{"id":4143,"date":"2010-07-29T08:32:59","date_gmt":"2010-07-29T06:32:59","guid":{"rendered":"http:\/\/www.emiliosilveravazquez.com\/blog\/?p=4143"},"modified":"2010-07-29T08:32:59","modified_gmt":"2010-07-29T06:32:59","slug":"aportacion-a-la-ix-edicion-del-carnaval-de-fisica-2","status":"publish","type":"post","link":"http:\/\/www.emiliosilveravazquez.com\/blog\/2010\/07\/29\/aportacion-a-la-ix-edicion-del-carnaval-de-fisica-2\/","title":{"rendered":"Aportacion a la IX edici\u00f3n del Carnaval de F\u00edsica"},"content":{"rendered":"

La teor\u00eda cu\u00e1ntica es un ejemplo de talento que debemos al f\u00edsico alem\u00e1n Max Planck (1.858 \u2013 1.947) que, en el a\u00f1o 1.900 para explicar la emisi\u00f3n de radiaci\u00f3n de cuerpo negro de cuerpos calientes, dijo que la energ\u00eda se emite en cuantos<\/em>, cada uno de los cuales tiene una energ\u00eda igual a hv<\/em>, donde h<\/em> es la constante de Planck<\/a> (E = hv o \u0127 = h\/2\u03c0) y v<\/em> es la frecuencia de la radiaci\u00f3n. Esta teor\u00eda condujo a la teor\u00eda moderna de la interacci\u00f3n entre materia y radiaci\u00f3n conocida como mec\u00e1nica cu\u00e1ntica, que generaliza y reemplaza a la mec\u00e1nica cl\u00e1sica y a la teor\u00eda electromagn\u00e9tica de Maxwell.\u00a0 En la teor\u00eda cu\u00e1ntica no relativista se supone que las part\u00edculas no son creadas ni destruidas, que se mueven despacio con respecto a la velocidad de la luz y que tienen una masa que no cambia con la velocidad. Estas suposiciones se aplican a los fen\u00f3menos at\u00f3micos y moleculares y a algunos aspectos de la f\u00edsica nuclear. La teor\u00eda cu\u00e1ntica relativista se aplica a part\u00edculas que viajan cerca de la velocidad de la luz, como por ejemplo, el fot\u00f3n<\/a>.<\/p>\n

Por haberlo mencionado antes me veo obligado a explicar brevemente el significado de \u201ccuerpo negro\u201d, que est\u00e1 referido a un cuerpo hipot\u00e9tico que absorbe toda la radiaci\u00f3n que incide sobre \u00e9l. Tiene, por tanto, una absortancia y una emisividad de 1. Mientras que un aut\u00e9ntico cuerpo negro es un concepto imaginario, un peque\u00f1o agujero en la pared de un recinto a temperatura uniforme es la mejor aproximaci\u00f3n que se puede tener de \u00e9l en la pr\u00e1ctica.<\/p>\n

La radiaci\u00f3n de cuerpo negro es la radiaci\u00f3n electromagn\u00e9tica emitida por un cuerpo negro. Se extiende sobre todo el rango de longitudes de onda y la distribuci\u00f3n de energ\u00eda sobre este rango tiene una forma caracter\u00edstica con un m\u00e1ximo en una cierta longitud de onda, desplaz\u00e1ndose a longitudes de onda m\u00e1s cortas al aumento de temperaturas (ley de desplazamiento de Wien).<\/p>\n

No puedo continuar adelante sin explicar aqu\u00ed lo que son las part\u00edculas elementales como \u201cconstituyentes fundamentales\u201d de toda la materia del universo.<\/p>\n

Hasta el descubrimiento del electr\u00f3n<\/a> por J. J. Thomson en 1.897, se pensaba que los \u00e1tomos eran los constituyentes fundamentales de la materia, como hab\u00eda postulado 400 a\u00f1os a. de C. Dem\u00f3crito de Abdera. Pero el hallazgo de Thomson, junto al de Rutherford del n\u00facleo at\u00f3mico y del prot\u00f3n<\/a> en 1.911, hizo evidente que los \u00e1tomos no eran elementales, en el sentido de que tienen estructura interna. El descubrimiento de Chadwick del neutr\u00f3n<\/a> en 1.932 complet\u00f3 el modelo at\u00f3mico basado en el n\u00facleo at\u00f3mico consistente en protones<\/a> y neutrones<\/a> rodeados de un n\u00famero suficiente de electrones<\/a> como para equilibrar la carga nuclear. Sin embargo, no explicaba la gran estabilidad del n\u00facleo, que claramente no pod\u00eda mantenerse unido por una interacci\u00f3n electromagn\u00e9tica, pues el neutr\u00f3n<\/a> no tiene carga el\u00e9ctrica.\u00a0 En 1.935, Yukawa sugiri\u00f3 que la fuerza de intercambio que lo manten\u00eda junto estaba mediada por part\u00edculas de vida corta, llamadas mesones<\/a>, que saltaban de un prot\u00f3n<\/a> a un neutr\u00f3n<\/a> y hacia atr\u00e1s de nuevo. Este concepto dio lugar al descubrimiento de las interacciones fuertes y de las interacciones d\u00e9biles, dando un total de cuatro interacciones fundamentales.<\/p>\n

Tambi\u00e9n dio lugar al descubrimiento de unas 200 part\u00edculas \u201celementales\u201d de vida corta, algunas de las cuales eran claramente m\u00e1s elementales que las otras. En la clasificaci\u00f3n actual existen dos clases principales de part\u00edculas<\/p>\n\n\n\n\n\n
Leptones<\/strong>:<\/strong><\/td>\nElectr\u00f3n, mu\u00f3n<\/a>, tau<\/a> y sus neutrinos<\/a>, que interaccionan tanto con las interacciones electromagn\u00e9ticas como con la interacci\u00f3n d\u00e9bil y que no tienen estructura interna aparente.<\/td>\n<\/tr>\n
Hadrones:<\/strong><\/td>\nBariones:<\/em><\/strong><\/td>\nProtones, neutrones<\/a>, lambda<\/a>, signa, omega<\/a>.<\/td>\n<\/tr>\n
Mesones<\/em><\/strong>:<\/em><\/strong><\/td>\nPiones, kaones<\/a>, etc.<\/td>\n<\/tr>\n<\/tbody>\n<\/table>\n

que interaccionan con la interacci\u00f3n fuerte y tienen una estructura interna compleja.<\/p>\n

La estructura hadr\u00f3nica est\u00e1 basada ahora en el concepto de quarks<\/a> de Murray Gell-Mann, introducido en 1.964. Este modelo nos dice que los hadrones<\/a> est\u00e1n divididos en bariones<\/em> (que se desintegran en protones<\/a>) y mesones<\/a><\/em>, que se desintegran en leptones<\/a> y fotones<\/a>.<\/p>\n

Los bariones<\/a> est\u00e1n formados por tres quarks<\/a> y los mesones<\/a> por dos quarks<\/a> (un quark<\/a> y un antiquark). En la teor\u00eda quark<\/a>, por tanto, las \u00fanicas part\u00edculas elementales realmente, son los leptones<\/a> y los quarks<\/a>. Al contrario que los electrones<\/a> y protones<\/a>, que poseen cargas exactamente iguales en valor absoluto pero de signos opuestos (positiva el prot\u00f3n<\/a> y negativa el electr\u00f3n<\/a>), los quark<\/a> tienen cargas que son fracciones de la carga electr\u00f3nica (+ 2\/3 \u00f3 -1\/3 de la carga electr\u00f3nica).<\/p>\n

Los quarks<\/a> aparecen en seis variedades distintas que generalmente se escriben mediante las letras u<\/em>, d<\/em>, c<\/em>, s<\/em>, t<\/em> y b<\/em> que responden a los nombres de up<\/em>, down<\/em>, charmed<\/em>, strange<\/em>, top<\/em> y bottom<\/em>.<\/p>\n

El prot\u00f3n<\/a>, siendo un bari\u00f3n<\/a>, est\u00e1 constituido por tres quarks<\/a>, uud<\/em> (2\/3 + 2\/3 – 1\/3 = 1) y el neutr\u00f3n<\/a> por udd<\/em> (2\/3 – 1\/3 -1\/3 = 0), para cada variedad de quark<\/a> existen los equivalentes antiquarks que se denotan\u00a0 , que tienen valores exactos al quark<\/a> pero con signos opuestos en su carga el\u00e9ctrica.<\/p>\n

Para evitar conflictos con el principio de exclusi\u00f3n<\/a> de Pauli, se han a\u00f1adido conceptos de carga de color a las seis variedades de quarks<\/a>, cuya explicaci\u00f3n al resultar compleja obviamos por no ser fundamental en la meta que aqu\u00ed perseguimos.<\/p>\n

Las interacciones fuertes entre quarks<\/a> se pueden entender por el intercambio de ocho part\u00edculas sin carga y sin masa en reposo, llamadas gluones<\/a> (porque pegan a los quarks<\/a> juntos). Aunque los gluones<\/a>, como los fotones<\/a> que realizan una funci\u00f3n similar entre los leptones<\/a>, no tienen carga el\u00e9ctrica, s\u00ed que tienen una carga de color (tambi\u00e9n aqu\u00ed nos paramos para no enredar demasiado y confundir al lector).<\/p>\n

La teor\u00eda quark<\/a> completamente elaborada esta ahora bien establecida por evidencias experimentales, pero como ni los quarks<\/a> ni los gluones<\/a> han sido identificados nunca en experimentos, la teor\u00eda no se puede decir que haya sido directamente verificada. Los quarks<\/a> individuales pueden tener la curiosa propiedad de ser mucho m\u00e1s masivos que los hadrones<\/a> que usualmente forman (debido a la enorme energ\u00eda potencial que tendr\u00edan cuando se separan), y algunos te\u00f3ricos creen que es, en consecuencia, imposible desde un punto de vista fundamental, que existan aislados. Sin embargo, algunos experimentales han anunciado resultados consistentes con la presencia de cargas fraccionarias, que tendr\u00edan los quarks<\/a> no ligados y en estados libres.<\/p>\n

emilio silvera<\/p>\n

\r\n\t\t\r\n\t\t
<\/a><\/span><\/a><\/span><\/a><\/span><\/a><\/span><\/a><\/span><\/a><\/span><\/a><\/span><\/a><\/span><\/a><\/span>hotmail correo<\/a><\/span><\/a><\/span><\/a><\/span><\/a><\/span><\/a><\/span><\/a><\/span><\/a><\/span>[?]<\/a><\/span><\/td><\/tr><\/table><\/div>","protected":false},"excerpt":{"rendered":"

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