viernes, 24 de enero del 2020 Fecha
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Encuentran un Sol 4.000 M de años más viejo que el nuestro

Autor por Emilio Silvera    ~    Archivo Clasificado en Astrofísica    ~    Comentarios Comments (15)

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El ciclo de vida de una estrella similar al Sol | ESO

 

ELMUNDO.es/ Europa Press | Madrid

Un grupo de investigadores ha encontrado una estrella “en esencia” idéntica al Sol pero 4.000 millones de años más vieja. Según los científicos, el hallazgo ayudará a estudiar la historia y futura evolución del Sol, así como a esclarecer la relación entre la edad de una estrella y su contenido de litio.

El grupo de investigadores, liderado por astrónomos brasileños, ha utilizado el ‘Very Large Telescope’ del Observatorio Europeo del Sur para observar el astro, HIP 102152, situado a 250 años luz de la Tierra, y creen además que podría albergar planetas rocosos en su órbita.

El líder del equipo de científicos, Jorge Meléndez, ha destacado la “calidad excepcional” de los espectros que se han logrado captar de la estrella y ha explicado que, desde que se encontró el primer “gemelo solar”, se han hallado muy pocos.

Así, según el astrónomo, el descubrimiento permitirá comparar las investigaciones con otros “gemelos solares” para tratar de “responder a pregunta de qué tan especial es el Sol”.

El misterio del litio

Imagen del gemelo solar HIP 102152 | ESO

Imagen del gemelo solar HIP 102152 | ESO

El primer descubrimiento que ha aportado la observación de HIP 102152, la estrella más parecida al Sol a la fecha, podría ayudar a comprender por qué el contenido de litio en nuestro astro, material del que está formado, es “tan sorprendentemente bajo”.

El litio, tercer elemento de la tabla periódica, se creó en el Big Bang junto con el hidrógeno y el helio. Durante años, los astrónomos se han preguntado por qué algunas estrellas parecen tener menos litio que otras.

Según el equipo de investigadores, la observación de gemelos menores que el Sol había mostrado que la cantidad de litio de estos astros era mayor que la de la estrella más cercana a la Tierra. Ahora, gracias al nuevo descubrimiento, se ha podido advertir que la cantidad de litio de HIP 102152 es menor que el sol.

                      Sí, existen estrellas con mucho más Litio que otras

“Hemos descubierto que HIP 102152 posee muy bajos niveles de litio. Esto demuestra claramente, por primera vez, que los gemelos solares más antiguos efectivamente tienen menos litio que nuestro propio Sol o gemelos solares más jóvenes”, ha explicado la autora principal de la investigación, TalaWanda Monroe.

“Ahora podemos estar seguros de que las estrellas destruyen de alguna forma el litio que las compone a medida que envejecen“, ha concluido.

Publica: emilio silvera

¡¡Atentos a los fenómenos naturales!!

Autor por Emilio Silvera    ~    Archivo Clasificado en La Naturaleza...El Universo    ~    Comentarios Comments (2)

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Varias personas observan la silueta de La Habana desde el castillo del Morro el 21 de agosto del 2013. En los últimos días ha habido una bruma causada por nubes de polvo sahariano que llegan desde el norte de Africa. Los científicos dicen que estas nubes pueden incrementar la incidencia del asma y cambiar el patrón de los huracanes.  Foto: Ramón Espinosa / AP

 

Los científicos del Caribe están preocupados con las ráfagas de arena venidad del Sahara

 

Varias personas observan la silueta de La Habana desde el castillo del Morro el 21 de agosto del 2013. En los últimos días ha habido una bruma causada por nubes de polvo sahariano que llegan desde el norte de Africa. Los científicos dicen que estas nubes pueden incrementar la incidencia del asma y cambiar el patrón de los huracanes.

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En estos días, los amaneceres y atardeceres podrían verse en tono rojizo en los países del Caribe, pero el bello espectáculo podría traer un mensaje poco alentador, ya que se trata de una tormenta de arena proveniente del Sahara conteniendo material biológico y químico potencialmente dañino para la salud.

 

 

Como cada año, partículas infinitamente pequeñas recorrieron miles de kilómetros desde el desierto del Sahara hacia el Caribe. A simple vista solo provocan atardeceres más intensos y algo de bruma en las mañanas, pero ahora los científicos saben que también pueden incrementar la incidencia del asma y cambiar el patrón de los huracanes.

Inusualmente grande, la cobertura de polvo que llegó en las semanas pasadas descargó material sobre las Antillas y llegó hasta Yucatán e incluso Wyoming, en el centro de Estados Unidos, según la NASA.

Aunque el fenómeno existe desde que hay arena en el desierto, los científicos están cada vez más preocupados por sus efectos, mientras buscan comunicarse para compartir investigaciones y tratan de desentrañar muchos misterios sobre estas nubes.

“Es un tema de gran envergadura y sumo interés y de importancia para la salud”, manifestó a la AP el toxicólogo de la Universidad de Puerto Rico en Mayagüez Braulio Jiménez-Vélez. “La inhalación de partículas contaminadas se puede asociar con varias enfermedades respiratorias, alergias, asma, enfermedades cardiovasculares”, agregó.

En casos extremos podría inducir cáncer de pulmón, pero los científicos aseguran que aún falta mucho por estudiar.

Este año hubo dos alertas en Puerto Rico por nubes del Sahara por lo cual las autoridades hicieron un llamado a las personas que sufren de alergias y asma para que eviten actividades al aire libre. En República Dominicana se dieron a conocer alertas más suaves.

              Esta tormenta cruza por encima de Las Islas Canarias camino de otros lugares que fastidiar

En Cuba los meteorólogos recordaron al público que el fenómeno es anual y se mostraron precavidos, mientras en México fue tratado como una “curiosidad meteorológica”.

El fenómeno es parecido a las gigantescas tormentas de polvo que pintan el cielo de amarillo en las metrópolis asiáticas y que pueden llegar a la costa del Pacífico estadounidense, aunque sus nubes son más polvorientas todavía.

Un estudio del 2011 de Atmospheric Chemistry and Physics estimó que más del 70% de las emisiones de polvo mundiales se originan en el norte de Africa.

Este fenómeno fue estudiado por el naturalista Charles Darwin a mediados del siglo XIX y es, aseguran los expertos, un ejemplo de cómo la acción humana está distorsionando un fenómeno natural.

Varios científicos consultados por AP en Cuba, Puerto Rico, México y Estados Unidos indicaron que los compuestos detectados en el polvo incluyen entre otros hierro, arsénico, mercurio, virus, bacterias, hongos, fertilizantes, pesticidas y hasta compuestos fecales.

La mayor parte del polvo atmosférico en todo el mundo tiene trazas químicas y material biológico, pero las cantidades son por lo general pequeñas como para constituir un riesgo.

Joseph M. Prospero, profesor emérito de la Universidad de Miami, aseguró que algunas muestras tomadas en Barbados contenían niveles elevados de arsénico y cadmio, pero no eran peligrosos.

“Ha sido extremadamente difícil vincular la composición de la partícula específica a efectos en la salud “, dijo Prospero, autor de un artículo sobre el tema que se publicará en septiembre en el boletín de la Sociedad Americana de Meteorología. “No se puede decir qué efecto tiene todo este polvo, pero sí hay motivos para cierta preocupación”.

El fenómeno es seguido de cerca por el Instituto de Meteorología de Cuba.

Diagrama de ciclo

Además hay que tener en cuenta que este proceso genera otros efectos sobre los territorios al sur del Sahara, el incremento de la sequía produce un gran stress en los bosques y plantaciones que propician la ocurrencia de incendios forestales cada vez más frecuentes y devastadores con sus correspondientes consecuencias.

“Hemos hecho un estudio amplio de muchos años del comportamiento del polvo”, comentó a la AP el experto cubano Eugenio Mojena, del Instituto de Meteorología.

 

Mojena indicó que el mecanismo de la nube es “sencillo”: bajo las condiciones extremas de sequía del norte de Africa, las tormentas del Sahara levantan partículas súper finas y los vientos Alisios las trasladan.

Los compuestos, explicó Mojena, no solo pertenecen al desierto como tal, sino a las zonas al sur aledañas (Sahara-Sahel) donde se realiza una agricultura con el uso de productos químicos.

Los expertos coinciden además en la incidencia que tiene en los ecosistemas, por ejemplo los corales que se afectan con el aumento de algas “abonadas” por el hierro de la nube, un aspecto de interés económico para unos países que viven del turismo de playa.

“El polvo actual no es el mismo que medía Darwin, no tenía DDT, no tenía pesticidas, ni herbicidas”, manifestó Mojena.

Las nubes también pueden complicar el tráfico aéreo, reduciendo la visibilidad, explicó Jason Dunion, investigador de la Administración Nacional Oceánica y Atmosférica de Estados Unidos, pero no lo suficiente como para obligar a las desviaciones de los vuelos comerciales o cerrar aeropuertos.

Para Mojena la cantidad de polvo que llega a Cuba se incrementó en 10 veces en las últimas tres décadas, mientras su colega puertorriqueño Jiménez-Vélez aseguró que en lo que a ellos respecta detectaron un incremento en el número de tormentas a lo largo de estos los años.

Este aspecto no fue compartido por todos los científicos consultados.

Omar Torres, investigador especializado en física atmosférica de la NASA, explicó que los estudios por satélite comenzaron en 1980 y no muestran aumento de las emisiones de polvo del Sahara fuera de la variabilidad estacional normal, aunque admitió que las emisiones son más altas que los niveles de 1960.

En esta ocasión, advirtió Torres, la nube de comienzos de agosto llegó hasta el centro de los Estados Unidos.

“El avance de este año hasta llegar a Wyoming (Estados Unidos) fue totalmente inesperado. Nunca he visto nada como eso en los últimos años”, expresó Torres.

Red Sea

Por otra parte, lo cierto es que, las tormentas de arena del Sahara son una fuente importante de minerales escasos para las plantas de la pluvisilva amazónica. Nunca llueve a gusto de todos y, como dicen que la Naturaleza es “sabia”… ¿quién sabe por qué hace muchas de las cosas que hace?

En los últimos años, además, los científicos han estado descubriendo el papel que juegan las nubes del Sahara en la formación –o desintegración– de los huracanes, cuya mayor intensidad debido al cambio climático preocupa a los países del Caribe.

La nube del desierto tiene un efecto “trascendental para la inhibición de los de ciclones tropicales”, manifestó a la AP el experto del Servicio Meteorológico Nacional de la Comisión Nacional del Agua de México, Juan Antonio Palma Solís.

Pero incluso con todo lo que hoy sabemos del fenómeno gracias al desarrollo de la tecnología satelital, los científicos coincidieron en la necesidad de compartir más sus trabajos y coordinarlos regionalmente. “Estamos en un planeta que no deja de moverse… hay que meterle invstigación”, señaló Palma.

Los científicos que estudian las tormentas de arena saben desde hace tiempo que la arena del Sahara puede viajar a través del Atlántico hasta América. Sin embargo, la arena asiática tiene que viajar mucho más lejos para llegar al mismo destino. En Abril del 2001, los investigadores observaron con sorpresa como la arena de una tormenta asiática cruzó el Pacífico alcanzando lugares tan lejanos cómo los Grandes Lagos e incluso Maryland.

emilio silvera

El presente trabajo, en su mayor parte (salvo algunos añadidos) corresponde al redactor de ciencia Seth Borenstein en Washington y los corresponsales Peter Orsi en La Habana y Dánica Coto en Puerto Rico que contribuyeron con este reportaje.

¡Nuestras Mentes! ¿Estarán predestinadas?

Autor por Emilio Silvera    ~    Archivo Clasificado en El "universo" de la Consciencia    ~    Comentarios Comments (5)

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Algunas veces, mirando la historia evolutiva de la vida, uno tiende a pensar que, de todas las estructuras complejas producidas por la biología terrestre (es lo único que conocemos), ninguna es más importante que el cerebro, el más complejo de todos los órganos. Lo que nos lleva a plantearnos una prgunta: ¿Son los cerebros sólo accidentes aleatorios de la evolución, o son los unevitables productos derivados de un proceso de complejificación que sigue unas leyes? Una hipótesis muy generalizada es que si surge la vida en otros planetas, ésta tendrá un desarrollo muy similar al de la vida en nuestro planeta, la Tierra. Los defensosres de SETI, la bísqueda de inteligencia estraterrestre, argumentan que en el curso de miles de años la vida estraterrrestre se hará más compleja para formar plantas y animales, y finalmente descubrirá su cognición y la inteligencia, como sucedió aquí. Eso en los planetas que estén en evolución y, en otros, evolucionados como la Tierra, la vida ya estará presente.

Hablamos del cerebro humano por ser el “desconocido” mejor conocido, muchas son las inteligencias que están presentes en nuestrto planeta y que, no hemos podido llegar a conocer. De algunos animales, podemos haber vislumbrado alguna clase de inteligencia y, si me apuran, hasta de sentimientos pero, lo que se dice conocer lo que se puede fraguar en sus cerebros…, es una gran incognita para nosotros que, somos los seres predominantes en el planeta y, además de ser conscientes hemos llegado a presentir que tenemos “Alma”, algo tan complejo que, siendo portadora de los sentimientos y los pensamientos, es, sin embargo, inmaterial y eterea. Eso que llamamos Alma es en realidad la sabiduría, la que nos lleve a comprender sobre las cosas, sobre el mundo, sobre el Universo y, también sobre la misma condición humana.

Visible Body | 3D Human Anatomy | Esa maravilla: Humanos | Scoop.it

El cerebro es de una complejidad tal que, no hemos podido llegar a comprender toda su grandeza, y, sabemos que rige todo lo que acontece en nuestros cuerpos, desde él se emiten las ordenes necesarias para hacer los precisos movimientos, para hablar o correr, o, en otros casos, para pensaqr y generar pensamientos y…

«Te amo con todo mi... cerebro» | Esa maravilla: Humanos | Scoop.it

también sentimientos que, en realidad y a través del Amor y la Familia, es el verdadero motor que mueve el mundo en el que vivímos, es el mayor incentivo que tenemos para luchar y seguir adelante en la dura batalla que, la Naturaleza y la Vida, nos plantea cada día.

Decíamos que en otros planetas (al menos en una fracción de todos los planetas presentes en las galaxias), también habrá surgido y evolucionado la vida inteligente que, como la nuestra, habrá avanzado y desarrollado su propia tecnología, e incluso algunas de esas comunidades tecnológicos pueden estar en este preciso momento tratando (como hacemos nosotros) de entrar en contacto con nosotros y con otras inteligencias dispersas a lo largo y a lo ancho del vasto Universo. Así pues, los investigadores de SETI suscriben generalmente la idea de la escala de progreso, al aceptar que no sólo la vida, sino también la mente, están en cierto sentido predestinadas a aparecer en el universo.

 

Así, el recipiente puede ser diferente pero, el cerebro portador de la mente, será parecido o similar al nuestro y se regirá por los mismos parámetros y funciones. Un inmenso entramado de neuronas y cogniciones que reciben, controlan y envían información que procesa para conocer el mundo exterior y comprender, su lugar en el Cosmos.

Claro que, este punto de vista, aunque dominante, esconde de nuevo una hipótesis enorme acerca de la naturaleza del Universo. Significa aceptar, de hecho, que las leyes de la naturaleza están “amañadas” no sólo a favor de la complejidad, o sólo a favor de la vida, sino también a favor de la Mente. Dicho de otra manera, creo que la Naturaleza misma es MENTE, de otra manera a mí me resulta muy difícil copmprender que la mente no esté inscrita de una fiorma fundamental en esas leyes naturales que todo lo rigen y hacen que las cosas ocurran como vemos que pasan. Es,así, altamente significativo, por supuesto, que los productos de la tendencia de complejificación de la naturaleza -seres inteligentes como el Homo Sapiens- sean capaces de entender lass propias leyes que han dado lugar al “entendimiento” si, esos sujetos, fueran totalmente ajenos a ella.

En cierta manera, tales pensamientos son visiones inspiradoras. Pero, ¿es verosímil? ¿Podemos que creer que el universo no sólo es bioamigable, sino también menteamigable. ¿Son tántos los mundos que, como la Tierra, tendrán las condiciones precisas para la vida? y, ¿Será la vida, toda la vida del Universo, basada, como la de la Tierra en el Carbono?

Claro que, en este apartado del saber humano, son muchas las versiones que, a lo largo de nuestra historia han sido vertidas. En 1964, el biólogo George Simpson escribió un artíoculo escéptico titulado “Sobre la no predominancia de los humanoides”, en el que reslataba la futulidad de la búsqueda de vida estraterrestre acanzada. Lo calificaba como “una apuesta contra las probabilidades más adversas de la historia”. Señalando que los seres humanos son el producto de innumerables incidentes históricos especiales, concluía:

“La hipótesis hecha tan abiertamente por astrónomos, físicos y algunos bioquímicos, según la cual una vez que la vida se pone en marcha en alguna parte, los humanoides aparecerán final e inevitablemente, es lisa y llanamente falsa”. En un famoso debate con el defensor de SETI Carl Sagan, el Biólogo Ernst Mayr se hacía eco del escepticismo de Simpson: “En la Tierra entre millones de linajes u organismos y quizá 50.000 millones de sucesos de especiación, sólo uno condujo a una alta inteligencia; eso me hace creer en su completa improbabilidad”.

¿De qué manera podría ser la vida en otros mundos? De haberla, podría ser ¡de tántas maneras! que no debemos descartar aquella que teniendo la condición de vida, incluso esté fuera de nuestro alcance de visión y, estándo a nuestro lado, sea totalmente ajena a nuestros sentidos. Las formas que la vida pueda tomar (aquí mismo en la Tierra somos testigos), son de múltiples fasetas, de diversas maneras y, hasta desconocidas. ¿quién conoce a todos los seres vivos que conviven con nostros en el aTierra?

Por otra parte, el especialista Jay Gould denuncia análogamente la idea de que la vida está destinada a producir mente. Imaginemos, dice él, que una catastrofe barriera toda la vida avanzada sobre la Tierra, dejando sólo microbios. Si se repitiera el drama evolutivo, ¿qué sucedería? ¿Cabría esperar una pauta de desarrollo básicamente similar, en la que volverían a emerger peses, vertebrados, mamíferos, reptiles y bípedos inteligentes? Nada de eso, concluye él. La historia de la vida sobre la Tierra es una loteria gigantesca, con muchos más perdedores que ganadores.

Muchas formas de vida pasada, ya no están aquí con nosotros. De hecho, sólo el 1% de las epecies que han poblado la Tierra viven actualmente y, tenemos que tener claro que, la única manera de evolucionar es mutar, sin mutaciones no hay evolución, dado que la dinámica del planeta es cambiante y nos exige una adaptación, aunque a lo largo de miles de años, nosotros y otros seres vivos mutan para sobrevivir.

La vida contiene tantos accidentes del destino, tántas carambolas arbitrarias que la pauta de cambnio es esencialmente aleatoria. Los millones de pasos fortuitos que construyen nuestra propia historia evolutiva nunca sucederían por segunda vez, ni siquiera en lineas generales. La historia recorrería “otro camino” , de modo que, “la enorme mayoría de las repeticiones nunca produciría…una criatura con autoconsciencia… La probabilidad de que este escenario alternativo (por ejemplo, repetición) contenga algo remotamente parecido a un ser humano debe ser practicamente nula”.

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          Claro que, las posibilidades de vida en otros planetas es grande

Si eso fuera así (que lo podría ser, ningún dato tenemos a favor de lo contrario), ¿qué seres surgirían a la vida? o, quizás, no surgiera ninguno. Es difícil refutar la lógica del argumento de Simpson y Gould. Si la evolución mno es otra cosa que una lotería, una caminata de borracho, entonces hay pocas razones por las que la vida debiera ir más allá del nivel de los microbios, ninguna expectativa que avanzara obligatoriamente hacia la inteligencia, el cerebro, la conciencia y al “Alma” y, mucho menos, que pudiera desarrollar características humanoides. Nos veríamos entonces obligados a coincidir con la melancólica conclusión de Monod: “El hombre sabe que finalmente está solo en la inmensidad del universo, del que ha emergido sólo por azar”.Sólo si hay más que azar en ello, , sólo si la Naturaleza tiene un sesgo ingeniosamente incorporado hacia la vida y la muerte, esperaríamos ver repetido en otros mundos, lo que con la vida ocurrió en el nuestro.

La búsqueda de la vida en otros lugares del Universo es, por consiguiente, el terreno de prueba para dos visiones del mundo diametralmente opuestas. Por una parte, está la ciencia ortodoxa, con su filosofía nihilista del universo sin sentido, leyes impersonales carentes de finalidad, un cosmos en el que la vida y la mente, la ciencia y el arte, la esperanza y el miedo son sólo embellecimientos accidentales y casuales en un tapiz de corrupción cósmica irreversible.

Creo que todo lo que podamos imaginar… será menos que la realidad que ahí fuera nos podemos encontrar cuando, de verdad, salgamos al espacio.

Por otra parte, hay una versión alternativa innegablemente romántica, pero posiblemente cierta de todas formas, la visión de un universo autoorganizador y autocomplejificador, gobernado por leyes ingeniosas que animan a la materia para que ésta alcance una evolución predeterminada que la lleva hacia la consciencia y la mente. Un Universo en el que la emergencia de seres pensantes sería una parte fundamental e integral del esquema global de las cosas. Es decir, un Universo en el que no estamos solos y en el que, esa misma complejidad de la que hablamos, nos lleva a través de la mutación hacia la evolución necesaria para la adaptación al ritmo que el Universo nos marca.

Particularmente me quedo con la segunda opción. De no ser así, si el Universo nos trajo por razones fortuítas y sólo se debe al azar nuestra presencia aquí, entonces, ¿para qué tantos mundos?, ¿para qué tanto sufrimiento y dolor?, ¿para qué, en definitiva, tanto Amor y sacrificio? ¡Sería todo un sinsentido tan grande!

emilio silvera

PD. Mucho de lo que aquí habeis leido ha sido tomado del Libro “El Quinto milagro” de Paul Davies

¡Son tantas las cosas que no sabemos!

Autor por Emilio Silvera    ~    Archivo Clasificado en Astronomía y Astrofísica    ~    Comentarios Comments (24)

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El estado actual de la cuestión es que los cosmólogos creen saber que hay una gran cantidad de materia oscura en el Universo y, han conseguido eliminar la candidatura de cualquier tipo de partícula ordinaria que conocemos. En tales circunstancias no se puede llegar a otra conclusión que la materia oscura debe de existir en alguna forma que todavía no hemos visto y cuyas propiedades ignoramos totalmente. Sin embargo, se atreven a decir que, la Gravedad, es el efecto que se produce cuando la “materia oscura” pierde consistencia… , o algo así.  ¡Cómo son!

                                                Algunas teorías nos hablan de cuerdas cósmicas que suplen a la Materia oscura. ¿Quién prevalecerá?

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De la vida y la muerte de las partículas y…otros aspectos

Autor por Emilio Silvera    ~    Archivo Clasificado en Física Cuántica    ~    Comentarios Comments (0)

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Por aquel tiempo pudimos leer en la prensa de todo el mundo:  ESTOCOLMO, Suecia.- El premio Nobel de Física (2.008) fue atribuido hoy al norteamericano Yoichiro Nambu y a los japoneses Makoto Kobayashi y Toshihide Maskawa por sus trabajos separados sobre la física de las partículas que mejoraron la comprensión de la materia, Demos un repaso hoy aquí a esos componentes de la materia, y, profundicemos en sus propiedades., en sus “vidas”.

             Todo lo que vemos, está formado por partículas elementales

Cuando hablamos del tiempo de vida de una partícula nos estamos refiriendo al tiempo de vida media, una partícula que no sea absolutamente estable tiene, en cada momento de su vida, la misma probabilidad de desintegrarse. Algunas partículas viven más que otras, pero la vida media es una característica de cada familia de partículas.

También podríamos utilizar el concepto de “semivida”. Si tenemos un gran número de partículas idénticas, la semivida es el tiempo que tardan en desintegrarse la mitad de ese grupo de partículas. La semivida es 0,693 veces la vida media.

Si miramos una tabla de las partículas más conocidas y familiares (fotón, electrón muón tau, la serie de neutrinos, los mesones con sus piones, kaones, etc., y, los Hadrones bariones como el protón, neutrón, lambda, sigma, ksi y omega, en la que nos expliquen sus propiedades de masa, carga, espín, vida media (en segundos) y sus principales manera de desintegración, veríamos como difieren las unas de las otras.

Quarks Antiquarks
Nombre Símbolo[1] Generación Carga eléctrica
(e)
Masa en reposo
(MeV/c²)
Nombre Símbolo Generación Carga eléctrica
(e)
Masa en reposo
(MeV/c²)
Arriba \mathrm{u}\,\! Primera \begin{matrix} +\frac{2}{3} \end{matrix} Antiarriba \mathrm{\bar{u}}\,\! Primera \begin{matrix} -\frac{2}{3} \end{matrix}
Abajo \mathrm{d}\,\! Primera \begin{matrix} -\frac{1}{3} \end{matrix} Antiabajo \mathrm{\bar{d}}\,\! Primera \begin{matrix} +\frac{1}{3} \end{matrix}
Encanto \mathrm{c}\,\! Segunda \begin{matrix} +\frac{2}{3} \end{matrix} Antiencanto \mathrm{\bar{c}}\,\! Segunda \begin{matrix} -\frac{2}{3} \end{matrix}
Extraño \mathrm{s}\,\! Segunda \begin{matrix} -\frac{1}{3} \end{matrix} Antiextraño \mathrm{\bar{s}}\,\! Segunda \begin{matrix} +\frac{1}{3} \end{matrix}
Cima \mathrm{t}\,\! Tercera \begin{matrix} +\frac{2}{3} \end{matrix} Anticima \mathrm{\bar{t}}\,\! Tercera \begin{matrix} -\frac{2}{3} \end{matrix}
Fondo \mathrm{b}\,\! Tercera \begin{matrix} -\frac{1}{3} \end{matrix} Antifondo \mathrm{\bar{b}}\,\! Tercera \begin{matrix} +\frac{1}{3} \end{matrix}
Las iniciales de los símbolos los toma del inglés: u: up, arriba; d: down, abajo; c: charmed, encantado; s: strange, extraño; t: top, alto, superior, cima; b: bottom bajo, fondo.

Algunas partículas tienen una vida media mucho más larga que otras. De hecho, la vida media difiere enormemente. Un neutrón por ejemplo, vive 10¹³ veces más que una partícula Sigma⁺, y ésta tiene una vida 10⁹ veces más larga que la partícula sigma cero. Pero si uno se da cuenta de que la escala de tiempo “natural” para una partícula elemental (que es el tiempo que tarda su estado mecánico-cuántico, o función de ondas, en evolucionar u oscilar) es aproximadamente 10ˉ²⁴ segundos, se puede decir con seguridad que todas las partículas son bastantes estables. En la jerga profesional de los físicos dicen que son “partículas estables”.

Diagrama de partículas elementales

Todas las partículas elementales vistas hasta ahora en esta serie, incluido el neutrino. Claro que, aquí no está todavía el Bosón de Higgs que será confirmado en breve…al parecer. Esas son las últimas noticias, el Bosón de Higgs está “casi” localizado y sólo está a la espera de confirmar el hallazgo no una, sino miles de veces.

Por fin, los físicos empiezan a recoger los frutos de una búsqueda que dura ya casi cincuenta años. Dos de los principales detectores del LHC, el gran acelerador europeo de partículas (el Atlas y el CMS) han encontrado señales que podrían delatar la presencia del esquivo bosón de Higgs, la última particula subatómica que queda por descubrir para completar el Modelo Estandar de la Física y la que encierra, además, el secreto de por qué las demás partículas tienen masa.

Pero sigamos. ¿Cómo se determina la vida media de una partícula? Las partículas de vida larga, tales como el neutrón y el muón, tienen que ser capturadas, preferiblemente en grandes cantidades, y después se mide electrónicamente su desintegración. Las partículas comprendidas entre 10ˉ¹⁰ y 10ˉ⁸ segundos solían registrarse con una cámara de burbujas, pero actualmente se utiliza con más frecuencia la cámara de chispas. Una partícula que se mueve a través de una cámara de burbujas deja un rastro de pequeñas burbujas que puede ser fotografiado. La Cámara de chispas contiene varios grupos de de un gran número de alambres finos entrecruzados entre los que se aplica un alto voltaje. Una partícula cargada que pasa cerca de los cables produce una serie de descargas (chispas) que son registradas electrónicamente. La ventaja de esta técnica respecto a la cámara de burbujas es que la señal se puede enviar directamente a una computadora que la registra de manera muy exacta.

Una colisión entre un prtón y un antiprotón registrada mediante una cámara de chispas del experimento UA5 del CERN.

 

Una partícula eléctricamente neutra nunca deja una traza directamente, pero si sufre algún tipo de interacción que involucre partículas cargadas (bien porque colisionen con un átomo en el detector o porque se desintegren en otras partículas), entonces desde luego que pueden ser registradas. Además, realmente se coloca el aparato entre los polos de un fuerte imán. Esto hace que la trayectoria de las partículas se curve y de aquí se puede medir la velocidad de las partículas. Sin embargo, como la curva también depende de la masa de la partícula, es conveniente a veces medir también la velocidad de una forma diferente.

Leptones cargados Neutrinos
Nombre Símbolo Carga Masa en reposo Nombre Símbolo Carga Masa en reposo
1ª generación Electrón \mathrm{e^-}\,\! −1 0,511
\mathrm{\nu_e}\,\! 0 < 3·10−6
Positrón \mathrm{e^+}\,\! +1 Neutrino electrónico
\mathrm{\overline{\nu_e}} 0
2ª generación Muón \mathrm{\mu^-}\,\! −1 105,658 Neutrino muónico \mathrm{\nu_\mu}\,\! 0 < 0,19
Antimuón \mathrm{\mu^+}\,\! +1 Antineutrino muónico \mathrm{\overline{\nu_\mu}} 0
3ª generación Tauón \mathrm{\tau^-}\,\! −1 1776,99 Neutrino tauónico \mathrm{\nu_\tau}\,\! 0 < 18,2
Antitauón \mathrm{\tau^+}\,\! +1 Antineutrino tauónico \mathrm{\overline{\nu_\tau}} 0

En un experimento de altas energías, la mayoría de las partículas no se mueven mucho más despacio que la velocidad de la luz. Durante su carta vida pueden llegar a viajar algunos centímetros y a partir de la longitud media de sus trazas se puede calcular su vida. Aunque las vidas comprendidas entre 10ˉ¹³ y 10ˉ²⁰ segundos son muy difíciles de medir directamente, se pueden determinar indirectamente midiendo las fuerzas por las que las partículas se pueden transformar en otras. Estas fuerzas son las responsables de la desintegración y, por lo tanto, conociéndolas se puede calcular la vida de las partículas, Así, con una pericia ilimitada los experimentadores han desarrollado todo un arsenal de técnicas para deducir hasta donde sea posible todas las propiedades de las partículas. En algunos de estos procedimientos ha sido extremadamente difícil alcanzar una precisión alta. Y, los datos y números que actualmente tenemos de cada una de las partículas conocidas, son los resultados acumulados durante muchísimos años de medidas  experimentales y de esa manera, se puede presentar una información que, si se valorara en horas de trabajo y coste de los proyectos, alcanzaría un precio descomunal pero, esa era, la única manera de ir conociendo las propiedades de los pequeños componentes de la materia.

 

 

Que la mayoría de las partículas tenga una vida media de 10ˉ⁸ segundos significa que son ¡extremadamente estables! La función de onda interna oscila más de 10²² veces/segundo. Este es el “latido natural de su corazón” con el cual se compara su vida. Estas ondas cuánticas pueden oscilar 10ˉ⁸ x 10²², que es 1¹⁴ o 100.000.000.000.000 veces antes de desintegrarse de una u otra manera. Podemos decir con toda la seguridad que la interacción responsable de tal desintegración es extremadamente débil.

Bariones

Partícula Símbolo[1] Quarks[2] Spin Masa en reposo
(MeV/c²)
S C B Vida media
(s)
Desintegraciones más importantes
Protón \mathrm{p}\,\! \mathrm{uud}\,\! \begin{matrix} \frac{1}{2} \end{matrix} 938,27 0 0 0 Estable [3]
Neutrón \mathrm{n}\,\! \mathrm{udd}\,\! \begin{matrix} \frac{1}{2} \end{matrix} 939,56 0 0 0 885,7 [4] \begin{matrix}                         {}_{n\,\rightarrow\,p + e^- + \bar{\nu}_e} &                         {}_{100%}                   \end{matrix}
Delta doble positiva \mathrm{\Delta^{++}}\,\! \mathrm{uuu}\,\! \begin{matrix} \frac{3}{2} \end{matrix} ≈1.232 0 0 0 6·10-24 \begin{matrix}                         {}_{\Delta^{++}\,\rightarrow\,p + \pi^+} &                         {}_{100%}                   \end{matrix}
Delta positiva \mathrm{\Delta^+}\,\! \mathrm{uud}\,\! \begin{matrix} \frac{3}{2} \end{matrix} ≈1.232 0 0 0 6·10-24 \begin{matrix}                         {}_{\Delta^{+}\,\rightarrow\,Nucle\acute{o}n + pi\acute{o}n} &                         {}_{100%}                   \end{matrix}
Delta neutra \mathrm{\Delta^0}\,\! \mathrm{udd}\,\! \begin{matrix} \frac{3}{2} \end{matrix} ≈1.232 0 0 0 6·10-24 \begin{matrix}                         {}_{\Delta^{0}\,\rightarrow\,Nucle\acute{o}n + pi\acute{o}n} &                         {}_{100%}                   \end{matrix}
Delta negativa \mathrm{\Delta^{-}}\,\! \mathrm{ddd}\,\! \begin{matrix} \frac{3}{2} \end{matrix} ≈1.232 0 0 0 6·10-24 \begin{matrix}                         {}_{\Delta^{-}\,\rightarrow\,n + \pi^-} &                         {}_{100%}                   \end{matrix}
Lambda neutra \mathrm{\Lambda^0}\,\! \mathrm{uds}\,\! \begin{matrix} \frac{1}{2} \end{matrix} 1.115,68 −1 0 0 2,63·10-10 \begin{matrix}                         {}_{\Lambda^{0}\,\rightarrow\,p + \pi^-} &                         {}_{63,9%} \\                        {}_{\Lambda^{0}\,\rightarrow\,n + \pi^0} &                         {}_{35,8%}                  \end{matrix}
Sigma positiva \mathrm{\Sigma^+}\,\! \mathrm{uus}\,\! \begin{matrix} \frac{1}{2} \end{matrix} 1.189,37 −1 0 0 8,01·10-11 \begin{matrix}                         {}_{\Sigma^{+}\,\rightarrow\,p + \pi^0} &                         {}_{51,57%} \\                        {}_{\Sigma^{+}\,\rightarrow\,n + \pi^+} &                         {}_{48,31%}                  \end{matrix}
Sigma neutra \mathrm{\Sigma^0}\,\! \mathrm{uds}\,\! \begin{matrix} \frac{1}{2} \end{matrix} 1.192,64 −1 0 0 7,4·10-20 \begin{matrix}                         {}_{\Sigma^{0}\,\rightarrow\,\Lambda^0 + \gamma} &                         {}_{100%}                  \end{matrix}
Sigma negativa \mathrm{\Sigma^-}\,\! \mathrm{dds}\,\! \begin{matrix} \frac{1}{2} \end{matrix} 1.197,45 −1 0 0 1,48·10-10 \begin{matrix}                         {}_{\Sigma^{-}\,\rightarrow\,n + \pi^-} &                         {}_{99,84%} \\                        {}_{\Sigma^{-}\,\rightarrow\,n + e^- + \bar{\nu}_e} &                         {}_{0,1%}                  \end{matrix}
Xi neutra \mathrm{\Xi^0}\,\! \mathrm{uss}\,\! \begin{matrix} \frac{1}{2} \end{matrix} 1.314,83 −2 0 0 2,90·10-10 \begin{matrix}                         {}_{\Xi^{0}\,\rightarrow\,\Lambda^0 + \pi^0} &                         {}_{99,52%} \\                        {}_{\Xi^{0}\,\rightarrow\,\Sigma^0 + \gamma} &                         {}_{0,33%}                  \end{matrix}
Xi negativa \mathrm{\Xi^-}\,\! \mathrm{dss}\,\! \begin{matrix} \frac{1}{2} \end{matrix} 1.321,31 −2 0 0 1,64·10-10 \begin{matrix}                         {}_{\Xi^{-}\,\rightarrow\,\Lambda^0 + \pi^-} &                         {}_{99,88%}                  \end{matrix}
Omega \mathrm{\Omega^-}\,\! \mathrm{sss}\,\! \begin{matrix} \frac{3}{2} \end{matrix} 1.672,45 −3 0 0 8,21·10-11 \begin{matrix}                         {}_{\Omega^{-}\,\rightarrow\,\Lambda^0 + K^-} &                         {}_{67,8%} \\                        {}_{\Omega^{-}\,\rightarrow\,\Xi^0 + \pi^-} &                         {}_{23,6%} \\                  \end{matrix}
Omega encantada \mathrm{\Omega^0_c}\,\! \mathrm{ssc}\,\! \begin{matrix} \frac{1}{2} \end{matrix} 2.697,5 −2 +1 0 6,90·10-14 \begin{matrix}                         {}_{\Omega^0_c\,\rightarrow\,\Sigma^+ + K^- + K^- + \pi^+} &                         {}_{??\,%} \\                        {}_{\Omega^0_c\,\rightarrow\,\Xi^0 + K^- + \pi^+} &                         {}_{??\,%} \\                  \end{matrix}
Xi positiva encantada \mathrm{\Xi^+_c}\,\! \mathrm{usc}\,\! \begin{matrix} \frac{1}{2} \end{matrix} 2.468 −1 +1 0 4,42·10-13 \begin{matrix}                         {}_{\Xi^+_c\,\rightarrow\,\Xi^0 + \pi^+ + \pi^0} &                         {}_{??\,%} \\                        {}_{\Xi^+_c\,\rightarrow\,\Xi^0 + e^+ + \nu_e} &                         {}_{??\,%} \\                  \end{matrix}
Xi neutra encantada \mathrm{\Xi^0_c}\,\! \mathrm{dsc}\,\! \begin{matrix} \frac{1}{2} \end{matrix} 2.471 −1 +1 0 1,12·10-13 \begin{matrix}                         {}_{\Xi^0_c\,\rightarrow\,p + K^- + K^- + \pi^+} &                         {}_{??\,%} \\                        {}_{\Xi^0_c\,\rightarrow\,\Lambda^0 + K^0_S} &                         {}_{??\,%} \\                  \end{matrix}
Lambda encantada \mathrm{\Lambda^+_c}\,\! \mathrm{udc}\,\! \begin{matrix} \frac{1}{2} \end{matrix} 2.284,9 0 +1 0 2,00·10-13 \begin{matrix}                         {}_{\Lambda^+_c\,\rightarrow\,p + K^- + \pi^+} &                         {}_{??\,%} \\                        {}_{\Lambda^+_c\,\rightarrow\,p + \bar{K^0} + \pi^0} &                         {}_{??\,%} \\                  \end{matrix}
Xi doble encantada \mathrm{\Xi^+_{cc}}\,\! \mathrm{dcc}\,\! \begin{matrix} ? \end{matrix} 3.519 0 +2 0 <3,30·10-14
Lambda inferior \mathrm{\Lambda^0_b}\,\! \mathrm{udb}\,\! \begin{matrix} \frac{1}{2} \end{matrix} 5.624 0 0 −1 1,23·10-12 \begin{matrix}                         {}_{\Lambda^0_b\,\rightarrow\,p + D^0 + \pi^-} &                         {}_{??\,%} \\                        {}_{\Lambda^0_b\,\rightarrow\,\Lambda^+_c + \pi^-} &                         {}_{??\,%} \\                  \end{matrix}
[1] El símbolo de los antibariones es el mismo pero con una barra superpuesta.
[2] Los antibariones están formados por los respectivos antiquarks.
[3] Debe ser superior a 1030 años.
[4] Vida media de los neutrones libres. En los núcleos atómicos son estables.
Se ha conseguido observar por primera vez la desintegración radiactiva del neutrón. Dentro de los núcleos de los átomos hay neutrones y protones. En condiciones normales y mientras que están ahí los neutrones son estables. Sin embargo los neutrones libres son inestables, tienen una vida media de unos 10 minutos, y se desintegran produciendo un protón un electrón y un antineutrino. Pero los físicos nucleares teóricos predijeron que una de cada mil veces los neutrones decaerían en todas esas partículas y además en un fotón.

Aunque la vida de un neutrón sea mucho más larga (en promedio un cuarto de hora), su desintegración también se puede atribuir a la interacción débil. A propósito, algunos núcleos atómicos radiactivos también se desintegran por interacción débil, pero pueden necesitar millones e incluso miles de millones de años para ello. Esta amplia variación de vidas medias se puede explicar considerando la cantidad de energía que se libera en la desintegración. La energía se almacena en las masas de las partículas según  la bien conocida fórmula de Einstein E = Mc². Una desintegración sólo puede tener lugar si la masa total de todos los productos resultantes es menor que la masa de la partícula original. La diferencia entre ambas masas se invierte en energía de movimiento. Si la diferencia es grande, el proceso puede producirse muy rápidamente, pero a menudo la diferencia es tan pequeña que la desintegración puede durar minutos o incluso millones de años. Así, lo que determina la velocidad con la que las partículas se desintegran no es sólo la intensidad de la fuerza, sino también la cantidad de energía disponible.

Si no existiera la interacción débil, la mayoría de las partículas serían perfectamente estables. Sin embargo, la interacción por la que se desintegran las partículas π°, η y Σ° es la electromagnética. Se observará que estas partículas tienen una vida media mucho más corta, aparentemente, la interacción electromagnética es mucho más fuerte que la interacción débil.

Bosones

 

Nombre Símbolo Carga eléctrica
(e)
Carga de color Spin Masa en reposo
(GeV/c²)
Existencia Vida media Desintegraciones más importantes
Fotón \mathrm{\gamma}\,\! Neutra Neutra 1 Nula Confirmada Estable
Bosón W \mathrm{W^{\pm}}\,\! ± 1 Neutra 1 80,425 Confirmada 3·10-25 \begin{matrix}                         {}_{W^{+}\,\rightarrow\,q + \bar{q}} &                         {}_{\approx67%} \\                        {}_{W^{+}\,\rightarrow\,\ell^+ + \nu_\ell} &                         {}_{\approx33%}                  \end{matrix} [1]
Bosón Z \mathrm{Z^{0}}\,\! Neutra Neutra 1 91,187 Confirmada 3·10-25
Gluón \mathrm{g}\,\! Neutra Color + Anticolor 1 Nula Confirmada Estable
Gravitón \mathrm{G}\,\! Neutra Neutra 2 Nula Hipotética Estable
Bosón de Higgs \mathrm{H}\,\! Neutra Neutra 0 > 114 Hipotética Inestable \begin{matrix}                         {}_{H\,\rightarrow\,t + \bar{t}} &                         {}_{???\,%} \\                        {}_{H\,\rightarrow\,b + \bar{b}} &                         {}_{???\,%}                  \end{matrix}

Durante la década de 1950 y 1960 aparecieron tal enjambre de partículas que dio lugar a esa famosa anécdota de Fermi cuando dijo: “Si llego a adivinar esto me hubiera dedicado a la botánica.”

Foto

Típicamente el neutrón decae en un protón, un antineutrino y un electrón. Muy raramente lo hace radiativamente emitiendo además un fotón. Diagrama: Zina Deretsky, National Science Foundation.  Fue difícil observar los fotones porque el haz está contaminado con fotones que fondo que producen mucho “ruido” en las medidas, por lo que era como buscar una aguja en un pajar. El decaimiento radiativo del neutrón es importante porque conecta directamente con el modelo estándar de partículas.

Si la vida de una partícula  es tan corta como 10ˉ²³ segundos, el proceso de desintegración tiene un efecto en la energía necesaria para producir las partículas ante de que se desintegre. Para explicar esto, comparemos la partícula con un diapasón que vibra en un determinado modo. Si la “fuerza de fricción” que tiende a eliminar este modo de vibración es fuerte, ésta puede afectar a la forma en la que el diapasón oscila, porque la altura, o la frecuencia de oscilación, está peor definida. Para una partícula elemental, esta frecuencia corresponde a su energía. El diapasón resonará con menor precisión; se ensancha su curva de resonancia. Dado que para esas partículas extremadamente inestable se miden curvas parecidas, a medida se las denomina resonancias. Sus vidas medias se pueden deducir directamente de la forma de sus curvas de resonancia.

Un ejemplo típico de una resonancia es la delta (∆), de la cual hay cuatro especies ∆ˉ, ∆⁰, ∆⁺ y ∆⁺⁺(esta última tiene doble carga eléctrica). Las masas de las deltas son casi iguales 1.230 MeV. Se desintegran por la interacción fuerte en un protón o un neutrón y un pión.

Existen tanto resonancias mesónicas como bariónicas . Las resonancias deltas son bariónicas. Las resonancias deltas son bariónicas. (También están las resonancias mesónicas rho, P).

            En el Universo existen muchas clases de resonancias…inesperadas

Las resonancias parecen ser solamente una especie de versión excitada de los Hadrones estable. Son réplicas que rotan más rápidamente de lo normal o que vibran de diferente manera. Análogamente a lo que sucede cuando golpeamos un gong, que emite sonido mientras pierde energía hasta que finalmente cesa de vibrar, una resonancia termina su existencia emitiendo piones, según se transforma en una forma más estable de materia.

Por ejemplo, la desintegración de una resonancia ∆ (delta) que se desintegra por una interacción fuerte en un protón o neutrón y un pión, por ejemplo:

∆⁺⁺→р + π⁺;  ∆⁰→р + πˉ; o п+π⁰

En la desintegración de un neutrón, el exceso de energía-masa es sólo 0,7 MeV, que se puede invertir en poner en movimiento un protón, un electrón y un neutrino. Un Núcleo radiactivo generalmente tiene mucha menos energía a su disposición.

El estudio de los componentes de la materia tiene una larga historia en su haber, y, muchos son los logros conseguidos y muchos más los que nos quedan por conseguir, ya que, nuestros conocimientos de la masa y de la energía (materia), es aún limitado. Los cuadros que aparecen arriba, están referidos a las partículas más usuales como los Quarks y los Leptones (verdaderos componentes de la materia) que a su vez, son: Los Quarks los que forman a los Hadrones y los Leptones los que completan el núcleo atómico de la materia para conformar los átomos. He dejado a los mesones y a las supuestas partículas supersimétricas centrándome en las que me parecen principales en la conformación de la materia.

emilio silvera