¿Dónde están los límites del Núcleo Atómico?

Siempre estamos procurando saber, dónde están los límites de la estructura atómica, y, más concretamente, de la nuclear.

1. 1. Introducción

En la imagen más simple que podamos imaginar (según los conocimientos que hoy tenemos), el núcleo atómico está formado de protones y neutrones que a su vez están compuestos de Quarks, es decir, el protón está conformado por tres quarks, dos up y un down, mientras que los neutrones, se forman con dos down y un up que, a su vez, están inmersos entre los ocho gluones que hacen posible la fuerza nuclear fuerte, confina a los Quarks y nos les permite que se separen en exceso. Aunque la fuerza entre quarks dictan las interacciones entre los nucleones, su presencia apenas se manifiesta en los núcleos. Pero son estas fuerzas las que gobiernan el comportamiento de la naturaleza a distancias del tamaño del nucleón ( la escla del fentometro – 10̄ con exponente -15 m) y las que determinan que combinaciones de protones Z y neutrones N hacen el núcleo estable.

La Naturaleza a través del proceso de nucleosíntesis y más recientemente el Hombre mediante el uso de aceleradores de partículas puede producir núcleos inestables. La exploración de las propiedades de tales núcleos en nuestros laboratorios en condiciones extremas de masa (núcleos superpesados) o con una relación entre el número de protones y el de neutrones muy diferentes a la de los núcleos que pueblan el valle de la estabilidad (núcleos exóticos, ricos en protones o ricos en neutrones) ha centrado la mayor parte de la actividad reciente de los experimentadores.

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La Conciencia ha sido a un tiempo misterio y fuente de misterio. Pese a ser uno de los principales objetos de estudio de la filosofía, hasta hace poco tiempo no había sido admitida en la familia de los objetos científicos susceptibles de investigación experimental. Las razones de esta tardía aceptación son obvias: Aunque todas las teorías científicas presuponen la conciencia, y aunque la sensación consciente y la percepción son necesarias para su aplicación, los medios para la investigación científica de la propia conciencia no han estado a nuestro alcance hace poco tiempo.

La conciencia tiene algo especial: La experiencia consciente surge como resultado del funcionamiento de cada cerebro individual. No es posible compartirla para su observación directa de la misma manera de la misma manera que es posible compartir los objetos de la física. Por consiguiente, el estudio de la conciencia plantea un curioso dilema: La introspección, por sí sola, no es científicamente satisfactoria, y por bien que los relatos de diferentes personas sobre sus propias conciencias son útiles, no nos pueden revelar el funcionamiento subyacente del cerebro. De otro lado, los estudios del cerebro no pueden, por sí mismos, transmitirnos qué es ser consciente. Estas limitaciones nos hacen ver la necesidad de acercamientos especiales para poder traer la conciencia a la casa de la ciencia.

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¿Puede dialogar lo más pequeño?

Como no sabemos a ciencia cierta, la verdadera naturaleza de muchas de las cosas que creemos conocer, se podría dar el caso de que, en el centro del núcleo atómico y dentro de un protón y un neutrón, dos Quarks, estuvieran entablando la conversación siguiente:

 Oye, amigo up, ¿no te cansas de estar aquí confinado? ¡no te gustaría conocer qué mundo puede haber fuera de éste nuestro tan reducido en el que vivimos?

 Pues, si te digo la verdad, estimado down, si que estoy un poco frustrado de que, los persistentes Gluones, no me dejen alejarme mucho de la demarcación estipulada por la libertad sintótica. Y, si te he de ser sincero, preferiría mirar el mundo que, según indicios que me han llegado, es mucho mayor de lo que nosotros podemos contemplar.

 Llevas toda la razón, a veces me desespera este mar de gluones que nos agarra impidiéndonos salir al exterior misterioso. ¿Qué cosas podríamos contemplar ahí fuera?

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Refiriéndonos al silicio, señalaremos que las “moléculas” que dicho átomo forma con el oxígeno y otros átomos, generalmente metálicos poseyendo gran nivel de información, difieren en varios aspectos de las moléculas orgánicas, es decir, de las que poseen un esqueleto de átomos de carbono.

El mundo de los silicatos es de una gran diversidad, existiendo centenares de especies minerológicas. Esas diferencias se refieren fundamentalmente a que el enlace químico en el caso de las moléculas orgánicas es covalente, y cuando se forma la sustancia correspondiente (cuatrillones de moléculas) o es un líquido, como es el caso de los aceites, o bien un sólido que funde fácilmente. Entre las moléculas que lo forman se ejercen unas fuerzas, llamadas de Van der Waals, que pueden considerarse como residuales de las fuerzas electromagnéticas, algo más débiles que éstas. En cambio, en los silicatos sólidos (como en el caso del topacio) el enlace covalente o iónico no se limita a una molécula, sino que se extiende en el espacio ocupado por el sólido, resultando un entramado particularmente fuerte.

Al igual que para los cristales de hielo, en la mayoría de los silicatos la información que soportan es pequeña, aunque conviene matizar este punto.  Para un cristal ideal así sería en efecto, pero ocurre que en la realidad el cristal ideal es una abstracción, ya que en el cristal real existen aquí y allá los llamados defectos puntuales que trastocan la periodicidad espacial propia de las redes ideales. Precisamente esos defectos puntuales podían proporcionar una mayor información.

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Cuando me sumerjo en los misterios y maravillas que encierra el universo, no puedo dejar de sorprenderme por sus complejas y bellas formaciones, la inmensidad, la diversidad, las fuerzas que están presentes, los objetos que lo pueblan, y, esa presencia invisible que permea todo el espacio y que se ha dado en denominar océano y campos de Higgs, allí donde reside esa clase de energía exótica, ese nuevo éter que, en definitiva hace que el Universo funcione tal como lo podemos ver. Existen muchos parámetros del Cosmos que aún no podemos comprender y que, de momento, sólo sabemos presentir, es como si pudiéramos ver la sombra de algo que no sabemos lo que es.

Todo el Universo conocido nos ofrece una ingente cantidad de objetos que se nos presentan en formas de estrellas y planetas, extensas nebulosas formadas por explosiones de supernovas y que dan lugar al nacimiento de nuevas estrellas, un sin fin de galaxias de múltiples formas y colores, extraños cuerpos que giran a velocidades inusitadas y que alumbran el espacio como si de un faro se tratara, y, hasta objetos de enormes masas y densidades infinitas que no dejan escapar ni la luz que es atrapada por su fuerza de gravedad.

Sin embargo, todo eso, está formado por minúsculos e infinitesimales objetos que llamamos quarks y leptones, partículas elementales que se unen para formar toda esa materia que podemos ver y que llamamos Bariónica pudiendo ser detectada porque emite radiación. Al contrario ocurre con esa otra supuesta materia que llamamos oscura y que, al parecer, impregna todo el universo conocido, ni emite radiación ni sabemos a ciencia cierta de qué podrá estar formada, y, al mismo tiempo, existe también una especie de energía presente también en todas partes de la que tampoco podemos explicar mucho.

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