{"id":6287,"date":"2012-03-17T12:53:38","date_gmt":"2012-03-17T11:53:38","guid":{"rendered":"http:\/\/www.emiliosilveravazquez.com\/blog\/?p=6287"},"modified":"2012-03-17T14:13:51","modified_gmt":"2012-03-17T13:13:51","slug":"carnaval-de-fisica-2","status":"publish","type":"post","link":"http:\/\/www.emiliosilveravazquez.com\/blog\/2012\/03\/17\/carnaval-de-fisica-2\/","title":{"rendered":"Carnaval de F\u00edsica"},"content":{"rendered":"<p style=\"text-align: justify;\"><strong>\u00a1La F\u00edsica! Que busca la realidad del mundo<\/strong><\/p>\n<p style=\"text-align: justify;\">Sin quitarle la importancia que tienen los f\u00edsicos experimentales, tengo que confesar que siento debilidad por los te\u00f3ricos que, por medio de un duro trabajo y una imaginaci\u00f3n desbordante, llegan a comprender cuestiones muy profundas que la Naturaleza esconde. Hay cosas en la f\u00edsica que, cuando llegamos a ellas, no tenemos m\u00e1s remedio que asombrarnos y maravillarnos de que la mente humana, haya podido llegar a vislumbrar cuestiones que, desde luego estaban mucho m\u00e1s all\u00e1 de la comprensi\u00f3n com\u00fan de los mortales.<\/p>\n<p style=\"text-align: justify;\">\u00bfC\u00f3mo alguien se pudo dar cuenta que la masa y la energ\u00eda depend\u00edan de la velocidad, como la hacen la intensidad del campo el\u00e9ctrico y del magnetismo? Se descubri\u00f3 que la masa de una part\u00edcula era siempre proporcional a la energ\u00eda que contiene, supuesto que se haya tenido en cuenta una gran cantidad de \u201cenerg\u00eda en reposo\u201d para cada part\u00edcula. La energ\u00eda en reposo de una part\u00edcula es proporcional a su masa si est\u00e1 en reposo:<\/p>\n<p style=\"text-align: center;\">E = M x c<sup>2<\/sup><\/p>\n<p style=\"text-align: justify;\">Donde E es la energ\u00eda de la part\u00edcula, M es su masa y c es la velocidad de la luz, c, que es una constante universal. 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 <a href=\"#\" onclick=\"referencia('relatividad',event); return false;\">relatividad<\/a> tuviera tanta importancia para la F\u00edsica (\u00a1y tambi\u00e9n para todo el mundo!). Para que la teor\u00eda de la <a href=\"#\" onclick=\"referencia('relatividad',event); return false;\">relatividad<\/a> tambi\u00e9n sea autoconsistente tiene que ser \u201chol\u00edstica\u201d, esto es, que todas las cosas y todo el mundo obedezcan a las leyes de la <a href=\"#\" onclick=\"referencia('relatividad',event); return false;\">relatividad<\/a>. No son solamente los relojes los que se atrasan a grandes velocidades, sino que todos los procesos animados o inanimados se comportan de la forma tan inusual que describe esta teor\u00eda cuando nos acercamos a la velocidad de la luz. 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 las de la luz en el vac\u00edo. Este extra\u00f1o fen\u00f3meno, nos lleva a la paradoja que todos conoc\u00e9is como \u201cde los gemelos\u201d.<\/p>\n<p style=\"text-align: justify;\">Claro que, hablar de F\u00edsica, supone mucho m\u00e1s que la <a href=\"#\" onclick=\"referencia('relatividad',event); return false;\">relatividad<\/a> y, por ejemplo, ah\u00ed tenemos el magnetismo, esa interacci\u00f3n el\u00e9ctrica mediante la cual dos part\u00edculas cargadas se repelen (si sus cargas son iguales) o se atraen (si sus cargas son de signo opuesto).<\/p>\n<p><!--more--><\/p>\n<p style=\"text-align: justify;\">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 como, por ejemplo, los <a href=\"#\" onclick=\"referencia('electron',event); return false;\">electrones<\/a> que fluyen a trav\u00e9s de las espiras de una bobina.<\/p>\n<p style=\"text-align: justify;\">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. De esta forma, consigui\u00f3 una \u201cteor\u00eda unificada\u201d que ahora conocemos con el nombre de electromagnetismo.<\/p>\n<p style=\"text-align: justify;\">Las propiedades caracter\u00edsticas (cuando act\u00faa sobre part\u00edculas elementales) \u00a0de la interacci\u00f3n electromagn\u00e9tica, son las siguientes:<\/p>\n<ul>\n<li style=\"text-align: justify;\">Act\u00faa de forma universal sobre la carga el\u00e9ctrica<\/li>\n<li style=\"text-align: justify;\">Tiene muy largo alcance (sus campos se extienden entre las estrellas).<\/li>\n<li style=\"text-align: justify;\">La interacci\u00f3n es bastante d\u00e9bil. Su intensidad depende del cociente entre el cuadrado de la carga de un <a href=\"#\" onclick=\"referencia('electron',event); return false;\">electr\u00f3n<\/a> y 2hc (dos veces la <a href=\"#\" onclick=\"referencia('planck constante de',event); return false;\">constante de Planck<\/a> por la velocidad de la luz). Esta fracci\u00f3n es aproximadamente igual a 1:137,036.<\/li>\n<li style=\"text-align: justify;\">La \u201cpart\u00edcula mediadora\u201d de esta interacci\u00f3n es el <a href=\"#\" onclick=\"referencia('foton',event); return false;\">fot\u00f3n<\/a>, una part\u00edcula con masa nula (en reposo) con <a href=\"#\" onclick=\"referencia('espin',event); return false;\">esp\u00edn<\/a> 1 y sin carga el\u00e9ctrica.<\/li>\n<\/ul>\n<p style=\"text-align: justify;\">En general, el alcance de una interacci\u00f3n es inversamente proporcional a la masa de la part\u00edcula mediadora, y, como el <a href=\"#\" onclick=\"referencia('foton',event); return false;\">fot\u00f3n<\/a> no tiene masa, el alcance de esta interacci\u00f3n es muy, muy grande.<\/p>\n<p style=\"text-align: justify;\">La Gravedad es una interacci\u00f3n fundamental de la que <a href=\"#\" onclick=\"referencia('einstein',event); return false;\">Einstein<\/a> descubri\u00f3 su completa estructura (al menos eso creemos) en 1915, y la relacion\u00f3 con la curvatura del espacio y el tiempo. Sin embargo, a\u00fan no sabemos c\u00f3mo conciliar las leyes de la gravedad con las leyes de la mec\u00e1nica cu\u00e1ntica (excepto cuando la interacci\u00f3n gravitatoria es suficientemente d\u00e9bil).<\/p>\n<ul>\n<li style=\"text-align: justify;\">La Interacci\u00f3n gravitatoria act\u00faa exclusivamente sobre la masa de una part\u00edcula.<\/li>\n<li style=\"text-align: justify;\">La Interacci\u00f3n es de largo alcance (probablemente llega hasta los m\u00e1s lejanos confines del universo conocido).<\/li>\n<li style=\"text-align: justify;\">La interacci\u00f3n es tan d\u00e9bil, que probablemente nunca ser\u00e1 posible detectar experimentalmente la atracci\u00f3n gravitatoria entre dos part\u00edculas elementales. La \u00fanica raz\u00f3n por la que podemos medir esta interacci\u00f3n es porque es colectiva: Todas las part\u00edculas (de la Tierra) atraen a todas las part\u00edculas (de nuestro cuerpo) en la misma direcci\u00f3n.<\/li>\n<li style=\"text-align: justify;\">La part\u00edcula mediadora es el hipot\u00e9tico \u201c<a href=\"#\" onclick=\"referencia('graviton',event); return false;\">gravit\u00f3n<\/a>\u201d. Aunque a\u00fan no se ha descubierto experimentalmente, sabemos lo que predice la mec\u00e1nica cu\u00e1ntica: que tiene masa nula y <a href=\"#\" onclick=\"referencia('espin',event); return false;\">esp\u00edn<\/a> 2.<\/li>\n<\/ul>\n<p style=\"text-align: justify;\">Una Ley general para las interacciones es que, si el mediador tiene <a href=\"#\" onclick=\"referencia('espin',event); return false;\">esp\u00edn<\/a> par, la fuerza entre cargas iguales es atractiva y entre cargas opuestas repulsivas. Si el <a href=\"#\" onclick=\"referencia('espin',event); return false;\">esp\u00edn<\/a> es impar (como en el electromagnetismo) se cumple la inversa.<\/p>\n<p style=\"text-align: justify;\">A todo esto, la F\u00edsica, amigos m\u00edos, tambi\u00e9n es realizar un viaje hacia lo muy peque\u00f1o que nos lleve m\u00e1s all\u00e1 de los \u00e1tomos, que son objetos voluminosos y fr\u00e1giles si lo comparamos con el n\u00facleo y lo que quiera que haya dentro. Los <a href=\"#\" onclick=\"referencia('electron',event); return false;\">electrones<\/a> que ahora vemos \u201ca gran distancia\u201d dando vueltas alrededor del n\u00facleo, son muy peque\u00f1os y extremadamente robustos. Lo cierto es que, estamos continuamente hablando de <a href=\"#\" onclick=\"referencia('proton',event); return false;\">protones<\/a>, <a href=\"#\" onclick=\"referencia('neutron',event); return false;\">neutrones<\/a>, <a href=\"#\" onclick=\"referencia('electron',event); return false;\">electrones<\/a> y otras part\u00edculas y, sin embargo, podr\u00edamos preguntar: \u00bfQu\u00e9 sabes de ellas? Cada part\u00edcula tiene sus propias caracter\u00edsticas y excentricidades y, es bueno saber cu\u00e1les son \u00e9stas.<\/p>\n<p style=\"text-align: justify;\">Miremos en el interior del n\u00facleo como lo har\u00eda un f\u00edsico de los a\u00f1os\u00a0 70: El n\u00facleo est\u00e1 constituido por dos especies de bloques constitutivos: <a href=\"#\" onclick=\"referencia('proton',event); return false;\">protones<\/a> y <a href=\"#\" onclick=\"referencia('neutron',event); return false;\">neutrones<\/a>. El <a href=\"#\" onclick=\"referencia('proton',event); return false;\">prot\u00f3n<\/a> (del griego \u03c0\u03c1\u03ce\u03c4\u03bf\u03c2 = primero) debe su nombre al hecho de que el n\u00facleo at\u00f3mico m\u00e1s sencillo, que es el del hidr\u00f3geno, est\u00e1 formado por un solo <a href=\"#\" onclick=\"referencia('proton',event); return false;\">prot\u00f3n<\/a>. Tiene una unidad de carga positiva. El <a href=\"#\" onclick=\"referencia('neutron',event); return false;\">neutr\u00f3n<\/a> recuerda al <a href=\"#\" onclick=\"referencia('proton',event); return false;\">prot\u00f3n<\/a> como si fuera su hermano gemelo: su masa es pr\u00e1cticamente la misma, su <a href=\"#\" onclick=\"referencia('espin',event); return false;\">esp\u00edn<\/a> es el mismo, pero en el <a href=\"#\" onclick=\"referencia('neutron',event); return false;\">neutr\u00f3n<\/a> no hay carga el\u00e9ctrica: es neutro.<\/p>\n<p style=\"text-align: justify;\">La masa de estas part\u00edculas se expresa en una unidad llamada megaelectr\u00f3n-voltio o MeV, para abreviar. Un MeV (=10\u2076 electr\u00f3n-voltio) es la cantidad de energ\u00eda de movimiento que adquiere una part\u00edcula con una unidad de carga (tal como un <a href=\"#\" onclick=\"referencia('electron',event); return false;\">electr\u00f3n<\/a> o un <a href=\"#\" onclick=\"referencia('proton',event); return false;\">prot\u00f3n<\/a>) cuando atraviesa una diferencia de potencia de 10\u2076 (1.000.000) voltios. Como esta energ\u00eda se transformada en masa, el MeV es una unidad \u00fatil de masa para las part\u00edculas elementales.<\/p>\n<p style=\"text-align: justify;\">La mayor\u00eda de los n\u00facleos at\u00f3micos contienen m\u00e1s <a href=\"#\" onclick=\"referencia('neutron',event); return false;\">neutrones<\/a> que <a href=\"#\" onclick=\"referencia('proton',event); return false;\">protones<\/a>. Los <a href=\"#\" onclick=\"referencia('proton',event); return false;\">protones<\/a> se encuentran tan juntos en el interior de un n\u00facleo tan peque\u00f1o que deber\u00edan repelerse entre s\u00ed muy fuertemente debido a que tiene cargas el\u00e9ctricas del mismo signo. Sin embargo, hay una fuerza que los mantiene unidos estrechamente y que es mucho m\u00e1s intensa que la <a href=\"#\" onclick=\"referencia('fuerza electromagnetica',event); return false;\">fuerza electromagn\u00e9tica<\/a>: se llama Interacci\u00f3n Fuerte.<\/p>\n<p style=\"text-align: justify;\">Claro que no existen solamente <a href=\"#\" onclick=\"referencia('proton',event); return false;\">protones<\/a> y <a href=\"#\" onclick=\"referencia('neutron',event); return false;\">neutrones<\/a>, otras muchas part\u00edculas conforman el universo infinitesimal pero, hablar aqu\u00ed y ahora de todas ellas, nos obligar\u00eda a describir los trabajos de Yukawa, Isidore I. Rabi, Murray Gell-Mann y Abraham Pais que hicieron un inmenso trabajo para encajar todas las part\u00edculas.<\/p>\n<p style=\"text-align: justify;\">Una propiedad digna de menci\u00f3n de todas las part\u00edculas peque\u00f1as es que pueden rotar alrededor de un eje, igual que la bola de tenis o de billar pueden tener <a href=\"#\" onclick=\"referencia('espin',event); return false;\">esp\u00edn<\/a>; pero hay una diferencia importante entre estas part\u00edculas y las bolas de tenis o de billar. El <a href=\"#\" onclick=\"referencia('espin',event); return false;\">esp\u00edn<\/a> (o, con m\u00e1s precisi\u00f3n, el momento angular, que es aproximadamente la masa por el radio por la velocidad de rotaci\u00f3n) se puede medir como un m\u00faltiplo de la <a href=\"#\" onclick=\"referencia('planck constante de',event); return false;\">constante de Planck<\/a> dividido por 2\u03c0. Medido en esta unidad y de acuerdo con la mec\u00e1nica cu\u00e1ntica, el <a href=\"#\" onclick=\"referencia('espin',event); return false;\">esp\u00edn<\/a> de cualquier objeto tiene que ser p un entero o un entero m\u00e1s un medio. El <a href=\"#\" onclick=\"referencia('espin',event); return false;\">esp\u00edn<\/a> total de cada tipo de part\u00edcula \u2013aunque no la direcci\u00f3n del mismo- es fijo.<\/p>\n<p style=\"text-align: justify;\">El <a href=\"#\" onclick=\"referencia('electron',event); return false;\">electr\u00f3n<\/a>, por ejemplo, tiene <a href=\"#\" onclick=\"referencia('espin',event); return false;\">esp\u00edn<\/a> 1\u00bd. Los <a href=\"#\" onclick=\"referencia('foton',event); return false;\">fotones<\/a> y los <a href=\"#\" onclick=\"referencia('neutrinos',event); return false;\">neutrinos<\/a>, al ser part\u00edculas sin masa, comparten la propiedad de que su eje de rotaci\u00f3n es siempre paralelo a la direcci\u00f3n del movimiento, mientras que otras part\u00edculas rotan en direcciones arbitrarias. Siempre ser\u00e1 dif\u00edcil describir el <a href=\"#\" onclick=\"referencia('espin',event); return false;\">esp\u00edn<\/a> con palabras sencillas. La mec\u00e1nica cu\u00e1ntica hace imposible definir con precisi\u00f3n la direcci\u00f3n del eje de rotaci\u00f3n, excepto para los dos casos mencionados. Sin embargo, para objetos grandes que rotan con velocidades altas, la direcci\u00f3n de rotaci\u00f3n puede tener un significado m\u00e1s preciso.<\/p>\n<p style=\"text-align: justify;\">Las part\u00edculas con <a href=\"#\" onclick=\"referencia('espin',event); return false;\">esp\u00edn<\/a> entero se llaman \u201c<a href=\"#\" onclick=\"referencia('bosones',event); return false;\">bosones<\/a>\u201d y las que tienen <a href=\"#\" onclick=\"referencia('espin',event); return false;\">esp\u00edn<\/a> entero m\u00e1s un medio se llaman \u201c<a href=\"#\" onclick=\"referencia('fermion',event); return false;\">fermiones<\/a>\u201d. As\u00ed, los \u201cLeptones\u201d y los \u201cBariones\u201d son Fermiones, y que los <a href=\"#\" onclick=\"referencia('mesones',event); return false;\">mesones<\/a> y los <a href=\"#\" onclick=\"referencia('foton',event); return false;\">fotones<\/a> son Bosones. En muchos aspectos, los <a href=\"#\" onclick=\"referencia('fermion',event); return false;\">fermiones<\/a> se comportan de manera diferente a los <a href=\"#\" onclick=\"referencia('bosones',event); return false;\">bosones<\/a>. Los <a href=\"#\" onclick=\"referencia('fermion',event); return false;\">fermiones<\/a> tienen la propiedad de que cada uno de ellos requiere su propio espacio: dos <a href=\"#\" onclick=\"referencia('fermion',event); return false;\">fermiones<\/a> del mismo tipo no pueden estar en el mismo punto, y su movimiento est\u00e1 regido por ecuaciones tales que se evitan unos a otros. Curiosamente no se necesita ninguna fuerza para conseguir esto. De hecho, las fuerzas entre los <a href=\"#\" onclick=\"referencia('fermion',event); return false;\">fermiones<\/a> pueden ser atractivas o repulsivas. El fen\u00f3meno por el cual cada <a href=\"#\" onclick=\"referencia('fermion',event); return false;\">fermi\u00f3n<\/a> tiene que estar en un \u201cestado\u201d diferente se conoce como el <a href=\"#\" onclick=\"referencia('exclusion principio de',event); return false;\">principio de exclusi\u00f3n<\/a> de Pauli.<\/p>\n<p style=\"text-align: justify;\">Cada \u00e1tomo est\u00e1 rodeado de una nube de <a href=\"#\" onclick=\"referencia('electron',event); return false;\">electrones<\/a>, que son <a href=\"#\" onclick=\"referencia('fermion',event); return false;\">fermiones<\/a> (<a href=\"#\" onclick=\"referencia('espin',event); return false;\">esp\u00edn<\/a> \u00bd). Si dos \u00e1tomos se aproximan entre s\u00ed, los <a href=\"#\" onclick=\"referencia('electron',event); return false;\">electrones<\/a> se mueven de tal manera que las dos nubes se evitan la una a la otra, dando como resultado una fuerza repulsiva. Cuando en el teatro nos gusta la actuaci\u00f3n de los actores, o, en un concierto la m\u00fasica que nos han ofrecido, complacidos aplaudimos y, podemos notar que, las manos no se traspasan la una a trav\u00e9s de la otra. Esto es debido al Principio de Exclusi\u00f3n de Pauli para los <a href=\"#\" onclick=\"referencia('electron',event); return false;\">electrones<\/a> de las manos.<\/p>\n<p style=\"text-align: justify;\">En contraste con el individualismo de los <a href=\"#\" onclick=\"referencia('fermion',event); return false;\">fermiones<\/a>, los <a href=\"#\" onclick=\"referencia('bosones',event); return false;\">bosones<\/a> se comportan colectivamente y les gusta colocarse todos en el mismo lugar. Un <a href=\"#\" onclick=\"referencia('laser',event); return false;\">l\u00e1ser<\/a>, por ejemplo, produce un haz de luz en el cual much\u00edsimos <a href=\"#\" onclick=\"referencia('foton',event); return false;\">fotones<\/a> llevan la misma longitud de onda y direcci\u00f3n de movimiento. Esto es posible porque los <a href=\"#\" onclick=\"referencia('foton',event); return false;\">fotones<\/a> son <a href=\"#\" onclick=\"referencia('bosones',event); return false;\">bosones<\/a>.<\/p>\n<p style=\"text-align: justify;\">Tambi\u00e9n debemos saber que, cada part\u00edcula, tiene su correspondiente \u00a0anti-part\u00edcula. Las part\u00edculas tienen el mismo <a href=\"#\" onclick=\"referencia('espin',event); return false;\">esp\u00edn<\/a> y exactamente la misma masa que sus antipart\u00edculas, pero las cargas el\u00e9ctricas, son todas opuestas.<\/p>\n<p style=\"text-align: justify;\">Con las part\u00edculas ocurri\u00f3 lo mismo que con las plantas y los animales, fueron clasificadas en especies y familias. Adem\u00e1s del Fot\u00f3n, tenemos <a href=\"#\" onclick=\"referencia('leptones',event); return false;\">leptones<\/a> y <a href=\"#\" onclick=\"referencia('hadrones',event); return false;\">hadrones<\/a>, y estos \u00faltimos se subdividen en <a href=\"#\" onclick=\"referencia('mesones',event); return false;\">mesones<\/a> y <a href=\"#\" onclick=\"referencia('barion',event); return false;\">bariones<\/a>. Esta ordenaci\u00f3n se basa en las diferentes interacciones que se dan entre estas part\u00edculas&#8230; Las tres clases de \u201cinteracciones\u201d que encontramos son:<\/p>\n<ul>\n<li style=\"text-align: justify;\">La \u201cinteracci\u00f3n fuerte\u201d<\/li>\n<li style=\"text-align: justify;\">La \u201cinteracci\u00f3n electromagn\u00e9tica\u201d, y<\/li>\n<li style=\"text-align: justify;\">La \u201cinteracci\u00f3n d\u00e9bil\u201d<\/li>\n<\/ul>\n<p style=\"text-align: justify;\">En este punto, debo decir que, cuando hablo de interacci\u00f3n no me refiero necesariamente a algo que modifique el movimiento de las part\u00edculas, sino a lo que hace que las part\u00edculas se alteren de alguna manera unas a otras, incluyendo el caso en el que intercambien su propia identidad. Las part\u00edculas pueden interaccionar entre s\u00ed a distancia, pero esto sucede porque intercambian una part\u00edcula a modo de mensajero. Estos mensajeros son los llamados \u201cmediadores\u201d de la interacci\u00f3n. Debo admitir que todo esto debe de sonar bastante misterioso. En t\u00e9rminos matem\u00e1ticos se puede describir mejor, lo antes descrito no es m\u00e1s que las consecuencias de un sistema de ecuaciones matem\u00e1ticas. En su conjunto, las ecuaciones tienen mucho m\u00e1s sentido que de lo que pueden explicar las palabras.<\/p>\n<p style=\"text-align: justify;\">Antes dejaba una breve explicaci\u00f3n de las interacciones electromagn\u00e9ticas y de la Gravedad, pero como todos sabemos, existen otras interacciones y, una de ellas es, <strong>la Interacci\u00f3n D\u00e9bil<\/strong> que es la responsable de que muchas part\u00edculas y tambi\u00e9n muchos n\u00facleos at\u00f3micos ex\u00f3ticos sean inestables.<\/p>\n<p style=\"text-align: justify;\">La Interacci\u00f3n d\u00e9bil puede provocar que una part\u00edcula se transforme en otra relacionada, por emisi\u00f3n de un <a href=\"#\" onclick=\"referencia('electron',event); return false;\">electr\u00f3n<\/a> y un <a href=\"#\" onclick=\"referencia('neutrinos',event); return false;\">neutrino<\/a>. All\u00e1 por el a\u00f1o 1934, el gran f\u00edsico Enrico <a href=\"#\" onclick=\"referencia('fermi',event); return false;\">Fermi<\/a>, estableci\u00f3 una f\u00f3rmula general de la Interacci\u00f3n D\u00e9bil que fue mejorada posteriormente por George Sudarshan, Robert Marshak , Murray Gell-Mann, Richard Feynman y otros. La f\u00f3rmula mejorada funciona muy bien, pero se hizo evidente que no era adecuada en todas las circunstancias.<\/p>\n<p style=\"text-align: justify;\">En 1970, de las siguientes caracter\u00edsticas de la interacci\u00f3n d\u00e9bil s\u00f3lo se conoc\u00edan las tres primeras:<\/p>\n<ul>\n<li style=\"text-align: justify;\">La interacci\u00f3n act\u00faa de forma universal sobre muchos tipos diferentes de part\u00edculas y su intensidad es aproximadamente igual para todas (aunque sus efectos pueden ser muy diferentes en cada caso). A los <a href=\"#\" onclick=\"referencia('neutrinos',event); return false;\">neutrinos<\/a> les afecta exclusivamente la interacci\u00f3n d\u00e9bil.<\/li>\n<li style=\"text-align: justify;\">Comparada con las dem\u00e1s interacciones, \u00e9sta tiene un alcance muy corto.<\/li>\n<li style=\"text-align: justify;\">La interacci\u00f3n es muy d\u00e9bil. Consecuentemente, los choques de part\u00edculas en los cuales hay <a href=\"#\" onclick=\"referencia('neutrinos',event); return false;\">neutrinos<\/a> involucrados son tan poco frecuentes que se necesitan chorros muy intensos de <a href=\"#\" onclick=\"referencia('neutrinos',event); return false;\">neutrinos<\/a> para poder estudiar tales sucesos.<\/li>\n<li style=\"text-align: justify;\">Los \u201cmediadores\u201d de la interacci\u00f3n d\u00e9bil, llamados W<sup>+<\/sup> y W<sup>&#8211;<\/sup>, no se detectaron hasta la d\u00e9cada de 1980. Al igual que el <a href=\"#\" onclick=\"referencia('foton',event); return false;\">fot\u00f3n<\/a>, tienen <a href=\"#\" onclick=\"referencia('espin',event); return false;\">esp\u00edn<\/a> 1, pero est\u00e1n el\u00e9ctricamente cargados y son muy pesados (esta es la causa por la que el alcance de la interacci\u00f3n es tan corto). Hay un tercer mediador, Z<sup>0<\/sup>, que es responsable de un tercer tipo de interacci\u00f3n d\u00e9bil que no tiene nada que ver con la desintegraci\u00f3n de las part\u00edculas: la \u201ccorriente neutra\u201d. Permite que los <a href=\"#\" onclick=\"referencia('neutrinos',event); return false;\">neutrinos<\/a> puedan colisionar con otras part\u00edculas sin cambiar su identidad.<\/li>\n<\/ul>\n<p style=\"text-align: justify;\">A partir de 1970, qued\u00f3 clara la relaci\u00f3n entre la interacci\u00f3n electromagn\u00e9tica y la interacci\u00f3n d\u00e9bil.<\/p>\n<p style=\"text-align: justify;\">Nos queda por rese\u00f1ar, aunque sea de una manera breve, la \u00faltima interacci\u00f3n, es decir, <strong>La interacci\u00f3n nuclear Fuerte<\/strong> que act\u00faa solamente entre las part\u00edculas que llamamos <a href=\"#\" onclick=\"referencia('hadrones',event); return false;\">hadrones<\/a> (<a href=\"#\" onclick=\"referencia('proton',event); return false;\">protones<\/a>, <a href=\"#\" onclick=\"referencia('neutron',event); return false;\">neutrones<\/a>, <a href=\"#\" onclick=\"referencia('sigma',event); return false;\">sigma<\/a>, <a href=\"#\" onclick=\"referencia('omega',event); return false;\">omega<\/a>, etc.), \u00a0a las que proporciona una estructura interna complicada.<\/p>\n<p style=\"text-align: justify;\">Hasta 1972, s\u00f3lo se conoc\u00edan las reglas de simetr\u00eda de la interacci\u00f3n fuerte y no fuimos capaces de formular las leyes de la interacci\u00f3n con precisi\u00f3n.<\/p>\n<ul>\n<li style=\"text-align: justify;\">El alcance de esta interacci\u00f3n no se extiende m\u00e1s all\u00e1 de del radio de un n\u00facleo at\u00f3mico ligero (10<sup>-13<\/sup> cm aproximadamente),<\/li>\n<li style=\"text-align: justify;\">La interacci\u00f3n es fuerte. Bajo la influencia de esta interacci\u00f3n, las part\u00edculas que pueden desintegrarse, las \u201cresonancias\u201d lo hacen muy r\u00e1pidamente. Un ejemplo es la resonancia \u0394, con una vida media de solamente 0,6 x 10<sup>-23<\/sup> s. Esta colisi\u00f3n es extremadamente probable cuando dos <a href=\"#\" onclick=\"referencia('hadrones',event); return false;\">hadrones<\/a> se encuentran a una distancia cercana a 10<sup>-13<\/sup> cm.<\/li>\n<\/ul>\n<p style=\"text-align: justify;\">Todos sabemos que los <a href=\"#\" onclick=\"referencia('nucleones',event); return false;\">nucleones<\/a> (<a href=\"#\" onclick=\"referencia('proton',event); return false;\">protones<\/a> y <a href=\"#\" onclick=\"referencia('neutron',event); return false;\">neutrones<\/a>), est\u00e1n conformados a su vez por tres Quarks. Los <a href=\"#\" onclick=\"referencia('proton',event); return false;\">protones<\/a> por 2 up y 1 down, y, los <a href=\"#\" onclick=\"referencia('neutron',event); return false;\">neutrones<\/a> por 2 down y 1 up.<\/p>\n<p style=\"text-align: justify;\">Hasta 1972 se pensaba que los mediadores de la interacci\u00f3n fuerte eran los <a href=\"#\" onclick=\"referencia('pion',event); return false;\">piones<\/a>, que tienen <a href=\"#\" onclick=\"referencia('espin',event); return false;\">esp\u00edn<\/a> 0 y masa comprendida entre 135 y 140 MeV. Por ejemplo, la fuerte atracci\u00f3n entre dos <a href=\"#\" onclick=\"referencia('proton',event); return false;\">protones<\/a> se debe fundamentalmente al intercambio de un <a href=\"#\" onclick=\"referencia('pion',event); return false;\">pi\u00f3n<\/a>. Hoy en d\u00eda se dice que esto obedece al hecho de que los <a href=\"#\" onclick=\"referencia('pion',event); return false;\">piones<\/a> son los <a href=\"#\" onclick=\"referencia('hadrones',event); return false;\">hadrones<\/a> m\u00e1s ligeros y que como los dem\u00e1s <a href=\"#\" onclick=\"referencia('hadrones',event); return false;\">hadrones<\/a>, est\u00e1n formados por <a href=\"#\" onclick=\"referencia('quarks',event); return false;\">quarks<\/a>. La interacci\u00f3n fuerte es entonces un efecto secundario de una interacci\u00f3n m\u00e1s fuerte incluso entre <a href=\"#\" onclick=\"referencia('quarks',event); return false;\">quarks<\/a>. Los mediadores de esta interacci\u00f3n m\u00e1s fuerte son los <a href=\"#\" onclick=\"referencia('gluones',event); return false;\">gluones<\/a>.<\/p>\n<p style=\"text-align: justify;\">Una caracter\u00edstica que hace singular a esta interacci\u00f3n es que, al contrario de las otras fuerzas, con la distancia se hace m\u00e1s potente, es decir, cuando los <a href=\"#\" onclick=\"referencia('nucleones',event); return false;\">nucleones<\/a> se separan, los <a href=\"#\" onclick=\"referencia('gluones',event); return false;\">gluones<\/a> los retienen con m\u00e1s fuerza a\u00fan. La fuerza act\u00faa como si de un muelle de acero se tratara, cuanto m\u00e1s lo estiramos, m\u00e1s resistencia nos opone.<\/p>\n<p style=\"text-align: justify;\">Otra particularidad que tienen todas las part\u00edculas es la de la vida y la muerte. Cuando hablamos del tiempo de vida de una part\u00edcula, nos referimos al tiempo de vida medio. Una part\u00edcula que no sea absolutamente estable tiene, en cada momento de su vida, la misma probabilidad de desintegrarse. Algunas part\u00edculas viven m\u00e1s que otras, pero la vida media es una caracter\u00edstica de cada familia de part\u00edculas.<\/p>\n<p style=\"text-align: justify;\">Tambi\u00e9n podr\u00edamos utilizar el concepto de \u201csemivida\u201d. Si tenemos un gran n\u00famero de part\u00edculas id\u00e9nticas, la semivida es el tiempo que tardan en desintegrarse la mitad de las part\u00edculas. La semivida es 0,693 veces la vida media.<\/p>\n<p style=\"text-align: justify;\">Claro que, algunas part\u00edculas tienen una vida media mucho m\u00e1s larga que otras. De hecho, la vida media difiere enormemente. Un <a href=\"#\" onclick=\"referencia('neutron',event); return false;\">neutr\u00f3n<\/a>, por ejemplo, vive 10<sup>13<\/sup> veces m\u00e1s que una part\u00edcula <a href=\"#\" onclick=\"referencia('sigma',event); return false;\">sigma<\/a>-m\u00e1s (\u03a3<sup>+<\/sup>) y \u00e9sta tiene una vida 10<sup>9<\/sup> m\u00e1s larga que la de la part\u00edcula Sigma-cero (\u03a3<sup>0<\/sup>). Pero si uno se da cuenta de que la escala de tiempo \u201cnatural\u201d para una part\u00edcula elemental (que es el tiempo que tarda su estado mec\u00e1nico cu\u00e1ntico, o funci\u00f3n de ondas, en evolucionar u oscilar) es aproximadamente 10<sup>-24<\/sup> segundos, se puede decir con seguridad que todas estas part\u00edculas son bastantes estables.<\/p>\n<p style=\"text-align: justify;\">\u00bfC\u00f3mo se determina la vida de una part\u00edcula? Las part\u00edculas de vida larga, tales como el <a href=\"#\" onclick=\"referencia('neutron',event); return false;\">neutr\u00f3n<\/a> y el <a href=\"#\" onclick=\"referencia('muon',event); return false;\">mu\u00f3n<\/a>, tienen que ser capturadas, preferiblemente en grandes cantidades, y despu\u00e9s se mide electr\u00f3nicamente su desintegraci\u00f3n. Las de vidas comprendidas entre 10<sup>-10<\/sup> y 10<sup>-8<\/sup> segundos sol\u00edan registrarse con una c\u00e1mara de burbujas, pero ahora se utiliza con m\u00e1s frecuencia la c\u00e1mara de chispas.<\/p>\n<p style=\"text-align: justify;\">Que la mayor\u00eda de las part\u00edculas tengan una vida media de 10<sup>-8<\/sup> segundos significa que son \u00a1extremadamente estables! La funci\u00f3n de onda interna oscila m\u00e1s de 10<sup>22<\/sup>veces\/segundo. Este es el \u201clatido natural de su coraz\u00f3n\u201d con el cual se compara su vida. Estas ondas cu\u00e1nticas pueden oscilar 10<sup>-8<\/sup> x 10<sup>22<\/sup>, que es 10<sup>14<\/sup> o 100.000.000.000.000 veces antes de desintegrarse de una u otra manera.<\/p>\n<p style=\"text-align: justify;\">Aunque la vida de un <a href=\"#\" onclick=\"referencia('neutron',event); return false;\">neutr\u00f3n<\/a> es mucho m\u00e1s larga (en promedio un cuarto de hora), su desintegraci\u00f3n tambi\u00e9n se puede atribuir a la interacci\u00f3n d\u00e9bil. La energ\u00eda se almacena en las masas de las part\u00edculas seg\u00fan la bien conocida f\u00f3rmula E =mc<sup>2<\/sup>. Una desintegraci\u00f3n s\u00f3lo puede tener lugar si la masa total de todos los productos resultantes es menor que la masa de la part\u00edcula original. La diferencia entre ambas masas se invierte en energ\u00eda de movimiento. Si la diferencia es grande, el proceso puede producirse muy r\u00e1pidamente, pero a menudo la diferencia es tan peque\u00f1a que la desintegraci\u00f3n puede durar minutos o incluso millones de a\u00f1os. As\u00ed, lo que determina la velocidad con la que las part\u00edculas se desintegran no es s\u00f3lo la intensidad de la fuerza, sino tambi\u00e9n la cantidad de energ\u00eda disponible.<\/p>\n<p style=\"text-align: justify;\">Bueno, se podr\u00eda estar hablando y explicando sobre las peculiaridades de las part\u00edculas y sus particularidades, sin embargo, el tiempo es escaso y el espacio tambi\u00e9n, aqu\u00ed lo dejamos por hoy como un trabajo que est\u00e1 destinado al Carnaval de la F\u00edsica.<\/p>\n<div class='bookmark'>\r\n\t\t<table align='left' border='0' cellpadding='0' width='100%'>\r\n\t\t<tr><td><span class='pushbutton'><a href='http:\/\/delicious.com\/post?url=http%3A%2F%2Fwww.emiliosilveravazquez.com%2Fblog%2F2012%2F03%2F17%2Fcarnaval-de-fisica-2%2F&amp;title=Carnaval+de+F%C3%ADsica' title='Delicious' target='_blank' rel='nofollow'><img src='http:\/\/www.emiliosilveravazquez.com\/blog\/wp-content\/plugins\/knxdt-bookmarks-wordpress-plugin\/images\/delicious.png'  alt='' class='book_img' border='none' style='margin:1px; 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Que busca la realidad del mundo Sin quitarle la importancia que tienen los f\u00edsicos experimentales, tengo que confesar que siento debilidad por los te\u00f3ricos que, por medio de un duro trabajo y una imaginaci\u00f3n desbordante, llegan a comprender cuestiones muy profundas que la Naturaleza esconde. 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