{"id":4950,"date":"2025-01-22T16:58:38","date_gmt":"2025-01-22T15:58:38","guid":{"rendered":"http:\/\/www.emiliosilveravazquez.com\/blog\/?p=4950"},"modified":"2025-01-22T16:59:16","modified_gmt":"2025-01-22T15:59:16","slug":"de-lo-pequeno-a-lo-grande-todo-la-misma-cosa-atomos-2","status":"publish","type":"post","link":"http:\/\/www.emiliosilveravazquez.com\/blog\/2025\/01\/22\/de-lo-pequeno-a-lo-grande-todo-la-misma-cosa-atomos-2\/","title":{"rendered":"De lo peque\u00f1o a lo grande (Todo la misma cosa): \u00c1tomos. Quarks y Leptones"},"content":{"rendered":"

\"La\"Piteas\"\"Your\"Los<\/p>\n

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El mismo acto de explorar modifica la perspectiva del que explora; Ulises, Piteas, Marco Polo y Col\u00f3n, hab\u00edan cambiado cuando volvieron a su hogar despu\u00e9s de explorar \u201cnuevos mundos\u201d. Lo mismo ha sucedido con la investigaci\u00f3n cient\u00edfica de los extremos en las escalas, desde la inmensa y grandiosa extensi\u00f3n de los espacios cosmol\u00f3gicos hasta el min\u00fasculo mundo enloquecido de las part\u00edculas subat\u00f3micas. Estos viajes nos han cambiado y, han desafiado muchas de las concepciones cient\u00edficas y filos\u00f3ficas que conformaban nuestra manera de ver el mundo que nos rodea.<\/p>\n

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\"El\"El\"El<\/p>\n

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La exploraci\u00f3n del \u00e1mbito de las Galaxias extendi\u00f3 el alcance de la visi\u00f3n humana en un factor de 10\u00b2\u2076 veces mayor que la escala humana, y produjo la revoluci\u00f3n que identificamos con la relatividad<\/a>, la cual revel\u00f3 que la concepci\u00f3n newtoniana del mundo s\u00f3lo era un parroquialismo en un Universo m\u00e1s vasto donde el espacio es curvo y el tiempo se hace flexible, d\u00f3nde la materia es energ\u00eda congelada y, donde el tiempo est\u00e1 unido irremisiblemente al espacio.<\/p>\n

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\"Los\"Origen\"Murray<\/p>\n

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La exploraci\u00f3n del dominio subat\u00f3mico nos llev\u00f3 lejos en el \u00e1mbito de lo muy peque\u00f1o, a unos 10\u0304\u0304\u00a0 \u0304\u00b9\u2075 de la escala humana, y tambi\u00e9n signific\u00f3 una revoluci\u00f3n. Esta fue la F\u00edsica Cu\u00e1ntica que surgi\u00f3 a partir de la semilla que sembr\u00f3 Max Planck, en 1900, cuando comprendi\u00f3 que s\u00f3lo pod\u00eda explicar lo que se llamaba curva del cuerpo negro \u2013el espectro de energ\u00eda que genera un objeto de radiaci\u00f3n perfecta- si abandonaba el supuesto cl\u00e1sico de que la emisi\u00f3n de energ\u00eda es continua, y lo reemplaz\u00f3 por la hip\u00f3tesis sin precedentes de que la energ\u00eda se emite en unidades discretas que Planck llam\u00f3 cuantos, derivada de la palabra grecolatina similar, y los defini\u00f3 en t\u00e9rminos del cuanto de acci\u00f3n, simbolizado por la letra h. Planck no era ning\u00fan revolucionario \u2013a la edad de 40 a\u00f1os era un viejo, juzgado por los patrones de la ciencia matem\u00e1tica y, adem\u00e1s, un pilar de la elevada cultura alemana del siglo XIX-, pero se percat\u00f3 f\u00e1cilmente de que el principio cu\u00e1ntico echar\u00eda abajo buena parte de la f\u00edsica cl\u00e1sica a la que se hab\u00eda dedicado durante muchos a\u00f1os su carrera. \u201cCuanto mayores sean sus dificultades \u2013escribi\u00f3-\u2026tanto m\u00e1s importante ser\u00e1 finalmente para la ampliaci\u00f3n y profundizaci\u00f3n de nuestro conocimiento en la f\u00edsica.\u201d Sus palabras fueron prof\u00e9ticas: cambiando y desarroll\u00e1ndose constantemente, modificando su coloraci\u00f3n de manera tan impredecible como una reflexi\u00f3n en una burbuja de jab\u00f3n, la f\u00edsica cu\u00e1ntica pronto se expandi\u00f3 pr\u00e1cticamente a todo el \u00e1mbito de la f\u00edsica, y el cuanto de acci\u00f3n de Planck, h, lleg\u00f3 a ser considerado una constante de la Naturaleza tan fundamental como la velocidad de la luz, c, de Einstein<\/a>.<\/p>\n

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\"\"<\/div>\n<\/div>\n\n\n\n\n\n
\"\"<\/td>\n=<\/td>\nenerg\u00eda<\/a><\/td>\n<\/tr>\n
\"\"<\/td>\n=<\/td>\nconstante de Planck<\/a><\/span><\/td>\n<\/tr>\n
\"\"<\/td>\n=<\/td>\nfrecuencia<\/a><\/td>\n<\/tr>\n<\/tbody>\n<\/table>\n
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Max Planck public\u00f3 un art\u00edculo de ocho p\u00e1ginas con el que sembr\u00f3 la semilla de la mec\u00e1nica cu\u00e1ntica que, m\u00e1s tarde, desarrollaron Einstein<\/a>, Heisenberg, Schr\u00f6dinger, Dirac, Feynman y muchos otros. El Cuanto de Acci\u00f3n de Planck al que Einstein<\/a> llam\u00f3 Fot\u00f3n.<\/strong><\/p>\n<\/blockquote>\n

El principio cu\u00e1ntico era muy extra\u00f1o y, a medida que fue evolucionando los f\u00edsicos pudieron comprobar que era cada vez m\u00e1s extra\u00f1o y, los resultados que obten\u00edan de la investigaci\u00f3n y las pruebas en laboratorio, acompa\u00f1adas de la parte te\u00f3rica, cada d\u00eda leas revelaba un nuevo Universo que nada ten\u00eda en com\u00fan con la realidad del d\u00eda a d\u00eda en el mundo macrosc\u00f3pico de las cosas.<\/p>\n

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\"Relaci\u00f3n\"El<\/p>\n

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Existen dos formas de interpretar esta teor\u00eda:<\/strong><\/p>\n

Por un lado, en relaci\u00f3n al hecho anteriormente citado de que\u00a0\u201cobservar supone modificar\u201d<\/strong>\u00a0un elemento. Se trata de una idea ampliamente estudiada en filosof\u00eda, y hace referencia al\u00a0cambio que se produce en el objeto cuando \u00e9ste es observado por un sujeto<\/strong>.<\/p>\n

Por otra parte, respecto a\u00a0lo incierto del mundo microsc\u00f3pico<\/strong>. Una part\u00edcula no tiene una posici\u00f3n o una velocidad determinada, sino muchas simult\u00e1neamente. Es la famosa\u00a0paradoja del gato de Schr\u00f6dinger.<\/strong><\/p>\n

La ruptura decisiva con la f\u00edsica cl\u00e1sica se produjo en 1927, cuando el joven f\u00edsico alem\u00e1n Werner Heisenberg lleg\u00f3 al Principio de Indeterminaci\u00f3n. Heisenberg descubri\u00f3 que se puede conocer, o bien la posici\u00f3n exacta de una part\u00edcula determinada, o bien su trayectoria exacta, pero no ambas. Por ejemplo, Si observamos un prot\u00f3n<\/a> que atraviesa una c\u00e1mara de niebla, registrando su trayectoria podemos conocer la direcci\u00f3n en la que se mueve, pero en el proceso de abrirse camino por el vapor de agua de la c\u00e1mara el prot\u00f3n<\/a> disminuir\u00e1 su velocidad, rest\u00e1ndonos informaci\u00f3n sobre d\u00f3nde estaba en un momento determinado. Alternativamente, podemos irradiar el fot\u00f3n<\/a> \u2013tomar una instant\u00e1nea de \u00e9l, por decirlo as\u00ed- y de este modo determinar la situaci\u00f3n exacta en un instante determinado, pero la luz o cualquier otra radiaci\u00f3n que usemos para tomar la fotograf\u00eda apartar\u00e1 al fot\u00f3n<\/a> de su recorrido fijado, impidi\u00e9ndonos el conocimiento de d\u00f3nde habr\u00eda estado si no hubi\u00e9semos actuado sobre \u00e9l. Por consiguiente, estamos limitados en nuestro conocimiento del mundo subat\u00f3mico. S\u00f3lo podemos tener respuestas parciales, cuya naturaleza est\u00e1 determinada en cierta medida por las cuestiones que optamos por indagar y c\u00f3mo y qu\u00e9 medios empleamos para ello. Cuando Heisenberg calcul\u00f3 la cantidad m\u00ednima ineludible de incertidumbre que limita nuestra comprensi\u00f3n de los sucesos de peque\u00f1a escala, hall\u00f3 que est\u00e1 definida nada menos que por h, el cuanto de acci\u00f3n de Planck.<\/p>\n

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\"Con<\/p>\n

Los fotones<\/a> de la luz del microscopio, desv\u00edan la part\u00edcula que tratamos de estudiar<\/strong><\/p>\n

La indeterminaci\u00f3n cu\u00e1ntica no depende del aparato experimental empleado para investigar el mundo subat\u00f3mico, Se trata, en la medida de nuestro conocimiento, de una limitaci\u00f3n absoluta, que los m\u00e1s destacados sabios de una Civilizaci\u00f3n extraterrestre avanzada compartir\u00edan con los m\u00e1s humildes f\u00edsicos de la Tierra. En la f\u00edsica at\u00f3mica cl\u00e1sica se supon\u00eda que se pod\u00eda, en principio, medir las situaciones y trayectorias precisas de miles de millones de part\u00edculas \u2013 digamos, protones<\/a>- y a partir de los datos resultantes hacer predicciones exactas de d\u00f3nde estar\u00edan los protones<\/a> en determinado tiempo futuro. Heisenberg demostr\u00f3 que tal supuesto era falso, que nunca podemos saberlo todo sobre la conducta de siquiera una sola part\u00edcula, mucho menos de una gran cantidad de ellas, y, por lo tanto, nunca podemos hacer predicciones sobre el futuro que sean completamente exactas en todos los detalles. Esto marc\u00f3 un cambio fundamental en la visi\u00f3n del mundo de la f\u00edsica. Revelaba que no s\u00f3lo la materia y la energ\u00eda sino tambi\u00e9n los conocimientos est\u00e1n<\/p>\n

cuantizados.<\/p>\n

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Cuanto m\u00e1s minuciosamente examinaban los f\u00edsicos el mundo subat\u00f3mico, tanto mayor parec\u00eda la indeterminaci\u00f3n. Cuando un fot\u00f3n<\/a> choca con un \u00e1tomo, haciendo saltar un electr\u00f3n<\/a> a una \u00f3rbita m\u00e1s elevada, el electr\u00f3n<\/a> se mueve de la \u00f3rbita inferior a la superior instant\u00e1neamente, sin tener que atravesar el espacio intermedio. \u00bfPor d\u00f3nde realiz\u00f3 el viaje el electr\u00f3n? Ese famoso \u201csalto cu\u00e1ntico<\/a>\u201d trae de cabeza a m\u00e1s de un f\u00edsico tratando de desvelar el misterio que, de ser al fin descubierto, podr\u00eda suponer otro enorme avance para la humanidad.<\/p>\n

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\"Coulomb<\/p>\n

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“Con el fin de lograr la fusi\u00f3n nuclear<\/a>, las part\u00edculas involucradas deben superar primero la\u00a0repulsi\u00f3n el\u00e9ctrica<\/a>, con objeto de acercarse lo suficiente, para que la atractiva\u00a0fuerza nuclear fuerte<\/a><\/a>\u00a0se haga cargo de fundir las part\u00edculas. Esto requiere\u00a0temperaturas<\/a>\u00a0extremadamente altas, si solamente esta se considera en el proceso. En el caso del\u00a0ciclo del prot\u00f3n<\/a><\/a> en las estrellas, esta barrera es penetrada por el efecto t\u00fanel, permitiendo que el proceso se ejecute a temperaturas m\u00e1s bajas que la que se requerir\u00eda a las presiones alcanzables en el laboratorio.”<\/p>\n<\/blockquote>\n

De la misma manera, como hemos podido leer muchas veces, es en virtud de la indeterminaci\u00f3n cu\u00e1ntica como los protones<\/a> pueden saltar la barrera de Coulomb, permitiendo que la fusi\u00f3n nuclear se produzca a una tasa suficiente para que las estrellas sigan brillando.<\/p>\n

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