten
y él vuelve de su más allá
a este mundo
de dolor, nieve, placer,
ensalada de patatas y muerte.
Su mundo, casi de nada y nada,
de fantasmales supercuerdas
en el espacio decadimensional,
extrañeza, color, espín y encanto-
pero cuando tiene dolor de muelas,
el cosmólogo,
cuando se disipa en polvo de nieve
en St. Moritz,
come ensalada de patatas
o se acuesta con una señora
que no cree en bosones,
cuando muere
se evaporan los cuentos matemáticos,
las ecuaciones se derriten
y él vuelve de su más allá
a este mundo
de dolor, nieve, placer,
ensalada de patatas y muerte.
Advertencia sobre los nombres
fuerte bosón mesón encanto gluón hadrón fotón quark barión
Advertencia!
Es importante que Usted comprenda, que los nombres y descripciones son sólo una pequeña parte de cualquier teoría física. Al estudiar este material usted debe enfocar su atención hacia los conceptos y procesos, en lugar de memorizar listas de nombres y masas de partículas.
débil extraño fermión tau quark encanto gravitón fuerte bosón
Tabla del Modelo Standard
Usted realmente no necesita memorizar todos los nombres de las partículas, ni cómo interactúan, ni sus masas, etc. Sin embargo, a veces puede venir bien tener esa información a mano. Por esa razón, el Contemporary Physics Education Project (CPEP), ha compilado una tabla en la forma de una amplia y colorida lámina, en la que se resume el Modelo Standard y se listan las partículas fundamentales.
Vea la lámina real: tamaño mediano (105k bytes) tamaño grande (395k bytes)
Para ver la tabla, vaya a la página principal, luego al "Menú completo", en el que encontrará un enlace con la tabla. O sólo presione sobre este enlace con la tabla.
Si usted ya visitó la página del Menú completo, reconocerá el gráfico principal de esa página, como una versión simplificada de la tabla del Modelo Standard. Usted puede cliquear en cualquiera de los temas de esta tabla y enlazarse con la sección correspondiente de la Aventura de las Partículas.
¿Qué es el modelo estándar?
El modelo estándar es una teoría de campos cuánticos, por lo que es una teoría cuántica y relativista.
El modelo estándar contiene dos interacciones distintas: la interacción fuerte explicada por QCD y la interacción electrodébil que es una unificación de la interacción débil y el electromagnetismo, y que incluye la teoría (QED). Estas interacciones se explican por el intercambio de bosones gauge (los vectores portadores de esta interacción) entre los fermiones elementales.
El modelo estándar también predice la existencia del bosón de Higgs, partícula que puede dar masa a otras partículas de la teoría. Esta partícula no se ha descubierto todavía.
El modelo estándar se compone de todas las leyes de la física fundamental experimental probados hasta la fecha. Se basa en la mecánica cuántica y la teoría de la relatividad de Einstein. Desarrollado en la década de 1970, este modelo incluye todos los conocimientos teóricos, confirmados experimentalmente, acerca de los constituyentes elementales de la materia y sus interacciones, con la excepción de la interacción gravitatoria.
Hay que distinguir
- el modelo de la interacción electrodébil de Glashow / Salam / Weinberg que unifica la electrodinámica cuántica y la teoría de las interacciones débiles, la QCD, cromodinámica cuántica,
- la teoría de la interacción fuerte entre quarks que con la ayuda de los gluones, explica los fenómenos de las interacciones nucleares fuertes (entre protones y neutrones, por ejemplo) y
- la relatividad general que describe el campo gravitatorio.
Componentes del "Modelo Standard" de las partículas e interacciones fundamentales
El "Modelo Standard" resume todo el conocimiento actual sobre física de partículas. Es la teoría cuántica que incluye la teoría de las interacciones fuertes (cromodinámica cuántica o QCD) y la teoría unificada de las interacciones débil y electromagnética (electrodébil). La gravedad está incluída en esta lámina porque es una de las interacciones fundamentales, si bien no forma parte del "Modelo Standard".
El texto de la figura dice: Si los protones y neutrones en esta figura tuvieran 10 cm de diámetro, entonces los quarks y los electrones serían más pequeños que 0.1 mm y el átomo entero tendría algo así como 10 km de diámetro. El Spin es el momento angular intrínsico. El spin está dado en unidades de h-barra, que es la unidad cuántica del ímpetu angular, donde h-barra=h/2pi = 6.58*10-25 GeV s = 1.05*10-34 J s.
Las cargas eléctricas están dadas en unidades de la carga del protón. En unidades del SI la carga eléctrica del protón es 1.60 * 10-19 coulombs.
La unidad de energía de la física de partículas es el electrón volt (eV), que es la energía ganada por un electrón cuando asciende a través de una diferencia de potencial de un volt. Las masas se dan en GeV/c2 (recuerde que E = mc2), donde 1 GeV = 109 eV = 1.60 * 10-10 joule. La masa del protón es 0.938 GeV/c2 = 1.67*10-27 kg.
Carga de color
Cada quark transporta alguno de los tres tipos de "carga fuerte" también llamada "carga de color". Estas cargas no tienen nada que ver con los colores de la luz visible. Existen ocho tipos posibles de cargas de color para los gluones. Del mismo modo que las partículas cargadas interactúan intercambiando fotones, en las interacciones fuertes, las partículas coloreadas interactúan intercambiando gluones. Los leptones, los fotones, y los bosones W y Z no sufren las interacciones fuertes dado que no tienen carga de color.Los quarks viven confinados dentro de los mesones y bariones
No es posible aislar los quarks ni los gluones; están confinados dentro de partículas sin color llamadas hadrones. Este confinamiento (ligadura) surge del intercambio múltiple de gluones entre los constituyentes coloreados. A medida que dos partículas con carga de color (quarks y gluones) se alejan se incrementa la energía almacenada en la fuerza de color entre ellas. Esta energía puede convertirse en pares quark-antiquark adicionales (vea la figura de abajo). Los quarks y los antiquarks a su vez se combinan formando hadrones; los hadrones son las partículas que finalmente emergen. Se han observado dos tipos de hadrones en la naturaleza: los mesones q qbarra y los bariones qqq.
Interacciones fuertes residuales
El confinamiento de los protones y neutrones, que no tienen carga de color, para formar el núcleo se debe a las interacciones fuertes residuales entre sus constituyentes coloreados. La situación es similar al caso de la interacción que liga los átomos, que son neutros, para formar moléculas. También se la puede ver como un intercambio de mesones entre los hadrones.Propiedades de las interacciones
Materia y antimateria
Para cada tipo de partícula existe un tipo correspondiente de antipartícula, denotado por una barra sobre el símbolo de la partícula (a menos que se indique una carga + ó 0). Una partícula y su antipartícula tienen masa idéntica y tanto sus cargas como sus spines son opuestos. Algunos bosones neutros (Ej. Z0, gamma, y eta_c = c cbarra) son sus propias antipartículas, pero no es así en todos los casos (Ej. K0 = dsbarra).Figuras
Estos diagramas son una concepción artística de los procesos físicos. No son exactos y no están hechos a escala. Las áreas sombreadas con verde representan la nube de gluones o bien el campo del gluón, las líneas rojas son las trayectorias de los quarks. Tablas
El texto de la figura dice: Un neutrón decae en un protón, un electrón y un antineutrino, a través de un bosón virtual (mediador). Este es el decaimiento beta del neutrón.
El texto de la figura dice: Una colisión electrón - positrón (antielectrón) a alta energía puede aniquilarlos para producir mesones B0 y Bbarra0 a través de un bosón Z virtual o de un fotón virtual.
El texto de la figura dice: Dos protones que colisionan a alta energía pueden producir varios hadrones más partículas de masa muy grande tales como los bosones Z. Este tipo de evento es raro pero puede darnos claves cruciales sobre cómo es la estructura de la materia.
La Aventura de las partículas
Visite la galardonada presentación web, La Aventura de las Partículas en http://www.cpepweb.org.Auspiciantes:
Esta lámina ha sido posible gracias a la generosa ayuda de:- U.S. Department of Energy
- Lawrence Berkeley National Laboratory
- Stanford Linear Accelerator Center
- American Physical Society, División de Partículas y Campos
- BURLE Electron Tubes
http://www.cpepweb.org.
PROCESOS DE LAS PARTICULAS
RADIACTIVIDAD - DECAIMIENTOS
Vida Media
Un pedazo de uranio, por sí mismo, decaerá gradualmente hacia varias partículas más pequeñas. La tasa de decaimiento se mide por el tiempo requerido para que decaiga la mitad de la masa de uranio (la vida media). Aún cuando es absolutamente aleatorio cuándo decaerá un átomo en particular, podemos efectuar una buena predicción para la vida media de un número grande de átomos.
Si usted arroja una moneda sólo dos veces y obtiene dos "caras", no puede de allí sacar conclusiones respecto a la probabilidad de obtener una "seca" en el próximo tiro, porque el tamaño de su muestra es muy pequeño. Sin embargo, si usted arroja una moneda cien veces y obtiene 51 "caras" y 49 "secas", usted puede concluir que la chance de obtener una "seca" es del 50%. A pesar de que las propiedades físicas estén regidaspor las probabilidades, los físicos pueden predecir aproximadamente los resultados globales de una gran muestra de eventos aleatorios. En el caso de la vida media, por ejemplo, pueden predecir cuándo la mitad de los átomos de un grupo dado, habrá decaído aleatoriamente.
¿Dónde se fue la masa?
Todavía está sin responder la pregunta: si un átomo de uranio decae hacia uno de thorio más una partícula alfa, ¿dónde fueron las UMA's restantes? Como dijo Einstein,
Mediadores del decaimiento de partículas
Los átomos pueden decaer en átomos de menor masa desdoblándose; pero ¿cómo decae una partícula fundamental en otra partícula fundamental? Por definición, es imposible partir una partícula fundamental.
Resulta que cuando una partícula decae,
se transforma en una partícula de menor masa más una partícula portadora de fuerza (un gluón o W/Z).
Estos portadores de fuerza pueden luego decaer
en otras partículas.
Así, una partícula no puede simplemente transformarse
en otro tipo de partícula;
hay una partícula portadora de fuerza intermediaria
que actúa como mediador en los decaimientos de partículas.
En muchos casos, estas partículas portadoras de fuerza provisorias, parecen violar la conservación de la energía debido a que sólo existen a energías extremadamente altas. Sin embargo, estas partículas existen durante un lapso tan breve, que no se rompe ninguna regla (partículas con estas características son denominadas partículas virtuales ).
Una explicación más completa sobre las partículas virtuales.
Incertidumbre y partículas virtuales
El principio de incerteza de Heisenberg:
En 1927, Heisenberg enunció una propiedad fundamental de la mecánica cuántica que dice que es imposible medir EN FORMA EXACTA AMBOS, la posición de una partícula y su ímpetu. Cuanto mayor sea la precisión con que determinamos una, menos sabremos de la otra. Este es el llamado Principio de incerteza de Heisenberg. La relación matemática que lo expresa es:
...partículas virtuales
En muchos decaimientos y aniquilaciones, una partícula decae hacia una
partícula portadora de fuerza, de muy alta energía, que casi
inmediatamente vuelve a decaer, hacia una partícula de baja energía.
Estas partículas de alta energía y corta vida son partículas virtuales.
La conservación de la energía parece ser violada por la existencia de estas partículas, muy energéticas, que sólo existen por un corto tiempo. Sin embargo, de acuerdo al principio mencionado, si el tiempo de un proceso es extremadamente corto, entonces la incertidumbre permitida en la energía puede ser muy grande. De este modo, debido al principio de incerteza de Heisenberg, estas partículas portadoras de fuerza, de muy alta energía, pueden existir con tal que sean de corta vida. En cierto sentido, ellas escapan de la realidad.
La línea básica es que la energía se conserva. La energía de la partícula que decae inicialmente y la energía de los productos finales del decaimiento son iguales. Las partículas virtuales existen por un tiempo tan corto, que ellas no pueden ser observadas.
Muchos procesos entre partículas fundamentales están mediados por partículas portadoras virtuales. Por ejemplo vea el decaimiento beta del neutrón, la producción de partículas encanto, o el decaimiento de una partícula eta-c .
Interacciones Diferentes
Tanto la interacción fuerte como la débil causan el decaimiento de las partículas. Antes de explicar algunas diferencias entre estas interacciones, es necesario redefinir un par de términos claves.- Carga Electromagnética:
- Las Partículas con carga electromagnética atraen a otras partículas con carga eléctrica opuesta, y repelen a las partículas con cargas de igual signo. La interacción electromagnética ha sido unificada con la interacción débil constituyendo la interacción electrodébil.
- Carga de Color:
- Así como algunas partículas pueden estar cargadas electromagnéticamente, otras partículas tienen un tipo diferente de carga, llamada carga de color. La interacción fuerte causa la atracción entre partículas con carga de color.
- Sabor:
- El tipo de cada partícula se denomina su "sabor". Si una partícula decae de un tipo ha otro se dice que "cambia su sabor". Cuando un quark down, por ejemplo, decae hacia un quark up, sería incorrecto decir que el quark down repentinamente dejó de existir, se dice en cambio que el quark down cambió su sabor.
Típicamente las partículas portadoras de la fuerza débil
(W±) actúan como intermedarios en aquellos decaimientos en
los que las partículas cambian su carga eléctrica. Ésto pasa usualmente
siempre que una partícula cambia de sabor. La partícula portadora de la
fuerza fuerte (el gluón) es el mediador en los decaimientos que
involucran un cambio de color. Al ser maacute;s intensas, las
interacciones fuertes acontecen más rápidamente que las interacciones
débiles.
Vea más información e imágenes, que utilizan el ejemplo del
decaimiento beta del neutrón para explicar la interacción débil.
Antimateria
Para toda partícula (materia) existe una correspondiente antipartícula (antimateria). La antipartícula es igual a la partícula correspondiente en todos los aspectos, excepto en la carga que es de signo opuesto. Un protón es eléctricamente positivo: un anti-protón es eléctricamente negativo. Ambos tienen exactamente la misma masa, por eso son afectados de la misma forma por la gravedad.Cuando una partícula y su antipartícula se encuentran, se aniquilan entre sí convirtiéndose en energía pura. Esta energía puede entonces dar origen a una partícula neutra portadora de fuerza, como un fotón, un bosón Z or un gluón.
Un poco de terminología:
Una partícula de antimateria se simboliza mediante una barra colocada sobre el símbolo de la partícula correspondiente de materia. Por ejemplo, un protón (p) tiene una antipartícula señalada por
, pronunciado p-barra. La antipartícula de un protón es llamada antiprotón. La antipartícula de un electrón (e-) es un positrón (e+).
A continuación una pregunta interesante sobre la antimateria que confunde a los físicos:
¿Si la materia y la antimateria son exactamente iguales pero opuestas, entonces por qué en el universo hay mucha más materia que antimateria? ¿Por qué la materia le "ganó" a la antimateria?Antimateria y Experimentos
Los físicos de partículas hacen colisionar haces de p yo de
e- y e+.
Luego estudian las numerosas partículas que nacen del decaimiento de la partícula portadora de fuerzas (un bosón).
Un ejemplo de este tipo de aniquilación es la
aniquilación electrón/positrón que
produce partículas
D±.
Vea la prueba visual de la existencia de la antimateria (una aniquilación antiprotón/protón) en una vieja fotografía de cámara de burbujas (55 kB).
Fotografía de la Cámara de Burbujas
Esta es la fotografía, obtenida en una cámara de burbujas verdadera, de un antiprotón (entrando por la parte inferior de la figura) que colisiona con un protón (en reposo) y se aniquila. Ocho piones fueron producidos en esta aniquilación . Uno decae en un+ y un
.
Los piones positivos y negativos se curvan de modo diferente en el campo magnético.
Aniquilaciones
Las aniquilaciones son diferentes de los decaimientos en que en una aniquilación una partícula de materia y una partícula de antimateria se aniquilan entre sí conviertiéndose totalmente en energía, en tanto que en un decaimiento una parte de la masa de la partícula que decae se convierte en energía, y el resto de la masa se convierte en masa de las nuevas partículas.Muy a menudo, los físicos hacen que dos partículas se aniquilen a tremendas energías para poder crear nuevas partículas masivas. Muchos eventos pueden involucrar aniquilaciones, interacciones débiles y/o interacciones fuertes. Diríjase a la siguiente página para ver varios ejemplos.
e- e+.
Aniquilación electrón/positrón
Cuando un electrón y un positrón (antielectrón) colisionan a alta energía pueden aniquilarse y producir mesones D+ y D- (partículas charm o encanto).
- Cuadro 1: el electrón y el positrón avanzan hacia su destrucción.
- Cuadro 2: colisionan y se aniquilan, liberando tremendas cantidades de energía.
- Cuadro 3: el electrón y el positrón se aniquilaron originando un fotón virtual, o una partícula Z virtual; ambas son partículas virtuales, portadoras de fuerza.
- Cuadro 4: un quark charm (encanto) y un antiquark charm emergen de la partícula virtual portadora de fuerza.
- Cuadro 5: el quark y el antiquark comienzan a alejarse, "estirando" el campo de fuerzas de color (campo de gluones) entre ellos.
- Cuadro 6: los quarks se alejan, estirando aún más su campo de fuerza.
- Cuadro 7: la energía del campo de fuerza aumenta con la separación entre los quarks.
Cuando el campo de fuerza tiene suficiente energía, esa energía se convierte en un par quark-antiquark (recuerde).
- Cuadros 8-10: los dos quarks generados se separan formando parte de dos partículas de color neutro: los mesones D+ (un quark encanto y un antiquark down) y D- (un antiquark encanto y un quark down).
Si Usted está usando Netscape puede ver éste evento como una ANIMACION .
Dependiendo de la velocidad de su equipo,
el proceso de carga de la animación puede ser muy lento (¡pero vale la pena!).
Para entender porqué dos quarks específicos necesitan estar unidos, es necesario comprender el confinamiento del quark.
Más acerca de antimateria.
Modelo Estándar de Física de Partículas (Wikipedia)
Dentro de esto, el modelo estándar agrupa dos teorías importantes - el modelo electrodébil y la cromodinámica cuántica - lo que proporciona una teoría internamente consistente que describe las interacciones entre todas las partículas observadas experimentalmente. Técnicamente, la teoría cuántica de campos proporciona el marco matemático para el modelo estándar. El modelo estándar describe cada tipo de partícula en términos de un campo matemático. Para una descripción técnica de los campos y de sus interacciones, ver el modelo estándar (detalles básicos).
Para facilitar la descripción, el modelo estándar se puede dividir en tres partes que son las partículas de materia, las partículas mediadoras de las fuerzas, y el bosón de Higgs.
Partículas fundamentales del Modelo Estándar
El llamado "modelo estándar" de la física de partículas, es una teoría en proceso de elaboración, que puede explicar mucho de cómo está hecho y de cómo funciona el mundo conocido.
Los elementos más importantes del modelo estándar fueron encajando en su lugar a lo largo de un siglo de intenso trabajo teórico y experimental, desde el descubrimiento del electrón (1897) hasta el descubrimiento del quark top (1995).
Actualmente el mundo científico maneja una clasificación bastante satisfactoria de las partículas elementales que componen la materia. En esta clasificación se consideran 3 familias de partículas. Hay pruebas convincentes de que no existe una cuarta familia.
La primera familia está formada por electrones, quarks up, quarks down y neutrinos electrónicos. Toda la materia del universo: estrellas, Sol, planetas, Tierra, animales, árboles, insectos y nosotros mismos, está constituida solamente por estos cuatro elementos que forman la familia del electrón.
Los elementos de la segunda familia tienen una vida muy efímera (fracción de segundo), se han encontrado solamente en los rayos cósmicos y en el laboratorio. Es la familia del muón. El muón es una partícula en todo similar al electrón, pero su masa es 200 veces mayor que la masa del electrón. Esta familia tiene también cuatro elementos: muones, quarks strange, quarks charm y neutrinos muónicos.
Los elementos de la tercera familia también tienen una vida muy efímera (fracción de segundo), se han encontrado solamente en los rayos cósmicos y en el laboratorio. Es la familia del tau . El tau es una partícula en todo similar al electrón, pero su masa es 3.500 veces mayor que la masa del electrón. Esta familia tiene también cuatro elementos: tauones, quarks top, quarks bottom y neutrinos tauónicos.
Uno de las interrogantes esenciales de la física es lo que llamamos masa original. La masa se traduce en peso en un campo gravitacional. Si usted se encuentra en el espacio no pesa, pero sigue teniendo masa.
El fotón, la partícula de la luz, nos trae la luz del sol, nos permite ver y comunicarnos. ¡Pero no tiene masa!
La masa del electrón es 0,0005 GeV. La masa del muón es 200 veces mayor que la del electrón. Y la masa del tau es 3.500 veces mayor que la del electrón. Nadie sabe qué es lo que decide que un fotón no tenga masa y que las partículas de las tres familias tengan masas crecientes de una familia a otra.
Por esto son tan interesantes los experimentos que han empezado a hacerse en el LHC del CERN en Ginebra. Se cree que debe haber otra partícula, el bosón de Higgs, que podría explicar la diferencia entre el fotón carente de masa y las otras partículas que sí la tienen. Si el bosón de Higgs existe, debe ser un componente integral del mundo material.
Si el bosón de Higgs no fuera encontrado con el LHC, no dejaría de ser un descubrimiento fascinante. Querría decir que hay otras posibilidades para explicar la masa, en las que no se ha pensado. Querría decir que quizás no se sabe nada todavía. Habría que tomárselo con optimismo y recordar la variante de la poesía de Manuel Machado: "caminante no hay camino .... media vuelta, que nos perdimos".
Según la concepción vigente, la materia consta de dos grandes categorías de partículas, quarks y leptones, en conjunción con las cuatro fuerzas fundamentales conocidas, a saber, el electromagnetismo y la interacción nuclear fuerte, la interacción débil y la fuerza de gravedad.
Según este modelo estándar actual, protones y neutrones se componen de quarks y constituyen la parte más importante de la masa del átomo y están sometidas a las 4 fuerzas.
El representante más conocido de los leptones es el electrón. Los leptones son inmunes a la fuerza fuerte (o interacción fuerte)..
Las dos grandes categorías de partículas (quarks y leptones) se diferencian en el "color", una propiedad que guarda una lejana semejanza con la carga eléctrica, pero que sólo es un nombre metafórico, sin nada que ver con los colores del espectro de luz. Los quarks poseen color; los leptones, no poseen color.
Originalmente el término partícula elemental se usó para toda partícula subatómica como los protones y neutrones, los electrones y otros tipos de partículas exóticas que sólo pueden encontrarse en los rayos cósmicos o en los grandes aceleradores de partículas, como los piones o los muones. Sin embargo, a partir de los años 1970 quedó claro que los protones y neutrones son partículas compuestas de otras partículas más simples. Actualmente el nombre partícula elemental se usa para las partículas, que hasta donde se sabe, no están formadas por partículas más simples.
La lista de partículas subatómicas que actualmente se conocen consta de centenares de estas partículas subatómicas, situación que sorprendió a los físicos, hasta que fueron capaces de comprender que muchas de esas partículas realmente no eran elementales sino compuestas de elementos más simples llamados quarks y leptones que interaccionan entre ellos mediante el intercambio de bosones. En el modelo estándar, que refleja nuestro estado de conocimiento sobre los constituyentes últimos de la materia, los quarks, los leptones y los bosones de intercambio se consideran partículas elementales, ya que no existe evidencia de que a su vez estuvieran formados por otras partículas más "pequeñas".
Si bien las partículas más pesadas (hadrones) y las de masa intermedia (mesones) que respondían a la interacción fuerte fueron consideradas elementales, actualmente se sabe que son partículas compuestas. Sólo las partículas más ligeras (leptones) que no resultaban afectadas por la interacción fuerte, resultaron ser elementales. Los dos tipos de leptones más comunes son los electrones y los neutrinos, de las que como se ha dicho se cree son realmente elementales. Los neutrinos, entidades que comenzaron su existencia como artificios matemáticos, ya han sido detectados y forman parte de todas las teorías físicas de la composición de la materia, de la cosmología, astrofísica y otras disciplinas.
partículas, que hasta donde se sabe, no están formadas por partículas más simples
Las partículas de la materia también llevan cargas que las hacen
susceptibles a las fuerzas fundamentales según lo descrito en la sección
siguiente.
Las partículas mediadoras de fuerza descritas por el modelo estándar también tienen spin (al igual que las partículas de materia), pero en su caso, el valor del spin es 1, significando que todas las partículas mediadoras de fuerza son bosones. Consecuentemente, no siguen el principio de exclusión de Pauli. Los diversos tipos de partículas mediadoras de fuerza son descritas a continuación.
El bosón de Higgs desempeña un papel único en el modelo estándar, y un papel dominante en explicar los orígenes de la masa de otras partículas elementales, particularmente la diferencia entre el fotón sin masa y los bosones pesados W y Z. Las masas de las partículas elementales, y las diferencias entre el electromagnetismo (causada por el fotón) y la fuerza débil (causada por los bosones W y Z), son críticas en muchos aspectos de la estructura de la materia microscópica (y por lo tanto macroscópica); así, si se demuestra que existe, el bosón de Higgs tiene un efecto enorme en el mundo alrededor nuestro.
Hasta la fecha de (2012), ningún experimento ha detectado directamente la existencia del bosón de Higgs, pero hay una cierta evidencia indirecta de él. Se espera que el colisionador de hadrones del CERN traerá la evidencia experimental que confirme su existencia.
-----
El Large Electrón-Positron collider (LEP) en el CERN probó varias predicciones entre los decaimientos de los bosones Z, y las confirmó.
La tabla siguiente muestra una comparación entre los valores medidos experimentalmente y los predichos por el Modelo Estándar:
Si representa un átomo a una escala en la que los neutrones y
protones tuviesen 10 cm de diámetro, los quarks y electrones tendrían
0.1 mm de diámetro mientras que el átomo llegaría a tener 10 km de
diámetro. Esto es, casi el 100% del átomo está vacío. También hay que
tener en cuenta que la distancia entre los átomos que forman moléculas
hay aún un porcentaje mayor de vacío.
RESUMEN GRAFICO: Fuente:Trabajo propio . Autor: Joniale
Un átomo de Helio 4 según el modelo estándar, se muestra de color rojo las interacciones electromagnéticas y de color naranja las Fuertes.
Partículas Elementales - uam
Para entender porqué dos quarks específicos necesitan estar unidos, es necesario comprender el confinamiento del quark.
Más acerca de antimateria.
Modelo Estándar de Física de Partículas (Wikipedia)
El modelo estándar de la física de partículas es una teoría que describe las relaciones entre las interacciones fundamentales conocidas entre partículas elementales que componen toda la materia. Es una teoría cuántica de campos desarrollada entre 1970 y 1973 que es consistente con la mecánica cuántica y la relatividad especial. Hasta la fecha, casi todas las pruebas experimentales de las tres fuerzas descritas por el modelo estándar están de acuerdo con sus predicciones. Sin embargo, el modelo estándar no alcanza a ser una teoría completa de las interacciones fundamentales debido a que no incluye la gravedad, la cuarta interacción fundamental conocida, y debido también al número elevado de parámetros numéricos (tales como masas y constantes que se juntan) que se deben poner a mano en la teoría (en vez de derivarse a partir de primeros principios).
Modelo Estándar
Actualmente en Física, la dinámica de la materia y de la energía en la naturaleza se entiende mejor en términos de cinemática e interacciones de partículas fundamentales. Hasta la fecha, la ciencia ha logrado reducir las leyes que parecen gobernar el comportamiento y la interacción de todos los tipos de materia y de energía que conocemos, a un conjunto pequeño de leyes y teorías fundamentales. Una meta importante de la física es encontrar la base común que uniría a todas éstas en una teoría del todo, en la cual todas las otras leyes que conocemos serían casos especiales, y de la cual puede derivarse el comportamiento de toda la materia y energía (idealmente a partir de primeros principios).Dentro de esto, el modelo estándar agrupa dos teorías importantes - el modelo electrodébil y la cromodinámica cuántica - lo que proporciona una teoría internamente consistente que describe las interacciones entre todas las partículas observadas experimentalmente. Técnicamente, la teoría cuántica de campos proporciona el marco matemático para el modelo estándar. El modelo estándar describe cada tipo de partícula en términos de un campo matemático. Para una descripción técnica de los campos y de sus interacciones, ver el modelo estándar (detalles básicos).
Para facilitar la descripción, el modelo estándar se puede dividir en tres partes que son las partículas de materia, las partículas mediadoras de las fuerzas, y el bosón de Higgs.
Partículas de materia
Según el modelo estándar toda la materia conocida está constituida de partículas que tienen una propiedad intrínseca llamada espín cuyo valor es 1/2. En los términos del modelo estándar todas las partículas de materia son fermiones. Por esta razón, siguen el principio de exclusión de Pauli de acuerdo con el teorema de la estadística del spin, y es lo que causa su calidad de materia. Aparte de sus antipartículas asociadas, el modelo estándar explica un total de doce tipos diversos de partículas de materia. Seis de éstos se clasifican como quarks (up, down, strange, charm, top y bottom), y los otros seis como leptones (electrón, muon, tau, y sus neutrinos correspondientes).| Leptones | Quarks | |||
|---|---|---|---|---|
| Familias | Nombre | Símbolo | Nombre | Símbolo |
| 1a | electrón | e | up | u |
| neutrino e | ne | down | d | |
| 2a | muon | µ | charm | c |
| neutrino µ | nµ | strange | s | |
| 3a | tau | τ | top | t |
| neutrino τ | nτ | bottom | b | |
El llamado "modelo estándar" de la física de partículas, es una teoría en proceso de elaboración, que puede explicar mucho de cómo está hecho y de cómo funciona el mundo conocido.
Los elementos más importantes del modelo estándar fueron encajando en su lugar a lo largo de un siglo de intenso trabajo teórico y experimental, desde el descubrimiento del electrón (1897) hasta el descubrimiento del quark top (1995).
Actualmente el mundo científico maneja una clasificación bastante satisfactoria de las partículas elementales que componen la materia. En esta clasificación se consideran 3 familias de partículas. Hay pruebas convincentes de que no existe una cuarta familia.
La primera familia está formada por electrones, quarks up, quarks down y neutrinos electrónicos. Toda la materia del universo: estrellas, Sol, planetas, Tierra, animales, árboles, insectos y nosotros mismos, está constituida solamente por estos cuatro elementos que forman la familia del electrón.
Los elementos de la segunda familia tienen una vida muy efímera (fracción de segundo), se han encontrado solamente en los rayos cósmicos y en el laboratorio. Es la familia del muón. El muón es una partícula en todo similar al electrón, pero su masa es 200 veces mayor que la masa del electrón. Esta familia tiene también cuatro elementos: muones, quarks strange, quarks charm y neutrinos muónicos.
Los elementos de la tercera familia también tienen una vida muy efímera (fracción de segundo), se han encontrado solamente en los rayos cósmicos y en el laboratorio. Es la familia del tau . El tau es una partícula en todo similar al electrón, pero su masa es 3.500 veces mayor que la masa del electrón. Esta familia tiene también cuatro elementos: tauones, quarks top, quarks bottom y neutrinos tauónicos.
Uno de las interrogantes esenciales de la física es lo que llamamos masa original. La masa se traduce en peso en un campo gravitacional. Si usted se encuentra en el espacio no pesa, pero sigue teniendo masa.
El fotón, la partícula de la luz, nos trae la luz del sol, nos permite ver y comunicarnos. ¡Pero no tiene masa!
La masa del electrón es 0,0005 GeV. La masa del muón es 200 veces mayor que la del electrón. Y la masa del tau es 3.500 veces mayor que la del electrón. Nadie sabe qué es lo que decide que un fotón no tenga masa y que las partículas de las tres familias tengan masas crecientes de una familia a otra.
Por esto son tan interesantes los experimentos que han empezado a hacerse en el LHC del CERN en Ginebra. Se cree que debe haber otra partícula, el bosón de Higgs, que podría explicar la diferencia entre el fotón carente de masa y las otras partículas que sí la tienen. Si el bosón de Higgs existe, debe ser un componente integral del mundo material.
Si el bosón de Higgs no fuera encontrado con el LHC, no dejaría de ser un descubrimiento fascinante. Querría decir que hay otras posibilidades para explicar la masa, en las que no se ha pensado. Querría decir que quizás no se sabe nada todavía. Habría que tomárselo con optimismo y recordar la variante de la poesía de Manuel Machado: "caminante no hay camino .... media vuelta, que nos perdimos".
Según la concepción vigente, la materia consta de dos grandes categorías de partículas, quarks y leptones, en conjunción con las cuatro fuerzas fundamentales conocidas, a saber, el electromagnetismo y la interacción nuclear fuerte, la interacción débil y la fuerza de gravedad.
Según este modelo estándar actual, protones y neutrones se componen de quarks y constituyen la parte más importante de la masa del átomo y están sometidas a las 4 fuerzas.
El representante más conocido de los leptones es el electrón. Los leptones son inmunes a la fuerza fuerte (o interacción fuerte)..
Las dos grandes categorías de partículas (quarks y leptones) se diferencian en el "color", una propiedad que guarda una lejana semejanza con la carga eléctrica, pero que sólo es un nombre metafórico, sin nada que ver con los colores del espectro de luz. Los quarks poseen color; los leptones, no poseen color.
| Charge | First generation | Second generation | Third generation | ||||
|---|---|---|---|---|---|---|---|
| Quarks | +2/3 | Up | u | Charm | c | Top | t |
| −1/3 | Down | d | Strange | s | Bottom | b | |
| Leptons | −1 | Electron | e− | Muon | μ− | Tau | τ− |
| 0 | Electron neutrino | ν e |
Muon neutrino | ν μ |
Tau neutrino | ν τ |
|
Partículas elementales
Las partículas elementales son los constituyentes elementales de la materia, más precisamente son partículas que no están constituidas por partículas más pequeñas ni se conoce que tengan estructura interna.Originalmente el término partícula elemental se usó para toda partícula subatómica como los protones y neutrones, los electrones y otros tipos de partículas exóticas que sólo pueden encontrarse en los rayos cósmicos o en los grandes aceleradores de partículas, como los piones o los muones. Sin embargo, a partir de los años 1970 quedó claro que los protones y neutrones son partículas compuestas de otras partículas más simples. Actualmente el nombre partícula elemental se usa para las partículas, que hasta donde se sabe, no están formadas por partículas más simples.
Partículas subatómicas: Partícula subatómica
Cuando John Dalton postuló su teoría atómica consideró que los átomos eran indivisible y por tanto en cierto modo partículas elementales. Los avances en el conocimiento de la estructura atómica revelaron que los átomos no eran ni mucho menos indivisibles y estaban formados por partículas más elementales: protones, neutrones y electrones. El estudio de las partículas que forman el núcleo atómico, reveló que estas no eran elementales, sino que estaban formadas por partículas más simples. Los neutrones, protones y otras partículas compuestas como el resto de hadrones y los mesones. Tanto los hadrones como los mesones están constituidos por partículas más pequeñas, llamadas quarks y antiquarks y "nubes" de gluones que los mantienen unidos.La lista de partículas subatómicas que actualmente se conocen consta de centenares de estas partículas subatómicas, situación que sorprendió a los físicos, hasta que fueron capaces de comprender que muchas de esas partículas realmente no eran elementales sino compuestas de elementos más simples llamados quarks y leptones que interaccionan entre ellos mediante el intercambio de bosones. En el modelo estándar, que refleja nuestro estado de conocimiento sobre los constituyentes últimos de la materia, los quarks, los leptones y los bosones de intercambio se consideran partículas elementales, ya que no existe evidencia de que a su vez estuvieran formados por otras partículas más "pequeñas".
Si bien las partículas más pesadas (hadrones) y las de masa intermedia (mesones) que respondían a la interacción fuerte fueron consideradas elementales, actualmente se sabe que son partículas compuestas. Sólo las partículas más ligeras (leptones) que no resultaban afectadas por la interacción fuerte, resultaron ser elementales. Los dos tipos de leptones más comunes son los electrones y los neutrinos, de las que como se ha dicho se cree son realmente elementales. Los neutrinos, entidades que comenzaron su existencia como artificios matemáticos, ya han sido detectados y forman parte de todas las teorías físicas de la composición de la materia, de la cosmología, astrofísica y otras disciplinas.
partículas, que hasta donde se sabe, no están formadas por partículas más simples
The Standard Model of elementary particles, with the gauge bosons in the rightmost column
- Cada quark puede llevar tres cargas de color - roja, verde o azul, permitiéndoles participar en interacciones fuertes.
- Los quarks tipo up (up, top o charm) llevan una carga eléctrica de +2/3, y los tipo down (down, strange y bottom) llevan una carga eléctrica de -1/3, permitiendo a ambos tipos participar en interacciones electromagnéticas.
- Los leptones no llevan ninguna carga de color - son neutros en este sentido, evitándose que participen en interacciones fuertes.
- Los leptones tipo down (el electrón, el muon, y el lepton tau) llevan una carga eléctrica de -1, permitiéndoles participar en interacciones electromagnéticas.
- Los leptones tipo up (los neutrinos) no llevan ninguna carga eléctrica, evitándose que participen en interacciones electromagnéticas.
- Los quarks y los leptones llevan varias cargas de sabor, incluyendo el isospin débil, permitiendo a todas ellas interaccionar recíprocamente vía la interacción nuclear débil.
Partículas mediadoras de fuerzas
Las fuerzas en la física son la forma en que las partículas interactúan recíprocamente y se influyen mutuamente. A nivel macroscópico, por ejemplo, la fuerza electromagnética permite que las partículas interactúen con campos magnéticos y por medio de ellos, y la fuerza de la gravitación permite que dos partículas con masa se atraigan una a otra de acuerdo con la ley de gravitación de Newton. El modelo estándar explica tales fuerzas como el resultado del intercambio de otras partículas por parte de las partículas de materia, conocidas como partículas mediadoras de la fuerza. Cuando se intercambia una partícula mediadora de la fuerza, a nivel macroscópico el efecto es equivalente a una fuerza que influencia a las dos, y se dice que la partícula ha mediado (es decir, ha sido el agente de) esa fuerza. Se cree que las partículas mediadoras de fuerza son la razón por la que existen las fuerzas y las interacciones entre las partículas observadas en el laboratorio y en el universo.Las partículas mediadoras de fuerza descritas por el modelo estándar también tienen spin (al igual que las partículas de materia), pero en su caso, el valor del spin es 1, significando que todas las partículas mediadoras de fuerza son bosones. Consecuentemente, no siguen el principio de exclusión de Pauli. Los diversos tipos de partículas mediadoras de fuerza son descritas a continuación.
- Los fotones median la fuerza electromagnética entre las partículas eléctricamente cargadas. El fotón no tiene masa y está descrito por la teoría de la electrodinámica cuántica.
- Los bosones de gauge W+, W–, y Z0 median las interacciones nucleares débiles entre las partículas de diversos sabores (todos los quarks y leptones). Son masivos, con el Z0 más masivo que el W± . Las interacciones débiles que implican al W± actúan exclusivamente en partículas zurdas y no sobre las antipartículas zurdas. Además, el W± lleva una carga eléctrica de +1 y -1 y participa en las interacciones electromagnéticas. El bosón eléctricamente neutro Z0 interactúa con ambas partículas y antipartículas zurdas. Estos tres bosones gauge junto con los fotones se agrupan juntos y medían colectivamente las interacciones electrodébiles.
- Los ocho gluones median las interacciones nucleares fuertes entre las partículas cargadas con color (los quarks). Los gluones no tienen masa. La multiplicidad de los gluones se etiqueta por las combinaciones del color y de una carga de anticolor (es decir, Rojo-anti-Verde). Como el gluon tiene una carga efectiva de color, pueden interactuar entre sí mismos. Los gluones y sus interacciones se describen mediante la teoría de la cromodinámica cuántica.
Interacciones descritas por el Modelo Estándar junto con los
grupos gauge y los bosones asociados a cada una de ellas. En la columna
de la izquierda se representan las constantes fundamentales que indican
la fuerza relativa de cada interacción.
| Interacción | Grupo gauge | Bosón | Símbolo | Fuerza relativa |
|---|---|---|---|---|
| Electromagnética | U(1) | fotón | g | aem = 1/137 |
| Débil | SU(2) | bosones intermedios | W±, Z0 | aweak = 1,02 · 10-5 |
| Fuerte | SU(3) | gluones (8 tipos) | g | as(MZ) = 0,121 |
Bosón de Higgs
La partícula de Higgs es una partícula elemental escalar masiva hipotética predicha por el modelo estándar, y la única partícula fundamental predicha por ese modelo que no se ha observado completamente hasta ahora. Esto es en parte porque requiere una cantidad excepcionalmente grande de energía para crearla y observarla bajo circunstancias de laboratorio. Tiene spin S=0, por lo que es un bosón.El bosón de Higgs desempeña un papel único en el modelo estándar, y un papel dominante en explicar los orígenes de la masa de otras partículas elementales, particularmente la diferencia entre el fotón sin masa y los bosones pesados W y Z. Las masas de las partículas elementales, y las diferencias entre el electromagnetismo (causada por el fotón) y la fuerza débil (causada por los bosones W y Z), son críticas en muchos aspectos de la estructura de la materia microscópica (y por lo tanto macroscópica); así, si se demuestra que existe, el bosón de Higgs tiene un efecto enorme en el mundo alrededor nuestro.
Hasta la fecha de (2012), ningún experimento ha detectado directamente la existencia del bosón de Higgs, pero hay una cierta evidencia indirecta de él. Se espera que el colisionador de hadrones del CERN traerá la evidencia experimental que confirme su existencia.
Lista de fermiones del Modelo Estándar
| Familia 1 | |||||||||||||||
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| Fermión (zurdo) |
Símbolo | Carga eléctrica |
Isospin débil |
Hipercarga | Carga de Color * |
Masa ** | |||||||||
| Electrón | e− | -1 | -1/2 | -1/2 | 1 | 511 keV/C² | |||||||||
| Positrón | e+ | +1 | 0 | +1 | 1 | 511 keV/C² | |||||||||
| Neutrino electrónico | ν e |
0 | +1/2 | -1/2 | 1 | < 2 eV/C² | |||||||||
| Up quark | u | +2/3 | +1/2 | +1/6 | 3 | ~ 3 MeV/C² *** | |||||||||
| Up antiquark | u− | -2/3 | 0 | -2/3 | 3− | ~ 3 MeV/C² *** | |||||||||
| Down quark | d | -1/3 | -1/2 | +1/6 | 3 | ~ 6 MeV/C² *** | |||||||||
| Down antiquark | d− | +1/3 | 0 | +1/3 | 3− | ~ 6 MeV/C² *** | |||||||||
| Familia 2 | |||||||||||||||
| Fermión (zurdo) |
Símbolo | Carga eléctrica |
Isospin débil |
Hipercarga | Carga de Color * |
Masa ** | |||||||||
| Muon | μ− | -1 | -1/2 | -1/2 | 1 | 106 MeV/C² | |||||||||
| Antimuón | μ+ | +1 | 0 | +1 | 1 | 106 MeV/C² | |||||||||
| Neutrino muónico | ν μ |
0 | +1/2 | -1/2 | 1 | < 2 eV/C² | |||||||||
| Quark Charm | c | +2/3 | +1/2 | +1/6 | 3 | ~ 1.3 GeV/C² | |||||||||
| Antiquark Charm | c− | -2/3 | 0 | -2/3 | 3− | ~ 1.3 GeV/C² | |||||||||
| Quark Strange | s | -1/3 | -1/2 | +1/6 | 3 | ~ 100 MeV/C² | |||||||||
| Antiquark Strange | s− | +1/3 | 0 | +1/3 | 3− | ~ 100 MeV/C² | |||||||||
| Familia 3 | |||||||||||||||
| Fermión (zurdo) |
Símbolo | Carga eléctrica |
Isospin débil |
Hipercarga | Carga de Color * |
Masa ** | |||||||||
| tau | τ− | -1 | -1/2 | -1/2 | 1 | 1.78 GeV/C² | |||||||||
| Anti-tau | τ+ | +1 | 0 | +1 | 1 | 1.78 GeV/C² | |||||||||
| Neutrino tauónico | ν τ |
0 | +1/2 | -1/2 | 1 | < 2 eV/C² | |||||||||
| Top quark | t | +2/3 | +1/2 | +1/6 | 3 | 171 GeV/C² | |||||||||
| Top antiquark | t− | -2/3 | 0 | -2/3 | 3− | 171 GeV/C² | |||||||||
| Bottom quark | b | -1/3 | -1/2 | +1/6 | 3 | ~ 4.2 GeV/C² | |||||||||
| Bottom antiquark | b− | +1/3 | 0 | +1/3 | 3− | ~ 4.2 GeV/C² | |||||||||
Notas:
| |||||||||||||||
| Charge | First generation | Second generation | Third generation | ||||
|---|---|---|---|---|---|---|---|
| Quarks | +2/3 | Up | u | Charm | c | Top | t |
| −1/3 | Down | d | Strange | s | Bottom | b | |
| Leptons | −1 | Electron | e− | Muon | μ− | Tau | τ− |
| 0 | Electron neutrino | ν e |
Muon neutrino | ν μ |
Tau neutrino | ν τ | |
-----
Pruebas y predicciones
El Modelo Estándar predecía la existencia de los bosones W y Z, el gluón, y los quarks top y charm antes de que esas partículas hubiesen sido observadas. Sus propiedades predichas fueron experimentalmente confirmadas con buena precisión.El Large Electrón-Positron collider (LEP) en el CERN probó varias predicciones entre los decaimientos de los bosones Z, y las confirmó.
La tabla siguiente muestra una comparación entre los valores medidos experimentalmente y los predichos por el Modelo Estándar:
| Cantidad | Medida (GeV) | Predicción del Modelo Estándar (GeV) |
|---|---|---|
| Masa del bosón W | 80,4120 ± 0,0420 | 80,3900 ± 0,0180 |
| Masa del bosón Z | 91,1876 ± 0,0021 | 91,1874 ± 0,0021 |
Insuficiencias del Modelo Estándar
Aún no hay indicios experimentales de la existencia del bosón de Higgs, aunque se espera que pueda ser detectado por el Gran Colisionador de Hadrones (LHC) cuando éste sea reparado después de un primer intento fallido y entre en pleno funcionamiento en 2010.1 Incluso cuando el Modelo Estándar ha tenido gran éxito en explicar los resultados experimentales, tiene ciertos defectos importantes:- El problema del número de constantes físicas fundamentales. El modelo contiene 19 parámetros libres, tales como las masas de las partículas, que deben ser determinados experimentalmente (además de 10 para las masas de los neutrinos). Esos parámetros no pueden ser calculados independientemente.
- Gravedad cuántica. El modelo no describe la fuerza gravitatoria, ni los candidatos actuales para construir una teoría cuántica de la gravedad, se asemejan al modelo estándar.
- Antimateria. Dentro de él, la materia y la antimateria son simétricas. La preponderancia de la materia en el universo podría ser explicada diciendo que el universo comenzó con otras condiciones iniciales, pero la mayoría de los físicos piensan que esta explicación no es elegante.
Véase también
Referencias
- ↑ CERN Press Release (2009). Computer Model of an Injection Laser with Asymmetrical Gain Distribution.
RESUMEN GRAFICO: Fuente:Trabajo propio . Autor: Joniale
Las siguientes páginas enlazan:
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Los elementos básicos de la materia son 3.
Nombre y carga eléctrica de los seis Quarks.
Nombre y carga eléctrica de los seis leptones.
Cuadro general de las partículas, quarks y leptones.
Diferencia entre los bariones y los mesones.
Diferencia entre fermiones y bosones.
Tamaño relativo de las diferentes partículas atómicas
División del universo en materia y antimateria
Ejemplo del decaimiento de un leptón en otras partículas
Explicación de la interacción entre partículas a través de las 4 fuerzas fundamentales.
Zoo de partículas en la supersimetría.
Convergencia de las tres fuerzas.
Se marca la energía máxima del LHC.
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ENLACES
http://www.webelements.com/
ENLACES
http://www.webelements.com/
WebElements: the periodic table on the web
What do you want to know about the chemical elements?
ORBITAL VIEWER
Electron orbitals are the probability distribution of an electron in a atom or molecule. A program for drawing orbitals. This has many features, and comes in both a Windows version and a command-line interface version
The Orbitron:
a gallery of atomic orbitals and molecular orbitals on the WWW
- Images representing atomic orbitals and molecular orbitals
- Animated plots of wave functions
- Animated plots of electron density
- "Dot-density" plots of electron density
- Plots of radial distribution functions
Partículas Elementales - uam
El mundo de la Física de Partículas se mueve en el marco de la Física Cuántica, concretamente en el mundo “sub-sub-atómico”, lo que en términos de medida sería lo que vemos a distancias tan pequeñas como 1/1000000000000000000 metros........es decir un mundo muy, muy pequeñito....
¿Y no hay nada más pequeño?...
Bueno, los físicos entendemos que, por ahora, no hay nada más pequeño....aunque en la ciencia siempre hay que estar preparado para sorpresas. La naturaleza nos ha sorprendido varias veces a lo largo de la historia mostrándonos nuevas estructuras que no nos esperábamos. Quizás en el futuro encontremos nuevas estructuras, pero de momento aceptamos que toda la materia conocida esta hecha de dos tipos de partículas elementales: quarks y leptones. De arriba abajo en estructura, si partimos de las moléculas y bajamos un nivel, nos encontramos con los átomos, en los átomos está el núcleo y, orbitando sobre éste, los electrones. Dentro del núcleo, los protones y neutrones y dentro de estos, los quarks . Los electrones pertenecen a un grupo de partículas que se llaman leptones (que en griego significa “ ligeros”, es decir de masa muy pequeña) , al que pertenecen también otras partículas, muy parecidas a los electrones (réplicas o clones de los electrones), y los llamados neutrinos (el nombre viene de que son neutros, es decir sin carga eléctrica, y de que son muy muy ligeros). En total hay seis quarks diferentes y seis leptones diferentes que se agrupan en tres familias o también llamadas generaciones. No te menciono los nombres para no liar mucho el asunto, y porque tengo que reconocer que suenan un tanto ridículos (quark extraño, quark con encanto etc…). La propia palabra quark no significa nada concreto, simplemente fué el capricho del físico (Gell-Mann) que planteó su existencia, y la extrajo de una obra (‘Finnegans Wake’) de James Joyce.¡Ah, referencias literarias!....¡Aire fresco!
Y eso que he evitado nombrarte todos los leptones que se conocen...¡Pura poesía en griego!...¿Cuáles son vuestros laboratorios? ¿Qué instrumental usáis para profundizar tanto?
Te voy a responder haciendo, antes, una breve descripción del marco teórico:Hoy nos movemos en el marco de lo que llamamos Modelo Estándar de las partículas elementales...En este modelo se incluyen todas las partículas elementales que antes te he mencionado y que forman toda la materia del Universo. Pero, a su vez, estas partículas interaccionan entre sí. En Física Cuántica, toda interacción entre partículas se concibe como un intercambio de otra partícula elemental que representa el “cuanto” (porción de energía) transferido en esa interacción. De manera que tenemos las partículas de materia, con masa, y otro tipo de partículas, también variadas aunque no tanto, que son las mediadoras de las interacciones entre las primeras y que determinan la fuerza de dicha interacción. Por ejemplo: en las interacciones electromagnéticas, las más comunes y de las cuales dependen todos los dispositivos eléctricos que nos rodean, desde una televisión, hasta un ordenador o teléfono, las partículas que se intercambian en la interacción son los fotones, que representan la fuerza electromagnética. El resto de las interacciones relevantes se resumen en:
La interacción o fuerza débil que se manifiesta en la radiactividad y la fuerza fuerte que hace que se mantengan unidos los quarks dentro de los protones y neutrones y también los protones unidos con los neutrones en el núcleo atómico. Las interacciones gravitatorias no parecen ser relevantes en la Física de Partículas, aunque ahora hay mucha discusión sobre esto…
Pero tú preguntabas sobre los aceleradores de partículas.....
Si...
Bien, la idea es que en Física Cuántica hay un concepto básico que consiste en que si quieres observar o penetrar la materia a un nivel muy profundo necesitas mucha energía. Es decir, para observar pequeñas distancias, o longitudes de onda cortas, necesitamos energías grandes, y viceversa: para explorar distancias grandes necesitamos energías pequeñas. De manera que un físico experimental, para acceder a distancias muy pequeñas, necesita de dispositivos de gran energía, como son los aceleradores que se basan en la generación de una determinada energía, la cinética, a base de acelerar a una grandísima velocidad (¡muy cercana a la velocidad de la luz!) ciertas partículas.Pero otro principio elemental es que la energía ni se crea ni se destruye sino que se transforma.
Así que esa energía cinética acumulada se puede transformar en otra forma de energía quizás más interesante y ahí está la gracia de los aceleradores. Por ejemplo, si ponemos un electrón en uno de estos anillos de colisión (los aceleradores), lo aceleramos más y más hasta que adquiera mucha energía cinética, y finalmente lo hacemos colisionar frontalmente (no nos sirve de mucho mantenerlo dando vueltas eternamente, ¡sería aburridísimo!) contra otro electrón que circula en sentido contrario, habremos conseguido que se acumule una gran cantidad de energía. Y te preguntarás a dónde va a parar tal cantidad de energía… Pues bien, como existe otro concepto capital en la Física de partículas, que es que la materia, la masa, es también una forma de energía (de ahí la fórmula de Einstein , E=mc2), la energía liberada en la colisión se transforma en la creación de nuevas partículas que pueden ser mucho mas masivas que las de partida. Parece magia, ¿verdad?. Todas estas partículas resultantes de la colisión son las que los físicos medimos y estudiamos, mediante detectores especiales, en los experimentos que se desarrollan en los aceleradores de partículas.
Estos aceleradores serán máquinas enormes, potentísimas....
Pues para que veas: el acelerador de partículas más popular de la historia es la propia televisión (televisión de la gama antigua claro, pues las actuales de pantalla plana tienen una tecnología diferente). Esta es, básicamente, un tubo de rayos catódicos, incandescente, que desprende electrones y que, a su vez, son acelerados mediante un campo electromagnético para que impacten en una pantalla. Cada impacto de electrón produce un punto en la pantalla y el conjunto de impactos configura la imagen que vemos. La diferencia con un acelerador de partículas, por ejemplo el llamado LEP (Large Electron-Positron Collider), que estaba ubicado en las instalaciones del CERN (Centre Européen pour la Recherche Nucléaire), es que la energía inducida a ese electrón es cien millones de veces mayor que la del electrón de la televisión...Creo que alguna vez he leído que lo que se trata en esos aceleradores es reproducir las condiciones en las que surgió el Universo.....
Sí, lo que se reproduce en un laboratorio de física son las condiciones que teóricamente existían instantes después del nacimiento del Universo, es decir, un Universo a mayor temperatura que el que conocemos... De nuevo la gran energía producida en un laboratorio se traduce en otro tipo de energía, en este caso calor. Evolucionando desde ahora hacia atrás en el tiempo, y utilizando como sistema una teoría de gases general (pensemos en las ruedas de los coches que ganan presión cuando se ponen en marcha, como consecuencia de la energía cinética; ese mismo aire, liberado, se expande y se enfría), debemos presuponer que ese viaje implica un aumento progresivo de temperatura. En el origen, estaría el famoso Big-Bang: a partir de aquella explosión, el Universo se va expandiendo y, en consecuencia, enfriando...¿Qué cosas hay por ahí cuyo descubrimiento o confirmación supondrán un salto cualitativo para la Física Teórica? ¿Cuáles son los enigmas?...
Pueeeeeesss.......desde un punto de vista tangible o terrestre, digamos, el primer paradigma a resolver es la confirmación o descarte de la partícula denominada bosón de Higgs (nombre en honor al físico que la propuso), cuya existencia es muy importante. Esta partícula aparece como una predicción matemática dentro del marco del Modelo Estándar antes mencionado, pero no existe de momento ninguna evidencia experimental de su existencia. La importancia de esta partícula es que resulta ser la responsable de que el resto de partículas constituyentes de la materia tengan masa... Si se lograra esa evidencia, es decir, si se detectara el bosón de Higgs sería un gran triunfo que ayudaría a explicar aspectos esenciales de la materia. Si por el contrario no se encontrara, tendríamos que cambiar profundamente nuestra concepción del origen de la masa… Por eso, hay mucho esfuerzo, dinero e ilusión puestos en el nuevo acelerador europeo de partículas en el CERN, llamado LHC (Large Hadron Collider), en el que se espera encontrar dicha partícula.Otro paradigma, éste un poco más abstracto. Durante décadas, se ha intentado incorporar a ese esquema que hemos llamado Modelo Estándar, el otro tipo de interacciones, aparentemente menos relevantes, las interacciones gravitatorias. Se trata, en definitiva, de construir un nuevo marco teórico, que incorpore todas las interacciones entre las partículas, es decir, las gravitatorias, las electromagnéticas, las fuertes y las débiles, y que podría conducirnos a nuevos paradigmas cuánticos. ¿Y porqué es importante esto? Pues por que si uno pretende entender el Universo desde sus orígenes, no solo debe entender las fuerzas gravitatorias de acuerdo con la Física Newtoniana o clásica, sino también la gravitación a escala cuántica. Si aceptamos lo que propone la comunidad científica sobre el origen del Universo, que estaba comprimido en una pequeñísima región referida a unas coordenadas de espacio-tiempo (la teoría del Big-Bang), necesitamos explicarlo partiendo de la gravitación cuántica, que es la que funciona en esas pequeñísimas distancias, muy inferiores a la escala sub-atómica.
Ya... ¿Y eso es lo que hacéis los físicos de partículas hoy en día: buscar la confirmación científica para determinados modelos teóricos?...
Sí, somos bastante cabezotas, lo sé......Hoy, muchos físicos teóricos trabajan en las denominadas Teorías de Supercuerdas que podrían conducir a una unificación de las interacciones. Si las Partículas Elementales se estudiaban desde una aproximación puntual, es decir, desde una focalización sobre un punto en un momento determinado, hoy se trabaja sobre una extensión, o sea, sobre una cuerda... El prefijo Super- hace mención no al tamaño de las cuerdas como uno podría pensar, sino a una nueva simetría de las cuerdas llamada Supersimetría. Estas teorías necesitan, por coherencia, desarrollarse en un espacio-tiempo de más de cuatro dimensiones, es decir, habría otras dimensiones, además de las tres coordenadas espaciales y el tiempo, que son las que conocemos. Estamos hablando, por tanto, de otros mundos absolutamente desconocidos que podrían conducir a fenómenos insospechados...Y no me refiero a nada “paranormal”, sino a posibles manifestaciones contrastables en un laboratorio, ¡lo que es bastante fascinante!Hombre, cinco, seis o siete dimensiones, al mismo tiempo, es bastante “paranormal”...
Bueno, muchos de los trabajos que hoy en día se vienen haciendo en el campo de la Física Teórica, están un tanto alejados de la realidad que vivimos. Está por ver que efectivamente se corroboren experimentalmente, como dicta el método científico... En mi opinión, muchos modelos son bastante especulativos.Me comentas que vuestra principal herramienta son las matemáticas. ¿Significa eso que no pisáis los laboratorios?
Los físicos teóricos de partículas, como yo, no tenemos una relación demasiado directa con el instrumental de los experimentos... No obstante, mi caso se encuentra un poco ‘a caballo’ entre la parte teórica y la experimental. No tengo una relación directa con el laboratorio pero leo mucho y enseño a mis estudiantes técnicas experimentales de investigación. Por otro lado, hoy en día la Física Experimental de Partículas tampoco podría concebirse sin la Física Teórica de Partículas. Yo tengo, evidentemente, que estar al tanto de las últimas tecnologías y aplicaciones de interés, como de las matemáticas aplicadas o las tecnologías modernas de computación...Ya sabes que Internet (concretamente la red llamada www) la inventaron los físicos de partículas, en el CERN, como resultado de una demanda, de la necesidad de un medio de comunicación de esas características.¿Cómo llegan los alumnos a tus clases? ¿Vienen con las matemáticas aprendidas?
Vamos a ver, la formación en Matemáticas de los alumnos cuando llegan a la universidad es, en mi opinión, ahora peor que antes. Hemos ganado, con las generaciones de ahora, un cierto sentido práctico, la gente necesita conocer las aplicaciones directas de lo que estudia. Vale. Sin embargo, desde el punto de vista de las ciencias puras, en mi opinión, los estudiantes han perdido una cierta capacidad de abstracción. Con la llegada de los ordenadores a la vida cotidiana de los jóvenes, se ha ganado en la formación en matemáticas aplicadas y en todo lo que requiere un sentido práctico, pero se ha perdido formación en la parte más formal de las matemáticas. De todos modos, creo que, en esta facultad, tenemos un buen sistema de enseñanza que posibilita el que, cuando lleguen a materias más formales, como por ejemplo la Física de partículas, que se introduce en la última parte de los estudios de grado en Física, ya tengan una buena formación en Matemáticas, imprescindible para abordar este tipo de materias.¿Tenéis futuro los teóricos?...
Es cierto que se han abierto otros campos, de naturaleza interdisciplinar, como la bio-física o la nano-tecnología, que atraen la atención científica en la actualidad por sus aplicaciones a la vida cotidiana... ¡Pero la Física Teórica tiene todavía mucho que decir! (¡viva!). De hecho, llevamos tiempo preparando un experimento del que esperamos grandes resultados y que hace muy poco ha empezado a funcionar. Se trata, como ya he comentado antes, del LHC, el Gran Colisionador de Hadrones, estrechamente ligado al ya desaparecido LEP que también mencioné antes, ubicado en las instalaciones del CERN, en la frontera entre Francia y Suiza. Se aprovecha el túnel subterráneo en el que estaba LEP para acomodar allí mismo el nuevo acelerador LHC. En dos tubos separados se aceleran en sentido contrario dos haces de protones a muy altas energías, uno por cada tubo que luego se cruzan haciendo posible la colisión frontal de los haces. En esos cruces se han edificado nuevos laboratorios con enormes detectores que estudian los resultados de las colisiones. El LHC comenzó su andadura en Noviembre de 2009 con una energía inicial que ya superó a la de su rival americano, el acelerador TeVatron del Laboratorio Fermilab, ubicado cerca de Chicago, alcanzando en esa primera etapa el record mundial con energías superiores a los dos billones de electrón-voltios (dos mil millones de veces más energéticos que los electrones de la televisión que comentábamos antes). Desde entonces el LHC ha proporcionado numerosos éxitos y la energía de sus haces se ha aumentado progresivamente hasta superar el triple de la primera etapa. Los planes para el futuro son muy alentadores, pues se espera subir la energía hasta la máxima planificada de 14 billones de electrón voltios.Sin duda el LHC, ha abierto una ventana al estudio de nuevos fenómenos en Física de Partículas muy interesante. Quizás se produzcan en el LHC nuevas partículas completamente desconocidas por nosotros, o encontremos manifestaciones inesperadas de las supuestas nuevas dimensiones…También en el mismo túnel del LHC se están analizando los choques entre iones muy pesados (mucho más que los del hidrógeno) con los que se espera crear una especie de plasma de quarks que simule los primeros instantes de la evolución del Universo... No, no creo que nos falte material de estudio en el futur
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