{"id":2050,"date":"2009-04-30T08:22:49","date_gmt":"2009-04-30T06:22:49","guid":{"rendered":"http:\/\/www.emiliosilveravazquez.com\/blog\/?p=2050"},"modified":"2009-04-30T15:52:55","modified_gmt":"2009-04-30T13:52:55","slug":"de-neutrinos-de-luz-y-de-otras-maravillas","status":"publish","type":"post","link":"http:\/\/www.emiliosilveravazquez.com\/blog\/2009\/04\/30\/de-neutrinos-de-luz-y-de-otras-maravillas\/","title":{"rendered":"De neutrinos, de luz y de otras maravillas"},"content":{"rendered":"

Los f\u00edsicos se vieron durante mucho tiempo turbados por el hecho de que a menudo, la part\u00edcula beta<\/a> emitida en una desintegraci\u00f3n del n\u00facleo no alberga energ\u00eda suficiente para compensar la masa perdida por el n\u00facleo.\u00a0 En realidad, los electrones<\/a> no eran igualmente deficitarios.\u00a0 Emerg\u00edan con un amplio espectro de energ\u00edas, y el m\u00e1ximo (conseguido por muy pocos electrones<\/a>), era casi correcto, pero todos los dem\u00e1s no llegaban a alcanzarlo en mayor o menor grado.\u00a0 Las part\u00edculas alfa<\/a> emitidas por un nucleido particular pose\u00edan iguales energ\u00edas en cantidades inesperadas.\u00a0 En ese caso, \u00bfqu\u00e9 era err\u00f3nea en la emisi\u00f3n de part\u00edculas beta<\/a>? \u00bfQu\u00e9 hab\u00eda sucedido con la energ\u00eda perdida?<\/p>\n

En 1.922, Lise Maitner se hizo por primera vez esta pregunta, y, hacia 1.930, Niels Bohr estaba dispuesto a abandonar el gran principio de conservaci\u00f3n de la energ\u00eda, al menos en lo concerniente a part\u00edculas subat\u00f3micas.\u00a0 En 1.931, Wolfgang Pauli sugiri\u00f3 una soluci\u00f3n para el enigma de la energ\u00eda desaparecida.<\/p>\n

Tal soluci\u00f3n era muy simple: junto con la part\u00edcula beta<\/a> del n\u00facleo se desprend\u00eda otra, que se llevaba la energ\u00eda desaparecida.\u00a0 Esa misteriosa segunda part\u00edcula ten\u00eda propiedades bastante extra\u00f1as.\u00a0 No pose\u00eda carga ni masa.\u00a0 Lo \u00fanico que llevaba mientras se mov\u00eda a la velocidad de la luz era cierta cantidad de energ\u00eda.\u00a0 A decir verdad, aquello parec\u00eda un cuerpo ficticio creado exclusivamente para equilibrar el contraste de energ\u00edas.<\/p>\n

Sin embargo, tan pronto como se propuso la posibilidad de su existencia, los f\u00edsicos creyeron en ella ciegamente. Y esta certeza se increment\u00f3 al descubrirse el neutr\u00f3n<\/a> y al saberse que se desintegraba en un prot\u00f3n<\/a> y se liberaba un electr\u00f3n<\/a>, que, como en la decadencia beta, portaba insuficientes cantidades de energ\u00eda.\u00a0 Enrico Fermi<\/a> dio a esta part\u00edcula putativa el nombre de “neutrino”, palabra italiana que significa “peque\u00f1o neutro”.<\/p>\n

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El neutr\u00f3n<\/a> dio a los f\u00edsicos otra prueba palpable de la existencia del neutrino<\/a>.\u00a0 Como ya he comentado en otra p\u00e1gina de este trabajo, casi todas las part\u00edculas describen un movimiento rotatorio. Esta rotaci\u00f3n se expresa, m\u00e1s o menos, en m\u00faltiples de una mitad seg\u00fan la direcci\u00f3n del giro.\u00a0 Ahora bien, el prot\u00f3n<\/a>, el neutr\u00f3n<\/a> y el electr\u00f3n<\/a> tienen rotaci\u00f3n de una mitad. Por tanto, si el neutr\u00f3n<\/a> con rotaci\u00f3n de una mitad origina un prot\u00f3n<\/a> y un electr\u00f3n<\/a>, cada uno con rotaci\u00f3n de una mitad, \u00bfqu\u00e9 sucede con la ley sobre conservaci\u00f3n del momento angular? Aqu\u00ed hay alg\u00fan error. El prot\u00f3n<\/a> y el electr\u00f3n<\/a> totalizan una mitad con sus rotaciones (si ambas rotaciones siguen la misma direcci\u00f3n) o cero (si sus rotaciones son opuestas); pero sus rotaciones no pueden sumar jam\u00e1s una mitad. Sin embargo, por otra parte, el neutrino<\/a> viene a solventar la cuesti\u00f3n.<\/p>\n

Supongamos que la rotaci\u00f3n del neutr\u00f3n<\/a> sea +\u00bd. Y admitamos tambi\u00e9n que la rotaci\u00f3n del prot\u00f3n<\/a> sea +\u00bd y la del electr\u00f3n<\/a> -\u00bd, para dar un resultado neto de o. Demos ahora al neutrino<\/a> una rotaci\u00f3n de +\u00bd, y la balanza quedar\u00e1 equilibrada.<\/p>\n

+\u00bd(n) = +\u00bd(p) – \u00bd(e) + \u00bd(neutrino)<\/p>\n

Pero aun queda algo por equilibrar.\u00a0 Una sola part\u00edcula (el neutr\u00f3n<\/a>) ha formado dos part\u00edculas (el prot\u00f3n<\/a> y el electr\u00f3n<\/a>), y, si incluimos el neutrino<\/a>, tres part\u00edculas.\u00a0 Parece m\u00e1s razonable suponer que el neutr\u00f3n<\/a> se convierte en dos part\u00edculas y una antipart\u00edcula.\u00a0 En otras palabras: lo que realmente necesitamos equilibrar no es un neutrino<\/a>, sino un antineutrino.<\/p>\n

El propio neutrino<\/a> surgir\u00eda de la conversaci\u00f3n de un prot\u00f3n<\/a> en un neutr\u00f3n<\/a>.\u00a0 As\u00ed, pues, los productos ser\u00edan un neutr\u00f3n<\/a> (part\u00edcula), un positr\u00f3n (antipart\u00edcula) y un neutrino<\/a> (part\u00edcula). Esto tambi\u00e9n equilibra la balanza.<\/p>\n

En otras palabras, la existencia de neutrinos<\/a> y antineutrinos deber\u00eda salvar no una, sino tres, importantes leyes de conservaci\u00f3n: la conservaci\u00f3n de la energ\u00eda, la de conservaci\u00f3n del esp\u00edn<\/a> y la de conservaci\u00f3n de part\u00edcula\/antipart\u00edcula.<\/p>\n

Es importante conservar esas leyes puesto que parece estar presentes en toda clase de reacciones nucleares que no impliquen electrones<\/a> o positrones, y ser\u00eda muy \u00fatil si tambi\u00e9n se hallasen presentes en reacciones que incluyesen esas part\u00edculas.<\/p>\n

Las m\u00e1s importantes conversiones prot\u00f3n<\/a>-neutr\u00f3n<\/a> son las relaciones con las reacciones nucleares que se desarrollan en el Sol y en los astros.\u00a0 Por consiguiente, las estrellas emiten radiaciones r\u00e1pidas de neutrinos<\/a>, y se calcula que tal vez pierdan a causa de esto el 6 u 8 % de su energ\u00eda.\u00a0 Pero eso, ser\u00eda meternos en otra historia y, por mi parte, con la anterior explicaci\u00f3n solo trataba de dar una muestra del ingenio del hombre que, como habr\u00e9is visto, no es poco.<\/p>\n

Desde que puedo recordar, he sido un amante de la F\u00edsica. Me asombran cuestiones como la luz, su naturaleza de un conglomerado de colores, ondas y part\u00edculas, su velocidad que nos marca el l\u00edmite del m\u00e1ximo que podemos correr en nuestro Universo, y en fin, muchos otros misterios que encierra esa cosa tan cotidiana que nos rodea y lo inunda todo haciendo posible que podamos ver por donde vamos, que las plantas vivan y emitan ox\u00edgeno o que nos calentemos.\u00a0 Realmente, sin luz, nuestra vida no ser\u00eda posible.<\/p>\n

Entonces, \u00bfqu\u00e9 es realmente la luz?<\/p>\n

Muchos (casi todos) opinan que es algo inmaterial. Los objetos materiales, grandes o muy peque\u00f1os como las galaxias o los electrones<\/a>, son materia.\u00a0 La luz, sin embargo, se cree que es inmaterial, dos rayos de luz se cruzan sin afectarse el uno al otro.<\/p>\n

Sin embargo, yo que, desde luego, no soy un experto, opino en cambio que la luz, es simplemente una forma de energ\u00eda lum\u00ednica, otra forma en la que se puede presentar la materia.\u00a0 Nosotros mismos, en \u00faltima instancia, somos luz.<\/p>\n

Est\u00e1 claro que, los estudiosos de la \u00e9poca antigua y medieval estaban por completo a oscuras acerca de la naturaleza de la luz. Especulaban sobre que consist\u00eda en part\u00edculas emitidas por objetos relucientes o tal vez por el mismo ojo. Establecieron el hecho de que la luz viajaba en l\u00ednea recta, que se reflejaba en un espejo con un \u00e1ngulo igual a aquel con el que el rayo choca con el espejo, y que un rayo de luz se inclina (se refracta) cuando pasa del aire al cristal, al agua o a cualquier otra sustancia transparente.<\/p>\n

Cuando la luz entra en un cristal, o en alguna sustancia transparente, de una forma oblicua (es decir, en un \u00e1ngulo respecto de la vertical), siempre se refracta en una direcci\u00f3n que forma un \u00e1ngulo menor respecto de la vertical.\u00a0 La exacta relaci\u00f3n entre el \u00e1ngulo original y el \u00e1ngulo reflejado fue elaborada por primera vez en 1.621 por el f\u00edsico neerland\u00e9s Willerbrord Snell.\u00a0 No public\u00f3 sus hallazgos y el fil\u00f3sofo franc\u00e9s Ren\u00e9 Descartes descubri\u00f3 la ley, independientemente, en 1.637.<\/p>\n

Los primeros experimentos importantes acerca de la naturaleza de la luz fueron llevados a cabo por Isaac Newton<\/a> en 1.666, al permitir que un rayo de luz entrase en una habitaci\u00f3n oscura a trav\u00e9s de una grieta e las persianas, cayendo oblicuamente sobre una cara de un prisma de cristal triangular. El rayo se refracta cuando entra en el cristal y se refracta a\u00fan m\u00e1s en la misma direcci\u00f3n cuando sale por una segunda cara del prisma. (Las dos refracciones en la misma direcci\u00f3n se originan por que los dos lados del prisma de se encuentran en \u00e1ngulo en vez de en forma paralela, como ser\u00eda el caso en una l\u00e1mina ordinaria de cristal.)<\/p>\n

Newton<\/a> atrap\u00f3 el rayo emergente sobre una pantalla blanca para ver el efecto de la refracci\u00f3n reforzada.\u00a0 Descubri\u00f3 que, en vez de formar una mancha de luz blanca, el rayo se extend\u00eda en una gama de colores: rojo, anaranjado, amarillo, verde, azul, y violeta, en este orden.<\/p>\n

Newton<\/a> dedujo de ello que la luz blanca corriente era una mezcla de varias luces que excitaban por separado nuestros ojos para producir las diversas sensaciones de colores.\u00a0 La amplia banda de sus componentes se denomin\u00f3 spectrum (palabra latina que significa “espectro” fantasma).<\/p>\n

Newton<\/a> lleg\u00f3 a la conclusi\u00f3n de que la luz se compon\u00eda de diminutas part\u00edculas (“corp\u00fasculos”), que viajaban a enormes velocidades.<\/p>\n

Le surgieron y se plante\u00f3 algunas inquietudes cuestiones. \u00bfPor qu\u00e9 se refractaban las part\u00edculas de luz verde m\u00e1s que los de luz amarilla? \u00bfC\u00f3mo se explicaba que dos rayos de luz se cruzaran sin perturbase mutuamente, es decir, sin que se produjeran colisiones entre part\u00edculas?<\/p>\n

En 1.678, el f\u00edsico neerland\u00e9s christian Huyghens (un cient\u00edfico polifac\u00e9tico que hab\u00eda construido el primer reloj de p\u00e9ndulo y realizado importantes trabajos astron\u00f3micos) propuso una teor\u00eda opuesta: la de que la luz se compon\u00eda de min\u00fasculas ondas. Y si sus componentes fueran ondas, no ser\u00eda dif\u00edcil explicar los diversos difracciones de los diferentes tipos de luz a trav\u00e9s de un medio refractante, siempre y cuando se aceptara que la luz se mov\u00eda m\u00e1s despacio en ese medio refractante que en el aire.\u00a0 La cantidad de refracci\u00f3n variar\u00eda con la longitud de las ondas: cuanto m\u00e1s corta fuese tal longitud, tanto mayor ser\u00eda la refracci\u00f3n.\u00a0\u00a0 Ello significaba que la luz violeta (la m\u00e1s sensible a este fen\u00f3meno) deb\u00eda de tener una longitud de onda mas corta que la luz azul, \u00e9sta, m\u00e1s corta que la verde, y as\u00ed sucesivamente.<\/p>\n

Lo que permit\u00eda al ojo distinguir los colores eran esas diferencias entre longitudes de onda.\u00a0 Y, como es natural, si la luz estaba integrada por ondas, dos rayos podr\u00edan cruzarse sin dificultad alguna.\u00a0 (Las ondas sonoras y las del agua se cruzan continuamente sin perder sus respectivas identidades.)<\/p>\n

Pero la teor\u00eda de Huyqhens sobre las ondas tampoco fue muy satisfactoria. No explicaba por qu\u00e9 se mov\u00edan en l\u00ednea recta los rayos luminosos; ni por qu\u00e9 proyectaban sobras recortadas; ni aclaraba por qu\u00e9 las ondas luminosas no pod\u00edan rodear los obst\u00e1culos, del mismo modo que pueden hacerlo las ondas sonoras y de agua.\u00a0 Por a\u00f1adidura, se objetaba que si la luz consist\u00eda en ondas, \u00bfc\u00f3mo pod\u00eda viajar por el vac\u00edo, ya que cruzaba el espacio desde el Sol y las Estrellas? \u00bfCu\u00e1l era esa mec\u00e1nica ondulatoria?<\/p>\n

emilio silvera<\/em><\/p>\n

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