![\"\"](\"http:\/\/upload.wikimedia.org\/wikipedia\/commons\/thumb\/2\/23\/Helium_atom_QM.svg\/300px-Helium_atom_QM.svg.png\")
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Representaci\u00f3n aproximada del \u00e1tomo de Helio, en el n\u00facleo los protones<\/a> est\u00e1n representados en rojo y los neutrones<\/a> en azul. En la realidad el n\u00facleo tambi\u00e9n es sim\u00e9tricamente esf\u00e9rico. En realidad, ese min\u00fasculo granito m\u00e1sico formado por los nucleones<\/a> (protones<\/a> y neutrones<\/a>, que a su vez est\u00e1n formados por quarks<\/a> inmersos en una nube de gluones<\/a>), es la verdadera materia, el resto, podr\u00edamos decir que son espacios vac\u00edos en los que, los electrones<\/a> circulan a incre\u00edbles velocidades formando un campo magn\u00e9tico que hace que el \u00e1tomo nos parezca enteramente compacto.<\/p>\n \n Galaxia Anular o galaxia anillo<\/p>\n El anillo est\u00e1 formado por estrellas\u00a0azules masivas, relativamente j\u00f3venes y muy brillantes. La regi\u00f3n intermedia que rodea al n\u00facleo brillante contiene una cantidad relativamente peque\u00f1a de materia luminosa y aparece m\u00e1s oscura.<\/p>\n<\/blockquote>\n \n Todos los objetos que podemos contemplar en el Universo, como la galaxia anillo de la imagen, est\u00e1n formados por peque\u00f1as part\u00edculas que llamamos elementales (algunas m\u00e1s complejas) de tama\u00f1o\u00a0 infinitesimal.<\/p>\n \n \n Los Quarks y los Leptones que son las part\u00edculas que, reunidas en tripletes, conforman los protones<\/a> y los neutrones<\/a> (nucleones<\/a>) que son rodeados por los electrones<\/a> para hacer \u00e1tomos que, a su vez, se unen unos a otros para formar las mol\u00e9culas que construyen los objetos que conocemos incluidas las galaxias y nosotros mismos. En definitiva. lo que llamamos \u00e1tomos que se juntan para formar c\u00e9lulas que, se juntan para formar mol\u00e9culas que, se juntan para formar los cuerpos de materia que, vivos e inertes, pueblan nuestro Universo.<\/p>\n \n \n \u00a0 \u00a0 \u00a0 \u00a0 \u00a0 \u00a0 \u00a0 As\u00ed ver\u00edamos el \u00e1tomo de tener un tama\u00f1o que pudiera ser captado por nuestros ojos, la mayor parte son espacios vac\u00edos y, el peque\u00f1o punto del centro contiene m\u00e1s del 90% de la masa at\u00f3mica<\/p>\n \n \u00a0 \u00a0 \u00a0 \u00a0 \u00a0 \u00a0 \u00a0 \u00a0 \u00a0 \u00a0 \u00a0 \u00a0 \u00a0 \u00a0 \u00a0 \u00a0 \u00a0 \u00a0 \u00a0 \u00a0 \u00a0 \u00a0 \u00a0 \u00a0 \u00a0 \u00a0 \u00a0 \u00a0 \u00a0 \u00a0 \u00a0 \u00a0 \u00a0 \u00a0 \u00a0 \u00a0 \u00a0 \u00a0 \u00a0 \u00a0 \u00a0 Mol\u00e9culas para la Vida<\/p>\n \n Estamos hechos de \u00e1tomos que forman mol\u00e9culas para la Vida<\/p>\n \n En el centro del \u00e1tomo pues, se encuentra un peque\u00f1o grano compacto aproximadamente 100.000 veces m\u00e1s peque\u00f1o que el propio \u00e1tomo: el n\u00facleo at\u00f3mico. Su masa, e incluso m\u00e1s a\u00fan su carga el\u00e9ctrica, determinan las propiedades del \u00e1tomo del cual forma parte. Debido a la solidez del n\u00facleo parece que los \u00e1tomos, que dan forma a nuestro mundo cotidiano, son intercambiables entre s\u00ed, e incluso cuando interaccionan entre ellos para formar sustancias qu\u00edmicas (los elementos). Pero el n\u00facleo, a pesar de ser tan s\u00f3lido, puede partirse. Si dos \u00e1tomos chocan uno contra el otro con gran velocidad podr\u00eda suceder que los n\u00facleos llegaran a chocar entre s\u00ed y entonces, o bien se rompen en trozos, o se funden liberando en el proceso part\u00edculas sub-nucleares. La nueva f\u00edsica de la primera mitad del siglo XX estuvo dominada por los nuevos acertijos que estas part\u00edculas planteaban.<\/p>\n \n \n \n En la imagen del prot\u00f3n<\/a> y del neutr\u00f3n<\/a> se ven unas ondulaciones blancas que, en realidad, representan a las part\u00edculas\u00a0 emisarias de la fuerza nuclear fuerte<\/a>, son de la familia de los Bosones y se llaman Gluones.<\/p>\n<\/blockquote>\n \n Viajando a velocidades cercanas a la de la luz, dos part\u00edculas pueden chocar de forma violenta y, de ellas, surgen otras part\u00edculas m\u00e1s elementales de las que est\u00e1n conformadas las primeras. Un prot\u00f3n<\/a> est\u00e1 hecho de dos Quarks up y un Quark down, mientras que un neutr\u00f3n<\/a>, est\u00e1 hecho de dos Quarks down y un Quark up (como la imagen de arriba representa).<\/p>\n \n <\/p>\n \n Pero tenemos la mec\u00e1nica cu\u00e1ntica;<\/p>\n \u00bfEs que no es aplicable siempre?<\/p>\n \u00bfD\u00f3nde radica la dificultad?<\/p>\n \n \n Desde luego, la mec\u00e1nica cu\u00e1ntica es v\u00e1lida para las part\u00edculas subat\u00f3micas, pero hay m\u00e1s que eso. Las fuerzas con que estas part\u00edculas interaccionan y que mantienen el n\u00facleo at\u00f3mico unido son tan fuertes que las velocidades a las que tienen que moverse dentro y fuera del n\u00facleo est\u00e1n cerca de la velocidad de la luz, c<\/em>, que es de 299.792,458 Km\/s. Cuando tratamos con velocidades tan altas se necesita una segunda modificaci\u00f3n a las leyes de la f\u00edsica del siglo XIX; tenemos que contar con la teor\u00eda de la relatividad<\/a> especial de Einstein<\/a>.<\/p>\n \n Los Fotones no tienen masa en reposo y se mueven por el Universo a esa velocidad de 299.762.458 m\/s<\/p>\n \n Esta teor\u00eda tambi\u00e9n fue el resultado de una publicaci\u00f3n de Einstein<\/a> de 1905. en esta teor\u00eda quedaron sentadas las bases de que el movimiento y el reposo son conceptos relativos, no son absolutos, como tampoco habr\u00e1 un sistema de referencia absoluto con respecto al cual uno pueda medir la velocidad de la luz.<\/p>\n \n Pero hab\u00eda m\u00e1s cosas que ten\u00edan que ser relativas. En esta teor\u00eda, la masa y la energ\u00eda tambi\u00e9n dependen de la velocidad, como lo hacen la intensidad del campo el\u00e9ctrico y del magn\u00e9tico. Einstein<\/a> descubri\u00f3 que la masa de una part\u00edcula es siempre proporcional a la energ\u00eda que contienen, supuesto que se haya tenido en cuenta una gran cantidad de “energ\u00eda en reposo”<\/em> de una part\u00edcula cualquiera, como se denota a continuaci\u00f3n:<\/p>\n \n E = M x c2<\/sup><\/p>\n \n Esto es, si la masa M se define por la ley de Newton<\/a> F = M x a.<\/p>\n \n Como la velocidad de la luz es muy grande, esta ecuaci\u00f3n sugiere que cada part\u00edcula debe almacenar una cantidad enorme de energ\u00eda, y en parte esta predicci\u00f3n fue la que hizo que la teor\u00eda de la relatividad<\/a> tuviese tanta importancia para la f\u00edsica (\u00a1y para todo el mundo!). Para que la teor\u00eda de la relatividad<\/a> tambi\u00e9n sea auto.consistente tiene que ser holista<\/em>, esto es, que todas las cosas y todo el mundo obedezcan a las leyes de la relatividad<\/a>. No son s\u00f3lo los relojes los que se atrasan a grandes velocidades, sino que todos los procesos animados se comportan de la forma tan inusual que describe esta teor\u00eda cuando nos acercamos a la velocidad de la luz.<\/p>\n \n \n El coraz\u00f3n humano es simplemente un reloj biol\u00f3gico y latir\u00e1 a una velocidad menor cuando viaje en un veh\u00edculo espacial a velocidades cercanas a la de la luz. Este extra\u00f1o fen\u00f3meno conduce a lo que se conoce como la \u201cparadoja de los gemelos\u201d, sugerida por Einstein<\/a>, en la que dos gemelos id\u00e9nticos tienen diferente edad cuando se reencuentran despu\u00e9s de que uno haya permanecido en la Tierra mientras que el otro ha viajado a velocidades relativistas.<\/p>\n Einstein<\/a> comprendi\u00f3 r\u00e1pidamente que las leyes de la gravedad tambi\u00e9n tendr\u00edan que ser modificadas para que cumplieran el principio relativista. Para poder aplicar el principio de la relatividad<\/a> a la fuerza gravitatoria, el principio tuvo que ser extendido de la siguiente manera: no s\u00f3lo debe ser imposible determinar la velocidad absoluta del laboratorio, sino que tambi\u00e9n es imposible distinguir los cambios de velocidad de los efectos de una fuerza gravitatoria.<\/p>\n \n \n \n \u00a0\u00a0\u00a0\u00a0 La fuerza de Gravedad incide en todos los objetos celestes, y, hasta la luz, se ve afectada cuando interacciona con cuerpos muy densos.<\/p>\n \n Einstein<\/a> comprendi\u00f3 que la consecuencia de esto era que la gravedad hace al espacio-tiempo lo que la humedad a una hoja de papel: deformar la superficie con desigualdades que no se pueden eliminar. Hoy en d\u00eda se conocen muy bien las matem\u00e1ticas de los espacios curvos, pero en el \u00e9poca de Einstein<\/a> el uso de estas nociones matem\u00e1ticas tan abstractas para formular leyes f\u00edsicas era algo completamente nuevo, y le llev\u00f3 varios a\u00f1os encontrar la herramienta matem\u00e1tica adecuada para formular su teor\u00eda general de la relatividad<\/a> que describe c\u00f3mo se curva el espacio en presencia de grandes masas como planetas y estrellas.<\/p>\n \n \n Cuatro im\u00e1genes del mismo cu\u00e1sar rodean una galaxia: un t\u00edpico espejismo topol\u00f3gico.<\/span><\/a><\/p>\n \n \n En vez de ser plano e infinito, el universo podr\u00eda estar replegado en s\u00ed mismo y nuestra percepci\u00f3n distorsionada por rayos luminosos que se multiplican. Como en un espejismo. Alg\u00fan d\u00eda sabremos, como es, en realidad nuestro Universo. Einstein<\/a> ten\u00eda la idea en su mente desde 1907 (la relatividad<\/a> especial la formul\u00f3 en 1905), y se pas\u00f3 8 a\u00f1os buscando las matem\u00e1ticas adecuadas para su formulaci\u00f3n.<\/p>\n \n <\/p>\n <\/p>\n Eso permite hacer que el espacio tenga estructura de Variedad de Riemann y en \u00e9l pueda definirse la llamada forma de volumen<\/strong> que es la n-forma\u00a0 siguiente:<\/p>\n \n <\/p><\/blockquote>\n En esas condiciones el hiper-volumen de una regi\u00f3n \u03a9 (con frontera suficientemente regular) viene definida por la integral:<\/p>\n <\/p>\n <\/p>\n Pero dejemos la complejidad matem\u00e1tica y volvamos a la historia que se cuenta con palabras sencillas.<\/p>\n <\/p>\n <\/p>\n <\/p><\/blockquote>\n<\/blockquote>\n Leyendo el material enviado por un amigo al que pidi\u00f3 ayuda (Marcel Grossman), Einstein<\/a> qued\u00f3 paralizado. Ante \u00e9l, en la primera p\u00e1gina de una conferencia dada ante el Sindicato de Carpinteros, 60 a\u00f1os antes por un tal Riemann, ten\u00eda la soluci\u00f3n a sus desvelos: el tensor m\u00e9trico<\/a> de Riemann<\/em>, que le permitir\u00eda utilizar una geometr\u00eda espacial de los espacios curvos que explicaba su relatividad<\/a> general.<\/p>\n \n \n \n \u00a0 \u00a0 \u00a0 \u00a0 \u00a0 \u00a0 \u00a0 \u00a0 \u00a0El Tensor m\u00e9trico de Riemann y elementos geom\u00e9tricos de la Relatividad General<\/p>\n \n De la lecci\u00f3n de Riemann se deduce que en espacios multidimensionales se crea el principio de que el espacio m\u00faltiple (de m\u00e1s dimensiones) unifica las leyes de la naturaleza encaj\u00e1ndolas en el tensor m\u00e9trico<\/a> como piezas de un rompecabezas N-dimensional. Riemann anticip\u00f3 otro desarrollo de la f\u00edsica; fue uno de los primeros en discutir espacios m\u00faltiples y conexos, o agujeros de gusano<\/a>.<\/p>\n \n \n No est\u00e1 mal que en este punto recordemos la fuerza magn\u00e9tica y gravitatoria que nos puede ayudar a comprender mejor el comportamiento de las part\u00edculas subat\u00f3micas. El electromagnetismo, dec\u00edamos al principio, es la fuerza con la cual dos part\u00edculas cargadas el\u00e9ctricamente se repelen (si sus cargas son iguales) o se atraen (si tienen cargas de signo opuesto).<\/p>\n \n \n La interacci\u00f3n magn\u00e9tica es la fuerza que experimenta una part\u00edcula el\u00e9ctricamente cargada que se mueve a trav\u00e9s de un campo magn\u00e9tico. Las part\u00edculas cargadas en movimiento generan un campo magn\u00e9tico como, por ejemplo, los electrones<\/a> que fluyen a trav\u00e9s de las espiras de una bobina.<\/p>\n \n \n \n Un electr\u00f3n<\/a> y un prot\u00f3n<\/a> se atraen de dos maneras, por un lado a causa de que el primero tiene carga el\u00e9ctrica positiva y el segundo negativa, y ya se sabe que cargas contrarias se atraen. Por el otro, a causa de sus propias masas, como efecto de la fuerza de la gravedad. Se puede calcular que la atracci\u00f3n causada por las cargas el\u00e9ctricas es aproximadamente \u201c10 elevado a 40\u201d veces mayor que la atracci\u00f3n gravitatoria.<\/p>\n Las fuerzas magn\u00e9ticas y el\u00e9ctricas est\u00e1n entrelazadas. En 1873, James Clerk Maxwell consigui\u00f3 formular las ecuaciones completas que rigen las fuerzas el\u00e9ctricas y magn\u00e9ticas, descubiertas experimentalmente por Michael Faraday. Se consigui\u00f3 la teor\u00eda unificada del electromagnetismo que nos vino a decir que la electricidad y el magnetismo eran dos aspectos de una misma cosa.<\/p>\n La interacci\u00f3n es universal, de muy largo alcance (se extiende entre las estrellas), es bastante d\u00e9bil. Su intensidad depende del cociente entre el cuadrado de la carga del electr\u00f3n<\/a> y 2hc<\/em> (dos veces la constante de Planck<\/a> por la velocidad de la luz). Esta fracci\u00f3n es aproximadamente igual a 1\/137\u2019036\u2026, o lo que llamamos \u03b1 y se conoce como constante de estructura fina<\/em>.<\/p>\n En general, el alcance de una interacci\u00f3n electromagn\u00e9tica es inversamente proporcional a la masa de la part\u00edcula mediadora, en este caso, el fot\u00f3n<\/a>, sin masa.<\/p>\n Tambi\u00e9n antes hemos comentado sobre la interacci\u00f3n gravitatoria de la que Einstein<\/a> descubri\u00f3 su compleja estructura y la expuso al mundo en 1915 con el nombre de teor\u00eda general de la relatividad<\/a>, y la relacion\u00f3 con la curvatura del espacio y el tiempo. Sin embargo, a\u00fan no sabemos c\u00f3mo se podr\u00edan reconciliar las leyes de la gravedad y las leyes de la mec\u00e1nica cu\u00e1ntica (excepto cuando la acci\u00f3n gravitatoria es suficientemente d\u00e9bil).<\/p>\n \n \n \u00a0 \u00a0 \u00a0 \u00a0 \u00a0 \u00a0 \u00a0 \u00a0 \u00a0 \u00a0 \u00a0La curvatura del espacio-tiempo se produce por la gravedad que incide y est\u00e1 presente<\/p>\n \n Dirac nos dej\u00f3 \u00e9sta bella f\u00f3rmula del electr\u00f3n<\/a> que predec\u00eda la anti-materia, el Positr\u00f3n<\/p>\n \n La teor\u00eda de Einstein<\/a> nos habla de los planetas y las estrellas del cosmos. La teor\u00eda de Planck, Heisemberg, Schr\u00f6dinger, Dirac, Feynman y tantos otros (tambi\u00e9n el mismo Einstein<\/a> aport\u00f3 su granito de arena), nos habla del comportamiento del \u00e1tomo, del n\u00facleo, de las part\u00edculas elementales en relaci\u00f3n a estas interacciones fundamentales. La primera se ocupa de los cuerpos muy grandes y de los efectos que causan en el espacio y en el tiempo; la segunda de los cuerpos muy peque\u00f1os y de su importancia en el universo at\u00f3mico. Cuando hemos tratado de unir ambos mundos se produce una gran explosi\u00f3n de rechazo. Ambas teor\u00edas son (al menos de momento) irreconciliables.<\/p>\n <\/p>\n El gravit\u00f3n<\/a> hace tiempo que se r\u00ede de nosotros…y se esconde donde no lo podamos ver.<\/p>\n Hablamos de la part\u00edcula mediadora, el hipot\u00e9tico gravit\u00f3n<\/a>. Aunque a\u00fan no se ha descubierto experimentalmente, sabemos lo que predice la mec\u00e1nica cu\u00e1ntica: que tiene masa nula y esp\u00edn<\/a> 2.<\/p>\n La ley general para las interacciones es que, si la part\u00edcula mediadora tiene el esp\u00edn<\/a> par, la fuerza entre cargas iguales es atractiva y entre cargas opuestas repulsiva. Si el esp\u00edn<\/a> es impar (como en el electromagnetismo) se cumple a la inversa.<\/p>\n Pero antes de seguir profundizando en estas cuestiones hablemos de las propias part\u00edculas subat\u00f3micas, para lo cual la teor\u00eda de la relatividad<\/a> especial, que es la teor\u00eda de la relatividad<\/a> sin fuerza gravitatoria, es suficiente.<\/p>\n Si viajamos hacia lo muy peque\u00f1o tendremos que ir m\u00e1s all\u00e1 de los \u00e1tomos, que son objetos voluminosos y fr\u00e1giles comparados con lo que nos ocupar\u00e1 a continuaci\u00f3n: el n\u00facleo at\u00f3mico y lo que all\u00ed se encuentra. Los electrones<\/a>, que ahora vemos \u201ca gran distancia\u201d dando vueltas alrededor del n\u00facleo, son muy peque\u00f1os y extremadamente robustos. El n\u00facleo est\u00e1 constituido por dos especies de bloques: protones<\/a> y neutrones<\/a>. El prot\u00f3n<\/a> (del griego \u03c0\u03c1\u03ce\u03c4\u03bf\u03c2, primero<\/em>) debe su nombre al hecho de que el n\u00facleo at\u00f3mico m\u00e1s sencillo, que es el hidr\u00f3geno, est\u00e1 formado por un solo prot\u00f3n<\/a>. Tiene una unidad de carga positiva. El neutr\u00f3n<\/a> recuerda al prot\u00f3n<\/a> como si fuera su hermano gemelo: su masa es pr\u00e1cticamente la misma, su esp\u00edn<\/a> es el mismo, pero en el neutr\u00f3n<\/a>, como su propio nombre da a entender, no hay carga el\u00e9ctrica; es neutro.<\/p>\n \n \n Nos gustar\u00eda saber si existe algo m\u00e1s all\u00e1 de los Quarks, esas infinitesimales part\u00edculas “elementales” que conforman protones<\/a> y neutrones<\/a>.<\/p>\n \n La masa de estas part\u00edculas se expresa en una unidad llamada mega-electr\u00f3n-voltio o MeV, para abreviar. Un MeV, que equivale a 106<\/sup> electr\u00f3n-voltios, es la cantidad de energ\u00eda de movimiento que adquiere una part\u00edcula con una unidad de carga (tal como un electr\u00f3n<\/a> o un prot\u00f3n<\/a>) cuando atraviesa una diferencia de potencial de 106<\/sup> (1.000.000) voltios. Como esta energ\u00eda se transforma en masa, el MeV es una unidad \u00fatil de masa para las part\u00edculas elementales.<\/p>\n \n \n La mayor\u00eda de los n\u00facleos at\u00f3micos contienen m\u00e1s neutrones<\/a> que protones<\/a>. Los protones<\/a> se encuentran tan juntos en el interior de un n\u00facleo tan peque\u00f1o que se deber\u00edan repeles entre s\u00ed fuertemente, debido a que tienen cargas el\u00e9ctricas del mismo signo. Sin embargo, hay una fuerza que los mantiene unidos estrechamente y que es mucho m\u00e1s potente e intensa que la fuerza electromagn\u00e9tica<\/a>: la fuerza o interacci\u00f3n nuclear fuerte, unas 102<\/sup> veces mayor que la electromagn\u00e9tica, y aparece s\u00f3lo entre hadrones<\/a> para mantener a los nucleones<\/a> confinados dentro del n\u00facleo. Act\u00faa a una distancia tan corta como 10-15 <\/sup>metros.<\/p>\n La interacci\u00f3n fuerte est\u00e1 mediada por el intercambio de mesones<\/a> virtuales, 8 gluones<\/a> que, como su mismo nombre indica (glue<\/em> en ingl\u00e9s es pegamento<\/em>), mantiene a los protones<\/a> y neutrones<\/a> bien sujetos en el n\u00facleo, y cuanto m\u00e1s se tratan de separar, m\u00e1s aumenta la fuerza que los retiene, que crece con la distancia, al contrario que ocurre con las otras fuerzas.<\/p>\n \n \n \n “En\u00a0f\u00edsica moderna<\/a>, el\u00a0fot\u00f3n<\/strong>\u00a0(en\u00a0griego<\/a>\u00a0\u03c6\u1ff6\u03c2\u00a0ph\u014ds<\/em>\u00a0(gen.<\/a>\u00a0\u03c6\u03c9\u03c4\u03cc\u03c2) ‘luz’, y -\u00f3n) es la\u00a0part\u00edcula elemental<\/a>\u00a0responsable de las manifestaciones\u00a0cu\u00e1nticas<\/a>\u00a0del fen\u00f3meno\u00a0electromagn\u00e9tico<\/a>. Es la\u00a0part\u00edcula portadora<\/a>\u00a0de todas las formas de\u00a0radiaci\u00f3n electromagn\u00e9tica<\/a>, incluidos los\u00a0rayos gamma<\/a><\/a>, los\u00a0rayos X<\/a><\/a>, la\u00a0luz ultravioleta<\/a>, la\u00a0luz visible<\/a>, la\u00a0luz infrarroja<\/a>, las\u00a0microondas<\/a>\u00a0y las\u00a0ondas de radio<\/a>.<\/p>\n El fot\u00f3n<\/a> tiene una\u00a0masa invariante<\/a>\u00a0cero,Nota 1<\/a><\/sup>\u200b y viaja en el vac\u00edo con una velocidad constante\u00a0{\\displaystyle c} donde\u00a0h<\/em>\u00a0es la\u00a0constante de Planck<\/a><\/a>,\u00a0c<\/em>\u00a0es la\u00a0velocidad de la luz<\/a>,\u00a0 \n Toda la materia del Universo est\u00e1 hecha de energ\u00eda y emite luz, tambi\u00e9n nosotros y todos los seres vivos<\/p>\n \n La luz es una manifestaci\u00f3n del fen\u00f3meno electromagn\u00e9tico y est\u00e1 cuantizada en \u201cfotones<\/a>\u201d, que se comportan generalmente como los mensajeros de todas las interacciones electromagn\u00e9ticas. As\u00ed mismo, como hemos dejado rese\u00f1ado en el p\u00e1rrafo anterior, la interacci\u00f3n fuerte tambi\u00e9n tiene sus cuantos (los gluones<\/a>). El f\u00edsico japon\u00e9s Hideki Yukawa (1907 \u2013 1981) predijo la propiedad de las part\u00edculas cu\u00e1nticas asociadas a la interacci\u00f3n fuerte, que m\u00e1s tarde se llamar\u00edan piones<\/a><\/em>. Hay una diferencia muy importante entre los piones<\/a> y los fotones<\/a>: un pi\u00f3n<\/a> es un trozo de materia con una cierta cantidad de \u201cmasa\u201d. Si esta part\u00edcula est\u00e1 en reposo, su masa es siempre la misma, aproximadamente 140 MeV, y si se mueve muy r\u00e1pidamente, su masa parece aumentar en funci\u00f3n E = mc2<\/sup>. Por el contrario, se dice que la masa del fot\u00f3n<\/a> en reposo es nula. Con esto no decimos que el fot\u00f3n<\/a> tenga masa nula, sino que el fot\u00f3n<\/a> no puede estar en reposo. Como todas las part\u00edculas de masa nula, el fot\u00f3n<\/a> se mueve exclusivamente con la velocidad de la luz, 299.792\u2019458 Km\/s, una velocidad que el pi\u00f3n<\/a> nunca puede alcanzar porque requerir\u00eda una cantidad infinita de energ\u00eda cin\u00e9tica. Para el fot\u00f3n<\/a>, toda su masa se debe a su energ\u00eda cin\u00e9tica.<\/p>\n \n \n \n En f\u00edsica moderna, el fot\u00f3n<\/a> es la part\u00edcula elemental responsable de las manifestaciones cu\u00e1nticas del fen\u00f3meno electromagn\u00e9tico. Es la part\u00edcula portadora de todas las formas de radiaci\u00f3n electromagn\u00e9tica, incluyendo a los rayos gamma<\/a>, los rayos X<\/a>, la luz ultravioleta, la luz visible, la luz infrarroja, las microondas, y las ondas de radio. El fot\u00f3n<\/a> tiene una masa invariante cero, y viaja en el vac\u00edo con una velocidad constante c. Como todos los cuantos, el fot\u00f3n<\/a> presenta tanto propiedades corpusculares como ondulatorias (“dualidad onda-corp\u00fasculo”). Se comporta como una onda en fen\u00f3menos como la refracci\u00f3n que tiene lugar en una lente, o en la cancelaci\u00f3n por interferencia destructiva de ondas reflejadas; sin embargo, se comporta como una part\u00edcula cuando interacciona con la materia para transferir una cantidad fija de energ\u00eda.<\/p>\n \n \n \n La luz, ese fen\u00f3meno natural que nos tiene guardadas muchas sorpresas. Est\u00e1 hecho de fotones<\/a>, el cuanto de luz, y, le da respuesta al campo gravitatorio de un agujero negro<\/a> que la engulle, y, si no tiene masa, \u00bfc\u00f3mo ocurre eso? \u00a1sabemos tan poco! (de algunas cosas). Como antes dec\u00eda, la luz es algo que a\u00fan no hemos llegado a comprender en toda su magnitud y, desde luego, esconde secretos que debemos desvelar si pretendemos conocer, de verdad, el Universo.<\/p>\n \n \n \n Representaci\u00f3n esquem\u00e1tica de la forma en que el \u00e1tomo de mercurio (Hg) emite fotones<\/a> de luz. utravioleta, invisibles para el ojo humano y como el \u00e1tomo de f\u00f3sforo (P) los convierte en fotones<\/a> de luz blanca visible, tal como ocurre en el interior del tubo de una l\u00e1mpara fluorescente.<\/p>\n \n Los f\u00edsicos de part\u00edculas suelen encontrarse en sus vidas profesionales con el inconveniente de que aquello con lo que trabajan es tan sumamente peque\u00f1o que se vuelve indetectable tanto para el ojo humano como para los m\u00e1s avanzados sistemas de microscop\u00eda<\/strong>. Es cierto que en la actualidad se pueden conseguir im\u00e1genes en las que se distinguen \u00e1tomos individuales cuando estos son lo suficientemente grandes, pero de ah\u00ed a poder visualizar un s\u00f3lo prot\u00f3n<\/a>, o un a\u00fan m\u00e1s peque\u00f1o electr\u00f3n<\/a>, hay un escal\u00f3n insalvable para la t\u00e9cnica<\/strong> actual.<\/p>\n \n \n “\u00bfC\u00f3mo pueden, pues, los f\u00edsicos saber que aquello con lo que trabajan no es un mero ente creado por su mente?\u00a0\u00bfC\u00f3mo se pueden asegurar de que las part\u00edculas subat\u00f3micas existen en realidad?<\/strong>\u00a0La respuesta es obvia: a trav\u00e9s de su interacci\u00f3n con otras part\u00edculas o con otro sistema f\u00edsico; y un ejemplo extraordinario de ello es el que se muestra en el v\u00eddeo que os dejo a continuaci\u00f3n: una\u00a0c\u00e1mara de niebla<\/strong>.”<\/p>\n<\/blockquote>\n \n \n Los f\u00edsicos experimentales buscaban part\u00edculas elementales en las trazas de los rayos c\u00f3smicos que pasaban por estos aparatos “c\u00e1maras de niebla”<\/em>. As\u00ed encontraron una part\u00edcula coincidente con la masa que deber\u00eda tener la part\u00edcula de Yukawa, el pi\u00f3n<\/a>, y la llamaron mes\u00f3n<\/em> (del griego medio<\/em>), porque su masa estaba comprendida entre la del electr\u00f3n<\/a> y la del prot\u00f3n<\/a>. Pero detectaron una discrepancia que consist\u00eda en que esta part\u00edcula no era afectada por la interacci\u00f3n fuerte, y por tanto, no pod\u00eda ser un pi\u00f3n<\/a>. Actualmente nos referimos a esta part\u00edcula con la abreviatura \u03bc y el nombre de mu\u00f3n<\/em>, ya que en realidad era un lept\u00f3n<\/a>, hermano gemelo del electr\u00f3n<\/a>, pero con 200 veces su masa.<\/p>\n Antes de seguir veamos las part\u00edculas elementales de vida superior a 10-20<\/sup> segundos que eran conocidas en el a\u00f1o 1970.<\/p>\n \n![\"Qu\u00e9](\"https:\/\/estaticos.muyinteresante.es\/media\/cache\/760x570_thumb\/uploads\/images\/pyr\/57b59ce65bafe8de1e707353\/anillo_3.jpg\")
<\/p>\n<\/p>\n
\n
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<\/p>\n\n
<\/a>. Como todos los\u00a0cuantos<\/a>, el fot\u00f3n<\/a> presenta tanto propiedades corpusculares como ondulatorias (“dualidad onda-corp\u00fasculo<\/a>“). Se comporta como una onda en fen\u00f3menos como la\u00a0refracci\u00f3n<\/a>\u00a0que tiene lugar en una lente, o en la cancelaci\u00f3n por interferencia destructiva de\u00a0ondas reflejadas<\/a>; sin embargo, se comporta como una part\u00edcula cuando interact\u00faa con la materia para transferir una cantidad fija de energ\u00eda, que viene dada por la expresi\u00f3n:<\/p>\n
<\/p><\/blockquote>\n
\u00a0es la\u00a0longitud de onda<\/a>\u00a0y\u00a0
\u00a0la frecuencia de la onda. Esto difiere de lo que ocurre con las ondas cl\u00e1sicas, que pueden ganar o perder cantidades arbitrarias de energ\u00eda. Para la\u00a0luz visible<\/a>, la energ\u00eda portada por un fot\u00f3n<\/a> es de alrededor de 3.44\u00d710\u201319<\/sup>\u00a0julios<\/a>; esta energ\u00eda es suficiente para excitar las c\u00e9lulas oculares fotosensibles y dar lugar a la visi\u00f3n.”<\/p><\/blockquote>\n
<\/p>\n
<\/p>\n
<\/a><\/p>\n
<\/p>\n
![\"Representaci\u00f3n](\"http:\/\/www.afinidadelectrica.com.ar\/html\/Image\/Articulo%20022%20-%20Tubos%20fluorescentes\/Articulo%20022%20-%20Tubos%20fluorescentes%20-%20FIG%204.JPG\")
<\/p>\n![\"C\u00f3mo](\"https:\/\/naukas.com\/fx\/uploads\/2010\/07\/camara-580x235.png\")
<\/p>\n\n
![\"Dos](\"https:\/\/m1.paperblog.com\/i\/332\/3320653\/dos-poemas-ineditos-camara-niebla-L-1GsaQY.jpeg\")
![\"Radiactividad.](\"https:\/\/d2wjn5ajr9i1gx.cloudfront.net\/trabajos104\/radiactividad-camara-niebla\/img14.png\")
<\/p>\n\n\n
\n Nombre<\/strong><\/td>\n S\u00edmbolo<\/strong><\/td>\n Masa (MeV)<\/strong><\/td>\n Carga<\/strong><\/td>\n Esp\u00edn<\/strong><\/td>\n Vida media (s)<\/strong><\/td>\n<\/tr>\n \n Fot\u00f3n<\/td>\n \u03b3<\/td>\n 0<\/td>\n 0<\/td>\n 1<\/td>\n \u221e<\/td>\n<\/tr>\n \n Leptones<\/span> (L = 1, B = 0)<\/td>\n<\/tr>\n \n Electr\u00f3n<\/td>\n e–<\/sup><\/td>\n 0\u20195109990<\/td>\n \u2013<\/td>\n \u00bd<\/td>\n \u221e<\/td>\n<\/tr>\n \n Mu\u00f3n<\/td>\n \u03bc–<\/sup><\/td>\n 105\u20196584<\/td>\n \u2013<\/td>\n \u00bd<\/td>\n 2\u20191970 \u00d7 10-6<\/sup><\/td>\n<\/tr>\n \n Tau<\/td>\n \u03c4<\/td>\n <\/td>\n <\/td>\n <\/td>\n <\/td>\n<\/tr>\n \n Neutrino electr\u00f3nico<\/td>\n \u03bde<\/sub><\/td>\n ~ 0<\/td>\n 0<\/td>\n \u00bd<\/td>\n ~ \u221e<\/td>\n<\/tr>\n \n Neutrino mu\u00f3nico<\/td>\n \u03bd\u03bc<\/sub><\/td>\n ~ 0<\/td>\n 0<\/td>\n \u00bd<\/td>\n ~ \u221e<\/td>\n<\/tr>\n \n Neutrino tau\u00f3nico<\/td>\n \u03bd\u03c4<\/sub><\/td>\n ~ 0<\/td>\n 0<\/td>\n \u00bd<\/td>\n ~ \u221e<\/td>\n<\/tr>\n \n Mesones<\/span> (L = 0, B = 0)<\/td>\n<\/tr>\n \n Pi\u00f3n +<\/td>\n \u03c0+<\/sup><\/td>\n 139\u2019570<\/td>\n <\/td>\n <\/td>\n 2\u2019603 \u00d7 10-8<\/sup><\/td>\n<\/tr>\n \n Pi\u00f3n \u2013<\/td>\n \u03c0–<\/sup><\/td>\n 139\u2019570<\/td>\n <\/td>\n <\/td>\n 2\u2019603 \u00d7 10-8<\/sup><\/td>\n<\/tr>\n \n Pi\u00f3n 0<\/td>\n \u03c00<\/sup><\/td>\n 134\u2019976<\/td>\n <\/td>\n <\/td>\n 0\u201984 \u00d7 10-16<\/sup><\/td>\n<\/tr>\n \n Ka\u00f3n +<\/td>\n k+<\/sup><\/td>\n 493\u201968<\/td>\n <\/td>\n <\/td>\n 1\u2019237 \u00d7 10-8<\/sup><\/td>\n<\/tr>\n \n Ka\u00f3n \u2013<\/td>\n k–<\/sup><\/td>\n 493\u201968<\/td>\n <\/td>\n <\/td>\n 1\u2019237 \u00d7 10-8<\/sup><\/td>\n<\/tr>\n \n Ka\u00f3n largo<\/td>\n kL<\/sub><\/td>\n 497\u20197<\/td>\n <\/td>\n <\/td>\n 5\u201917 \u00d7 10-8<\/sup><\/td>\n<\/tr>\n \n Ka\u00f3n corto<\/td>\n kS<\/sub><\/td>\n 497\u20197<\/td>\n <\/td>\n <\/td>\n 0\u2019893 \u00d7 10-10<\/sup><\/td>\n<\/tr>\n \n Eta<\/td>\n \u03b7<\/td>\n 547\u20195<\/td>\n 0<\/td>\n 0<\/td>\n 5\u20195 \u00d7 10-19<\/sup><\/td>\n<\/tr>\n \n Bariones<\/span> (L = 0, B = 1)<\/td>\n<\/tr>\n \n Prot\u00f3n<\/td>\n p<\/td>\n 938\u20192723<\/td>\n +<\/td>\n \u00bd<\/td>\n \u221e<\/td>\n<\/tr>\n \n Neutr\u00f3n<\/td>\n n<\/td>\n 939\u20195656<\/td>\n 0<\/td>\n \u00bd<\/td>\n 887<\/td>\n<\/tr>\n \n Lambda<\/td>\n \u039b<\/td>\n 1.115\u201968<\/td>\n 0<\/td>\n \u00bd<\/td>\n 2\u201963 \u00d7 10-10<\/sup><\/td>\n<\/tr>\n \n Sigma +<\/td>\n \u03a3+<\/sup><\/td>\n 1.189\u20194<\/td>\n +<\/td>\n \u00bd<\/td>\n 0\u201980 \u00d7 10-10<\/sup><\/td>\n<\/tr>\n \n Sigma \u2013<\/td>\n \u03a3–<\/sup><\/td>\n 1.1974<\/td>\n \u2013<\/td>\n \u00bd<\/td>\n 7\u20194\u00d7 10-20<\/sup><\/td>\n<\/tr>\n \n Sigma 0<\/td>\n \u03a30<\/sup><\/td>\n <\/td>\n 0<\/td>\n \u00bd<\/td>\n 1\u201948 \u00d7 10-10<\/sup><\/td>\n<\/tr>\n \n Ksi 0<\/td>\n \u039e0<\/sup><\/td>\n 1.314\u20199<\/td>\n 0<\/td>\n \u00bd<\/td>\n 2\u20199 \u00d7 10-10<\/sup><\/td>\n<\/tr>\n \n Ksi \u2013<\/td>\n \u039e
![\"Qu\u00e9](\"https:\/\/lh3.googleusercontent.com\/proxy\/rrRGw79d5jDZAn_TmkDlO_9_Y3kRxgd639yV3o5_KuRPYr3w2p8rF7C1RTK_i_0SiOZLfAGKc_0wgnozjR7_R1YgpfB1eLf1JX6_0olaWpXBTNk\")