{"id":9280,"date":"2013-07-25T05:30:48","date_gmt":"2013-07-25T04:30:48","guid":{"rendered":"http:\/\/www.emiliosilveravazquez.com\/blog\/?p=9280"},"modified":"2013-07-25T05:30:48","modified_gmt":"2013-07-25T04:30:48","slug":"los-misterios-de-la-fisica-cuantica-las-particulas-subatomicas","status":"publish","type":"post","link":"http:\/\/www.emiliosilveravazquez.com\/blog\/2013\/07\/25\/los-misterios-de-la-fisica-cuantica-las-particulas-subatomicas\/","title":{"rendered":"Los misterios de la F\u00edsica cu\u00e1ntica, las part\u00edculas subat\u00f3micas"},"content":{"rendered":"<div style=\"text-align: justify;\"><a href=\"http:\/\/4.bp.blogspot.com\/_oMNSZ3--g9A\/S7XeJvr2nII\/AAAAAAAAECU\/T74Z0dRZvqA\/s1600\/top9.gif\" target=\"_blank\"><img decoding=\"async\" src=\"http:\/\/4.bp.blogspot.com\/_oMNSZ3--g9A\/S7XeJvr2nII\/AAAAAAAAECU\/T74Z0dRZvqA\/s400\/top9.gif\" alt=\"\" border=\"0\" \/><img decoding=\"async\" loading=\"lazy\" id=\"irc_mi\" style=\"margin-top: 0px;\" src=\"http:\/\/revistakokoro.com\/colisi%F3n%20subat%F3mica.jpg\" alt=\"\" width=\"574\" height=\"393\" \/><\/a><\/div>\n<div style=\"text-align: justify;\">\n<div>\n<div>La mayor\u00eda de las part\u00edculas subat\u00f3micas que son producidas en los aceleradores de part\u00edculas, tiene una existencia muy breve, pero aun as\u00ed ha producido asombro que una,\u00a0 como el <a href=\"#\" onclick=\"referencia('quark',event); return false;\">quark<\/a> top &#8211; cima en espa\u00f1ol-, puede vivir tan efimero espacio de tiempo. Los experimentos realizados han permitido a los f\u00edsicos determinar el tiempo de vida del <a href=\"#\" onclick=\"referencia('quark',event); return false;\">quark<\/a> top que es apenas de 3 x 10<sup>-25<\/sup> segundos.\u00a0 Una fracci\u00f3n de tiempo asombrosamente peque\u00f1a.<\/div>\n<\/div>\n<\/div>\n<p style=\"text-align: justify;\">Cuando hablamos del tiempo de vida de una part\u00edcula nos estamos refiriendo 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 ese grupo de part\u00edculas. La semivida es 0,693 veces la vida media.<\/p>\n<p style=\"text-align: justify;\"><img decoding=\"async\" loading=\"lazy\" id=\"irc_mi\" src=\"http:\/\/3.bp.blogspot.com\/-mEfN8YR91co\/T6GnAHvskcI\/AAAAAAAACnE\/17V3C-s1js4\/s1600\/particulas+subatomicas.jpg\" alt=\"\" width=\"389\" height=\"511\" \/><\/p>\n<p style=\"text-align: justify;\">Si miramos una tabla de las part\u00edculas m\u00e1s conocidas y familiares (<a href=\"#\" onclick=\"referencia('foton',event); return false;\">fot\u00f3n<\/a>, <a href=\"#\" onclick=\"referencia('electron',event); return false;\">electr\u00f3n<\/a> <a href=\"#\" onclick=\"referencia('muon',event); return false;\">mu\u00f3n<\/a> <a href=\"#\" onclick=\"referencia('particula tau',event); return false;\">tau<\/a>, la serie de <a href=\"#\" onclick=\"referencia('neutrinos',event); return false;\">neutrinos<\/a>, los <a href=\"#\" onclick=\"referencia('mesones',event); return false;\">mesones<\/a> con sus <a href=\"#\" onclick=\"referencia('pion',event); return false;\">piones<\/a>, <a href=\"#\" onclick=\"referencia('kaon',event); return false;\">kaones<\/a>, etc., y, los Hadrones <a href=\"#\" onclick=\"referencia('barion',event); return false;\">bariones<\/a> como el <a href=\"#\" onclick=\"referencia('proton',event); return false;\">prot\u00f3n<\/a>, <a href=\"#\" onclick=\"referencia('neutron',event); return false;\">neutr\u00f3n<\/a>, <a href=\"#\" onclick=\"referencia('lambda',event); return false;\">lambda<\/a>, <a href=\"#\" onclick=\"referencia('sigma',event); return false;\">sigma<\/a>, ksi y <a href=\"#\" onclick=\"referencia('omega',event); return false;\">omega<\/a>, en la que nos expliquen sus propiedades de masa, carga, <a href=\"#\" onclick=\"referencia('espin',event); return false;\">esp\u00edn<\/a>, vida media (en segundos) y sus principales manera de desintegraci\u00f3n, ver\u00edamos como difieren las unas de las otras.<\/p>\n<p style=\"text-align: justify;\">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\u00b9\u00b3 veces m\u00e1s que una part\u00edcula Sigma\u207a, y \u00e9sta tiene una vida 10\u2079 veces m\u00e1s larga que la part\u00edcula <a href=\"#\" onclick=\"referencia('sigma',event); return false;\">sigma<\/a> cero. 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\u02c9\u00b2\u2074 segundos, se puede decir con seguridad que todas las part\u00edculas son bastantes estables. En la jerga profesional de los f\u00edsicos dicen que son \u201cpart\u00edculas estables\u201d.<\/p>\n<p style=\"text-align: justify;\"><img decoding=\"async\" loading=\"lazy\" id=\"irc_mi\" src=\"http:\/\/cdn.ph.upi.com\/es\/sv\/i\/UPI-6091341507448\/2012\/1\/13415075127130\/Part%C3%ADcula-subat%C3%B3mica-podr%C3%ADa-explicar-el-inicio-del-universo.jpg\" alt=\"\" width=\"630\" height=\"354\" \/><\/p>\n<p style=\"text-align: justify;\">\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0 Lo que resulta de una colisi\u00f3n de haces de part\u00edculas en el LHC<\/p>\n<p style=\"text-align: justify;\">\u00bfC\u00f3mo se determina la vida media 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 part\u00edculas comprendidas entre 10\u02c9\u00b9\u2070 y 10\u02c9\u2078 segundos sol\u00edan registrarse con una c\u00e1mara de burbujas, pero actualmente se utiliza con m\u00e1s frecuencia la c\u00e1mara de chispas. Una part\u00edcula que se mueve a trav\u00e9s de una c\u00e1mara de burbujas deja un rastro de peque\u00f1as burbujas que puede ser fotografiado. La C\u00e1mara de chispas contiene varios grupos de de un gran n\u00famero de alambres finos entrecruzados entre los que se aplica un alto voltaje. Una part\u00edcula cargada que pasa cerca de los cables produce una serie de descargas (chispas) que son registradas electr\u00f3nicamente. La ventaja de esta t\u00e9cnica respecto a la c\u00e1mara de burbujas es que la se\u00f1al se puede enviar directamente a una computadora que la registra de manera muy exacta.<\/p>\n<p style=\"text-align: justify;\"><img decoding=\"async\" title=\"M\u00e1s...\" src=\"http:\/\/www.emiliosilveravazquez.com\/blog\/wp-includes\/js\/tinymce\/plugins\/wordpress\/img\/trans.gif\" alt=\"\" \/><\/p>\n<p style=\"text-align: justify;\">Una part\u00edcula el\u00e9ctricamente neutra nunca deja una traza directamente, pero si sufre alg\u00fan tipo de interacci\u00f3n que involucre part\u00edculas cargadas (bien porque colisionen con un \u00e1tomo en el detector o porque se desintegren en otras part\u00edculas), entonces desde luego que pueden ser registradas. Adem\u00e1s, realmente se coloca el aparato entre los polos de un fuerte im\u00e1n. Esto hace que la trayectoria de las part\u00edculas se curve y de aqu\u00ed se puede medir la velocidad de las part\u00edculas. Sin embargo, como la curva tambi\u00e9n depende de la masa de la part\u00edcula, es conveniente a veces medir tambi\u00e9n la velocidad de una forma diferente.<\/p>\n<p style=\"text-align: justify;\">\u00a0<img decoding=\"async\" loading=\"lazy\" id=\"irc_mi\" style=\"margin-top: 32px;\" src=\"http:\/\/static.tvazteca.com\/imagenes\/2013\/25\/Cient-ficos-descubren-nueva-part-1815421.jpg\" alt=\"\" width=\"630\" height=\"330\" \/><\/p>\n<p style=\"text-align: justify;\">En un experimento de altas energ\u00edas, la mayor\u00eda de las part\u00edculas no se mueven mucho m\u00e1s despacio que la velocidad de la luz. Durante su carta vida pueden llegar a viajar algunos cent\u00edmetros y a partir de la longitud media de sus trazas se puede calcular su vida. Aunque las vidas comprendidas entre 10\u02c9\u00b9\u00b3 y 10\u02c9\u00b2\u2070 segundos son muy dif\u00edciles de medir directamente, se pueden determinar indirectamente midiendo las fuerzas por las que las part\u00edculas se pueden transformar en otras. Estas fuerzas son las responsables de la desintegraci\u00f3n y, por lo tanto, conoci\u00e9ndolas se puede calcular la vida de las part\u00edculas, As\u00ed, con una pericia ilimitada los experimentadores han desarrollado todo un arsenal de t\u00e9cnicas para deducir hasta donde sea posible todas las propiedades de las part\u00edculas. En algunos de estos procedimientos ha sido extremadamente dif\u00edcil alcanzar una precisi\u00f3n alta. Y, los datos y n\u00fameros que actualmente tenemos de cada una de las part\u00edculas conocidas, son los resultados acumulados durante much\u00edsimos a\u00f1os de medidas \u00a0experimentales y de esa manera, se puede presentar una informaci\u00f3n que, si se valorara en horas de trabajo y coste de los proyectos, alcanzar\u00eda un precio descomunal pero, esa era, la \u00fanica manera de ir conociendo las propiedades de los peque\u00f1os componentes de la materia.<\/p>\n<p style=\"text-align: justify;\">Que la mayor\u00eda de las part\u00edculas tenga una vida media de 10\u02c9\u2078 segundos significa que son \u00a1extremadamente estables! La funci\u00f3n de onda interna oscila m\u00e1s de 10\u00b2\u00b2 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\u02c9\u2078 x 10\u00b2\u00b2, que es 1\u00b9\u2074 o 100.000.000.000.000 veces antes de desintegrarse de una u otra manera. Podemos decir con toda la seguridad que la interacci\u00f3n responsable de tal desintegraci\u00f3n es extremadamente d\u00e9bil.<\/p>\n<p style=\"text-align: justify;\"><img decoding=\"async\" loading=\"lazy\" id=\"irc_mi\" style=\"margin-top: 35px;\" src=\"http:\/\/www.lostiempos.com\/diario\/actualidad\/vida-y-futuro\/20120705\/media_recortes\/2012\/07\/05\/374460_gd.jpg\" alt=\"\" width=\"588\" height=\"324\" \/><\/p>\n<p style=\"text-align: justify;\">Aunque la vida de un <a href=\"#\" onclick=\"referencia('neutron',event); return false;\">neutr\u00f3n<\/a> sea mucho m\u00e1s larga (en promedio un cuarto de hora), su desintegraci\u00f3n tambi\u00e9n se puede atribuir a la interacci\u00f3n d\u00e9bil. A prop\u00f3sito, algunos n\u00facleos at\u00f3micos radiactivos tambi\u00e9n se desintegran por interacci\u00f3n d\u00e9bil, pero pueden necesitar millones e incluso miles de millones de a\u00f1os para ello. Esta amplia variaci\u00f3n de vidas medias se puede explicar considerando la cantidad de energ\u00eda que se libera en la desintegraci\u00f3n. La energ\u00eda se almacena en las masas de las part\u00edculas seg\u00fan\u00a0 la bien conocida f\u00f3rmula de <a href=\"#\" onclick=\"referencia('einstein',event); return false;\">Einstein<\/a> E = Mc\u00b2. 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;\">Si no existiera la interacci\u00f3n d\u00e9bil, la mayor\u00eda de las part\u00edculas ser\u00edan perfectamente estables. Sin embargo, la interacci\u00f3n por la que se desintegran las part\u00edculas \u03c0\u00b0, \u03b7 y \u03a3\u00b0 es la electromagn\u00e9tica. Se observar\u00e1 que estas part\u00edculas tienen una vida media mucho m\u00e1s corta, aparentemente, la interacci\u00f3n electromagn\u00e9tica es mucho m\u00e1s fuerte que la interacci\u00f3n d\u00e9bil.<\/p>\n<p style=\"text-align: justify;\">Durante la d\u00e9cada de 1950 y 1960 aparecieron tal enjambre de part\u00edculas que dio lugar a esa famosa an\u00e9cdota de <a href=\"#\" onclick=\"referencia('fermi',event); return false;\">Fermi<\/a> cuando dijo: \u201cSi llego a adivinar esto me hubiera dedicado a la bot\u00e1nica.\u201d<\/p>\n<p style=\"text-align: justify;\"><img decoding=\"async\" loading=\"lazy\" id=\"irc_mi\" src=\"http:\/\/science.portalhispanos.com\/wordpress\/wp-content\/uploads\/2010\/10\/ilc-34.jpg\" alt=\"\" width=\"600\" height=\"400\" \/><img decoding=\"async\" loading=\"lazy\" id=\"irc_mi\" style=\"margin-top: 49px;\" src=\"http:\/\/ilc.fnal.gov\/images\/hp-slideshow\/ilc.jpg\" alt=\"\" width=\"446\" height=\"296\" \/><\/p>\n<p style=\"text-align: justify;\">Si la vida de una part\u00edcula\u00a0 es tan corta como 10\u02c9\u00b2\u00b3 segundos, el proceso de desintegraci\u00f3n tiene un efecto en la energ\u00eda necesaria para producir las part\u00edculas ante de que se desintegre. Para explicar esto, comparemos la part\u00edcula con un diapas\u00f3n que vibra en un determinado modo. Si la \u201cfuerza de fricci\u00f3n\u201d que tiende a eliminar este modo de vibraci\u00f3n es fuerte, \u00e9sta puede afectar a la forma en la que el diapas\u00f3n oscila, porque la altura, o la frecuencia de oscilaci\u00f3n, est\u00e1 peor definida. Para una part\u00edcula elemental, esta frecuencia corresponde a su energ\u00eda. El diapas\u00f3n resonar\u00e1 con menor precisi\u00f3n; se ensancha su curva de resonancia. Dado que para esas part\u00edculas extremadamente inestable se miden curvas parecidas, a medida se las denomina resonancias. Sus vidas medias se pueden deducir directamente de la forma de sus curvas de resonancia.<\/p>\n<p style=\"text-align: justify;\">Un ejemplo t\u00edpico de una resonancia es la delta (\u2206), de la cual hay cuatro especies \u2206\u02c9, \u2206\u2070, \u2206\u207a y \u2206\u207a\u207a(esta \u00faltima tiene doble carga el\u00e9ctrica). Las masas de las deltas son casi iguales 1.230 MeV. Se desintegran por la interacci\u00f3n fuerte en un <a href=\"#\" onclick=\"referencia('proton',event); return false;\">prot\u00f3n<\/a> o un <a href=\"#\" onclick=\"referencia('neutron',event); return false;\">neutr\u00f3n<\/a> y un <a href=\"#\" onclick=\"referencia('pion',event); return false;\">pi\u00f3n<\/a>.<\/p>\n<p style=\"text-align: justify;\">Existen tanto resonancias mes\u00f3nicas como bari\u00f3nicas . Las resonancias deltas son bari\u00f3nicas. Las resonancias deltas son bari\u00f3nicas. (Tambi\u00e9n est\u00e1n las resonancias mes\u00f3nicas rho, P).<\/p>\n<p style=\"text-align: justify;\"><img decoding=\"async\" loading=\"lazy\" src=\"http:\/\/www.tendencias21.net\/photo\/art\/grande\/4875785-7273424.jpg?v=1351684388\" alt=\"\" width=\"660\" height=\"475\" \/><img decoding=\"async\" loading=\"lazy\" id=\"irc_mi\" style=\"margin-top: 50px;\" src=\"http:\/\/cafpe.ugr.es\/img\/fisica_particulas\/hadrones_es.png\" alt=\"\" width=\"798\" height=\"293\" \/><\/p>\n<p style=\"text-align: justify;\">Las resonancias parecen ser solamente una especie de versi\u00f3n excitada de los Hadrones estable. Son r\u00e9plicas que rotan m\u00e1s r\u00e1pidamente de lo normal o que vibran de diferente manera. An\u00e1logamente a lo que sucede cuando golpeamos un gong, que emite sonido mientras pierde energ\u00eda hasta que finalmente cesa de vibrar, una resonancia termina su existencia emitiendo <a href=\"#\" onclick=\"referencia('pion',event); return false;\">piones<\/a>, seg\u00fan se transforma en una forma m\u00e1s estable de materia.<\/p>\n<p style=\"text-align: justify;\">Por ejemplo, la desintegraci\u00f3n de una resonancia \u2206 (delta) que se desintegra por una interacci\u00f3n fuerte en un <a href=\"#\" onclick=\"referencia('proton',event); return false;\">prot\u00f3n<\/a> o <a href=\"#\" onclick=\"referencia('neutron',event); return false;\">neutr\u00f3n<\/a> y un <a href=\"#\" onclick=\"referencia('pion',event); return false;\">pi\u00f3n<\/a>, por ejemplo:<\/p>\n<p style=\"text-align: justify;\">\u2206\u207a\u207a\u2192\u0440 + \u03c0\u207a; \u00a0\u2206\u2070\u2192\u0440 + \u03c0\u02c9; o \u043f+\u03c0\u2070<\/p>\n<p style=\"text-align: justify;\">En la desintegraci\u00f3n de un <a href=\"#\" onclick=\"referencia('neutron',event); return false;\">neutr\u00f3n<\/a>, el exceso de energ\u00eda-masa es s\u00f3lo 0,7 MeV, que se puede invertir en poner en movimiento un <a href=\"#\" onclick=\"referencia('proton',event); return false;\">prot\u00f3n<\/a>, un <a href=\"#\" onclick=\"referencia('electron',event); return false;\">electr\u00f3n<\/a> y un <a href=\"#\" onclick=\"referencia('neutrinos',event); return false;\">neutrino<\/a>. Un N\u00facleo radiactivo generalmente tiene mucha menos energ\u00eda a su disposici\u00f3n.<\/p>\n<p><img decoding=\"async\" src=\"http:\/\/www.windows2universe.org\/physical_science\/physics\/atom_particle\/atomic_mass_number_sm.sp.gif\" alt=\"\" width=\"288\" \/><\/p>\n<p>Masa at\u00f3mica<\/p>\n<p>&nbsp;<\/p>\n<p style=\"text-align: justify;\">Una de las formas como los cient\u00edficos miden el tama\u00f1o de algo es a trav\u00e9s de su masa. Los cient\u00edficos pueden incluso medir cosas muy min\u00fasculas como los \u00e1tomos. Una medida del tama\u00f1o de un \u00e1tomo es su \u201cmasa at\u00f3mica\u201d. Casi toda la masa de un \u00e1tomo (m\u00e1s del 99%) est\u00e1 en su n\u00facleo, de manera que la \u201cmasa at\u00f3mica\u201d es realmente una medida del tama\u00f1o del n\u00facleo de un \u00e1tomo.<\/p>\n<p style=\"text-align: justify;\">Los <a href=\"http:\/\/www.emiliosilveravazquez.com\/blog\/2012\/12\/07\/%C2%A1las-particulas-%C2%BFelementales\/#\">protones<\/a> son practicamente del mismo tama\u00f1o que los <a href=\"http:\/\/www.emiliosilveravazquez.com\/blog\/2012\/12\/07\/%C2%A1las-particulas-%C2%BFelementales\/#\">neutrones<\/a>, y ambos son mucho m\u00e1s grandes que los <a href=\"http:\/\/www.emiliosilveravazquez.com\/blog\/2012\/12\/07\/%C2%A1las-particulas-%C2%BFelementales\/#\">electrones<\/a>. Un <a href=\"http:\/\/www.emiliosilveravazquez.com\/blog\/2012\/12\/07\/%C2%A1las-particulas-%C2%BFelementales\/#\"><a href=\"#\" onclick=\"referencia('proton',event); return false;\">prot\u00f3n<\/a><\/a> tiene una masa aproximadamente 1.836 veces mayor que la masa del <a href=\"http:\/\/www.emiliosilveravazquez.com\/blog\/2012\/12\/07\/%C2%A1las-particulas-%C2%BFelementales\/#\">electr\u00f3n<\/a>, pero las masas de los <a href=\"http:\/\/www.emiliosilveravazquez.com\/blog\/2012\/12\/07\/%C2%A1las-particulas-%C2%BFelementales\/#\">protones<\/a> y <a href=\"http:\/\/www.emiliosilveravazquez.com\/blog\/2012\/12\/07\/%C2%A1las-particulas-%C2%BFelementales\/#\">neutrones<\/a> se diferencian menos de uno por ciento. Un <a href=\"http:\/\/www.emiliosilveravazquez.com\/blog\/2012\/12\/07\/%C2%A1las-particulas-%C2%BFelementales\/#\"><a href=\"#\" onclick=\"referencia('proton',event); return false;\">prot\u00f3n<\/a><\/a> tiene una masa de 1.6726 x 10<sup>-24<\/sup>gramos. Los <a href=\"http:\/\/www.emiliosilveravazquez.com\/blog\/2012\/12\/07\/%C2%A1las-particulas-%C2%BFelementales\/#\">protones<\/a> tienen una carga el\u00e9ctrica positiva, conocida a veces como carga elemental, carga fundamental o carga de +1. Los <a href=\"http:\/\/www.emiliosilveravazquez.com\/blog\/2012\/12\/07\/%C2%A1las-particulas-%C2%BFelementales\/#\">electrones<\/a> tienen una carga del mismo valor pero de polaridad opuesta, -1. La carga fundamental tiene un valor de 1.602 x 10<sup>-19<\/sup> coulombios.<\/p>\n<p><img decoding=\"async\" src=\"http:\/\/www.windows2universe.org\/physical_science\/physics\/atom_particle\/atomic_mass_number_sm.sp.gif\" alt=\"\" width=\"288\" \/><\/p>\n<p>N\u00facleo at\u00f3mico<\/p>\n<p>&nbsp;<\/p>\n<p>El n\u00facleo de un \u00e1tomo contiene <a href=\"http:\/\/www.emiliosilveravazquez.com\/blog\/2012\/12\/07\/%C2%A1las-particulas-%C2%BFelementales\/#\">protones<\/a> y <a href=\"http:\/\/www.emiliosilveravazquez.com\/blog\/2012\/12\/07\/%C2%A1las-particulas-%C2%BFelementales\/#\">neutrones<\/a>. Cada elemento (como el carbono, ox\u00edgeno o el oro) tiene diferente n\u00famero de <a href=\"http:\/\/www.emiliosilveravazquez.com\/blog\/2012\/12\/07\/%C2%A1las-particulas-%C2%BFelementales\/#\">protones<\/a> en sus \u00e1tomos. Los cient\u00edficos tienen un nombre especial para el n\u00famero de <a href=\"http:\/\/www.emiliosilveravazquez.com\/blog\/2012\/12\/07\/%C2%A1las-particulas-%C2%BFelementales\/#\">protones<\/a> en un \u00e1tomo. Lo llaman \u201cn\u00famero at\u00f3mico\u201d.<\/p>\n<p>\u00bfPor qu\u00e9 es importante el n\u00famero at\u00f3mico? Los \u00e1tomos normales tienen el mismo n\u00famero de <a href=\"http:\/\/www.emiliosilveravazquez.com\/blog\/2012\/12\/07\/%C2%A1las-particulas-%C2%BFelementales\/#\">electrones<\/a> que <a href=\"http:\/\/www.emiliosilveravazquez.com\/blog\/2012\/12\/07\/%C2%A1las-particulas-%C2%BFelementales\/#\">protones<\/a>. El n\u00famero de <a href=\"http:\/\/www.emiliosilveravazquez.com\/blog\/2012\/12\/07\/%C2%A1las-particulas-%C2%BFelementales\/#\">electrones<\/a> es lo que hace que cada elemento se comporte de cierta manera en reacciones qu\u00edmicas. De manera que el n\u00famero at\u00f3mico, que es el n\u00famero de <a href=\"http:\/\/www.emiliosilveravazquez.com\/blog\/2012\/12\/07\/%C2%A1las-particulas-%C2%BFelementales\/#\">protones<\/a> y <a href=\"http:\/\/www.emiliosilveravazquez.com\/blog\/2012\/12\/07\/%C2%A1las-particulas-%C2%BFelementales\/#\">electrones<\/a>, es lo que hace que un elemento sea diferente a otro.<\/p>\n<p>Hace algunos a\u00f1os ya que los f\u00edsicos se preguntaban: \u00bfPodr\u00edan los <a href=\"http:\/\/www.emiliosilveravazquez.com\/blog\/2012\/12\/07\/%C2%A1las-particulas-%C2%BFelementales\/#\">protones<\/a> ser puntos? Y, trat\u00e1ndo de saberlo, comenzaron a golpear los <a href=\"http:\/\/www.emiliosilveravazquez.com\/blog\/2012\/12\/07\/%C2%A1las-particulas-%C2%BFelementales\/#\">protones<\/a> con otros <a href=\"http:\/\/www.emiliosilveravazquez.com\/blog\/2012\/12\/07\/%C2%A1las-particulas-%C2%BFelementales\/#\">protones<\/a> de una energ\u00eda muy baja (al principio) con el objeto de explorar la <a href=\"http:\/\/www.emiliosilveravazquez.com\/blog\/2012\/12\/07\/%C2%A1las-particulas-%C2%BFelementales\/#\"><a href=\"#\" onclick=\"referencia('fuerza electromagnetica',event); return false;\">fuerza electromagn\u00e9tica<\/a><\/a> entre los dos objetos cargados.<\/p>\n<p>&nbsp;<\/p>\n<p style=\"text-align: justify;\"><img decoding=\"async\" id=\"BLOGGER_PHOTO_ID_5317309105531920866\" src=\"http:\/\/4.bp.blogspot.com\/_IP-xhn2P2rQ\/ScrgdYwuIeI\/AAAAAAAABAs\/yQF4ZT_jW5Y\/s400\/040802_slac_hlarge.jpg\" alt=\"\" border=\"0\" \/><\/p>\n<p style=\"text-align: justify;\">El Acelerador Lineal de Stanford. El SLAC, ubicado al sur de San Francisco, acelera <a href=\"http:\/\/www.emiliosilveravazquez.com\/blog\/2012\/12\/07\/%C2%A1las-particulas-%C2%BFelementales\/#\">electrones<\/a> y positrones a lo largo de sus 2 millas de longitud (algo mas de tres kil\u00f3metros), hacia varios blancos, anillos y detectores ubicados en su finalizaci\u00f3n. Este acelerador hace colisionar <a href=\"http:\/\/www.emiliosilveravazquez.com\/blog\/2012\/12\/07\/%C2%A1las-particulas-%C2%BFelementales\/#\">electrones<\/a> y positrones, estudiando las part\u00edculas resultantes de estas colisiones. Construido originalmente en 1962, se ha ido ampliando y mejorando para seguir siendo uno de los centros de investigaci\u00f3n de f\u00edsica de part\u00edculas mas avanzados del mundo. El Centro ha ganado el premio Nobel en tres ocasiones.<\/p>\n<p style=\"text-align: justify;\">El estudio de los componentes de la materia tiene una larga historia en su haber, y, muchos son los logros conseguidos y muchos m\u00e1s los que nos quedan por conseguir, ya que, nuestros conocimientos de la masa y de la energ\u00eda (materia), es a\u00fan limitado.<\/p>\n<p style=\"text-align: justify;\">Generalmente las llamamos part\u00edculas elementales pero, lo cierto es que, algunas son m\u00e1s elementales que otras. Los f\u00edsicos experimentadores hicieron un buen trabajo en aquellos antiguos aceleradores de part\u00edculas por despejar la incognita y saber, de una vez por todas, de qu\u00e9 estava hecha la materia.<\/p>\n<p style=\"text-align: justify;\"><img decoding=\"async\" loading=\"lazy\" id=\"il_fi\" src=\"http:\/\/quimica.laguia2000.com\/wp-content\/uploads\/2010\/06\/NUCLEO11.jpg\" alt=\"\" width=\"155\" height=\"153\" \/><\/p>\n<p style=\"text-align: justify;\">Los n\u00facleos de los \u00e1tomos est\u00e1n formados por <a href=\"http:\/\/www.emiliosilveravazquez.com\/blog\/2012\/12\/07\/%C2%A1las-particulas-%C2%BFelementales\/#\">protones<\/a> y <a href=\"http:\/\/www.emiliosilveravazquez.com\/blog\/2012\/12\/07\/%C2%A1las-particulas-%C2%BFelementales\/#\">neutrones<\/a>, alrededor de los cuales orbitan los <a href=\"http:\/\/www.emiliosilveravazquez.com\/blog\/2012\/12\/07\/%C2%A1las-particulas-%C2%BFelementales\/#\">electrones<\/a>. Estos tres elementos (<a href=\"http:\/\/www.emiliosilveravazquez.com\/blog\/2012\/12\/07\/%C2%A1las-particulas-%C2%BFelementales\/#\">protones<\/a>, <a href=\"http:\/\/www.emiliosilveravazquez.com\/blog\/2012\/12\/07\/%C2%A1las-particulas-%C2%BFelementales\/#\">neutrones<\/a> y <a href=\"http:\/\/www.emiliosilveravazquez.com\/blog\/2012\/12\/07\/%C2%A1las-particulas-%C2%BFelementales\/#\">electrones<\/a>) constituyen pr\u00e1cticamente toda la materia de la Tierra. Mientras que el <a href=\"http:\/\/www.emiliosilveravazquez.com\/blog\/2012\/12\/07\/%C2%A1las-particulas-%C2%BFelementales\/#\">electr\u00f3n<\/a> se considera como una part\u00edcula \u201csin tama\u00f1o\u201d, el <a href=\"http:\/\/www.emiliosilveravazquez.com\/blog\/2012\/12\/07\/%C2%A1las-particulas-%C2%BFelementales\/#\"><a href=\"#\" onclick=\"referencia('proton',event); return false;\">prot\u00f3n<\/a><\/a>, que est\u00e1 compuesto de <a href=\"http:\/\/www.emiliosilveravazquez.com\/blog\/2012\/12\/07\/%C2%A1las-particulas-%C2%BFelementales\/#\">quarks<\/a>, es un objeto con tama\u00f1o espec\u00edfico. Hasta ahora, s\u00f3lo dos m\u00e9todos se han utilizado para medir su radio. Bas\u00e1ndose en el estudio de las interacciones entre un <a href=\"http:\/\/www.emiliosilveravazquez.com\/blog\/2012\/12\/07\/%C2%A1las-particulas-%C2%BFelementales\/#\"><a href=\"#\" onclick=\"referencia('proton',event); return false;\">prot\u00f3n<\/a><\/a> y un <a href=\"http:\/\/www.emiliosilveravazquez.com\/blog\/2012\/12\/07\/%C2%A1las-particulas-%C2%BFelementales\/#\">electr\u00f3n<\/a>, ambos m\u00e9todos se centran en las colisiones entre uno y otro o sobre el \u00e1tomo de hidr\u00f3geno (constituido por un <a href=\"http:\/\/www.emiliosilveravazquez.com\/blog\/2012\/12\/07\/%C2%A1las-particulas-%C2%BFelementales\/#\">electr\u00f3n<\/a> y un <a href=\"http:\/\/www.emiliosilveravazquez.com\/blog\/2012\/12\/07\/%C2%A1las-particulas-%C2%BFelementales\/#\"><a href=\"#\" onclick=\"referencia('proton',event); return false;\">prot\u00f3n<\/a><\/a>). El valor obtenido y que es el utilizado por los f\u00edsicos, es 0,877 (+ \/ \u2013 0,007) femt\u00f3metros.<\/p>\n<p style=\"text-align: justify;\"><img decoding=\"async\" loading=\"lazy\" id=\"il_fi\" src=\"http:\/\/4.bp.blogspot.com\/-QuPgIydAKxw\/TbcKCjf0zaI\/AAAAAAAAKDk\/DH6LuQLLDE0\/s1600\/cern-particles-lhc.jpg\" alt=\"\" width=\"604\" height=\"341\" \/><\/p>\n<p>Si los f\u00edsicos experimentales de la d\u00e9cada de los 60 hubieran podido tener a su disposici\u00f3n el moderno LHC\u2026 \u00bfD\u00f3nde estar\u00edamos ahora?<\/p>\n<p>&nbsp;<\/p>\n<p style=\"text-align: justify;\">La interacci\u00f3n fuerte es cien veces m\u00e1s intensa que la fuerza el\u00e9ctrica de Coulomb, pero, al contrario que \u00e9sta, su alcance no es en absoluto infinito. Se extiende s\u00f3lo hasta una distancia de unos 10<sup>-13<\/sup> cent\u00edmetros, y luego cae deprisa a cero. Al incrementar la energ\u00eda de colisi\u00f3n, los experimentos desenterraron m\u00e1s y m\u00e1s detalles desconocidos de la interacci\u00f3n fuerte. A medida que aumenta la energ\u00eda, la longitud de onda de los <a href=\"http:\/\/www.emiliosilveravazquez.com\/blog\/2012\/12\/07\/%C2%A1las-particulas-%C2%BFelementales\/#\">protones<\/a> (acord\u00e9monos de De Broglie y Schr\u00f6dinger) se encoge. Y, como se pudo ver, cuanto menor sea la longitud de onda , m\u00e1s detalles cabe discernir en la part\u00edcula que se estudie.<\/p>\n<p style=\"text-align: justify;\">Robert Hofstadter, de la Universidad de Stantanford, tom\u00f3 en los a\u00f1os cincuenta algunas de las mejores \u201cim\u00e1genes\u201d del <a href=\"http:\/\/www.emiliosilveravazquez.com\/blog\/2012\/12\/07\/%C2%A1las-particulas-%C2%BFelementales\/#\"><a href=\"#\" onclick=\"referencia('proton',event); return false;\">prot\u00f3n<\/a><\/a>. En vez de un haz de <a href=\"http:\/\/www.emiliosilveravazquez.com\/blog\/2012\/12\/07\/%C2%A1las-particulas-%C2%BFelementales\/#\">protones<\/a>, la \u201cluz\u201d que utiliz\u00f3 fue un haz de <a href=\"http:\/\/www.emiliosilveravazquez.com\/blog\/2012\/12\/07\/%C2%A1las-particulas-%C2%BFelementales\/#\">electrones<\/a> de 800 MeV que apunt\u00f3 a un peque\u00f1o recipiente de hidr\u00f3geno l\u00edquido. Los <a href=\"http:\/\/www.emiliosilveravazquez.com\/blog\/2012\/12\/07\/%C2%A1las-particulas-%C2%BFelementales\/#\">electrones<\/a> bombardearon los <a href=\"http:\/\/www.emiliosilveravazquez.com\/blog\/2012\/12\/07\/%C2%A1las-particulas-%C2%BFelementales\/#\">protones<\/a> del hidr\u00f3geno y el resultado fue un patr\u00f3n de dispersi\u00f3n, el de los <a href=\"http:\/\/www.emiliosilveravazquez.com\/blog\/2012\/12\/07\/%C2%A1las-particulas-%C2%BFelementales\/#\">electrones<\/a> que sal\u00edan en una variedad de direcciones con respecto a su movimiento original. No era muy diferente a lo que hizo Rutherford. Al contrario que el <a href=\"http:\/\/www.emiliosilveravazquez.com\/blog\/2012\/12\/07\/%C2%A1las-particulas-%C2%BFelementales\/#\"><a href=\"#\" onclick=\"referencia('proton',event); return false;\">prot\u00f3n<\/a><\/a>, el <a href=\"http:\/\/www.emiliosilveravazquez.com\/blog\/2012\/12\/07\/%C2%A1las-particulas-%C2%BFelementales\/#\">electr\u00f3n<\/a> no responde a la interacci\u00f3n nuclear fuerte. Responde s\u00f3lo a la carga el\u00e9ctrica del <a href=\"http:\/\/www.emiliosilveravazquez.com\/blog\/2012\/12\/07\/%C2%A1las-particulas-%C2%BFelementales\/#\"><a href=\"#\" onclick=\"referencia('proton',event); return false;\">prot\u00f3n<\/a><\/a>, y por ello los cient\u00edficos de Stanford pudieron explorar la forma de la distribuci\u00f3n de carga del <a href=\"http:\/\/www.emiliosilveravazquez.com\/blog\/2012\/12\/07\/%C2%A1las-particulas-%C2%BFelementales\/#\"><a href=\"#\" onclick=\"referencia('proton',event); return false;\">prot\u00f3n<\/a><\/a>. Y esto, de hecho, revel\u00f3 el tama\u00f1o del <a href=\"http:\/\/www.emiliosilveravazquez.com\/blog\/2012\/12\/07\/%C2%A1las-particulas-%C2%BFelementales\/#\"><a href=\"#\" onclick=\"referencia('proton',event); return false;\">prot\u00f3n<\/a><\/a>. Claramente no era un punto.<\/p>\n<p>&nbsp;<\/p>\n<p>&nbsp;<\/p>\n<p><img decoding=\"async\" src=\"http:\/\/farm5.static.flickr.com\/4100\/4773897678_6ab01932d2.jpg\" alt=\"http:\/\/farm5.static.flickr.com\/4100\/4773897678_6ab01932d2.jpg\" \/><\/p>\n<p>&nbsp;<\/p>\n<p>&nbsp;<\/p>\n<p style=\"text-align: justify;\">Se midi\u00f3 que el radio del <a href=\"http:\/\/www.emiliosilveravazquez.com\/blog\/2012\/12\/07\/%C2%A1las-particulas-%C2%BFelementales\/#\"><a href=\"#\" onclick=\"referencia('proton',event); return false;\">prot\u00f3n<\/a><\/a> era de 2,8 x 10<sup>-13<\/sup> cent\u00edmetros; la carga se acumula en el centro, y se desvanece en los bordes de lo que llamamos el <a href=\"http:\/\/www.emiliosilveravazquez.com\/blog\/2012\/12\/07\/%C2%A1las-particulas-%C2%BFelementales\/#\"><a href=\"#\" onclick=\"referencia('proton',event); return false;\">prot\u00f3n<\/a><\/a>. Los experimentos se repitieron muchas veces y los resultados, siempre fueron parecidos al hacerlos con haces de <a href=\"http:\/\/www.emiliosilveravazquez.com\/blog\/2012\/12\/07\/%C2%A1las-particulas-%C2%BFelementales\/#\"><a href=\"#\" onclick=\"referencia('muon',event); return false;\">muones<\/a><\/a>, que tambi\u00e9n ignoran la interacci\u00f3n fuerte al ser <a href=\"http:\/\/www.emiliosilveravazquez.com\/blog\/2012\/12\/07\/%C2%A1las-particulas-%C2%BFelementales\/#\"><a href=\"#\" onclick=\"referencia('leptones',event); return false;\">leptones<\/a><\/a> como los <a href=\"http:\/\/www.emiliosilveravazquez.com\/blog\/2012\/12\/07\/%C2%A1las-particulas-%C2%BFelementales\/#\">electrones<\/a>.\u00a0 (Medidas m\u00e1s precisas llevadas a cabo en nuestro tiempo, han podido detectar, diminutos cambios en el radio del <a href=\"http:\/\/www.emiliosilveravazquez.com\/blog\/2012\/12\/07\/%C2%A1las-particulas-%C2%BFelementales\/#\"><a href=\"#\" onclick=\"referencia('proton',event); return false;\">prot\u00f3n<\/a><\/a> que tienen enormes implicaciones. El <a href=\"http:\/\/www.emiliosilveravazquez.com\/blog\/2012\/12\/07\/%C2%A1las-particulas-%C2%BFelementales\/#\"><a href=\"#\" onclick=\"referencia('proton',event); return false;\">prot\u00f3n<\/a><\/a> parece ser 0,00000000000003 mil\u00edmetros m\u00e1s peque\u00f1o de lo que los investigadores hab\u00edan pensado anteriormente, de hecho, y seg\u00fan han comentados los f\u00edsicos del equipo que hizo el trabajo,\u00a0 las nuevas medidas podr\u00edan indicar que hay un hueco en las teor\u00edas existentes de la mec\u00e1nica cu\u00e1ntica y algo falla en alguna parte.)<\/p>\n<p>&nbsp;<\/p>\n<p>&nbsp;<\/p>\n<p><img decoding=\"async\" loading=\"lazy\" id=\"il_fi\" src=\"http:\/\/2.bp.blogspot.com\/-MVQCCCBSlvQ\/TZLWaXgbXNI\/AAAAAAAAAEQ\/hL_Sc_5p2oI\/s1600\/SVTLrg.jpg\" alt=\"\" width=\"649\" height=\"473\" \/><\/p>\n<p>&nbsp;<\/p>\n<p>La im\u00e1gen tomada en el SLAC, nos choca, todos tenemos en la mente las del LHC<\/p>\n<p>&nbsp;<\/p>\n<p style=\"text-align: justify;\">Pero sigamos con la historia. Hall\u00e1 por el a\u00f1o 1968, los f\u00edsicos del Centro del Acelerador Lineal Stanford (SLAC), bombarderon los <a href=\"http:\/\/www.emiliosilveravazquez.com\/blog\/2012\/12\/07\/%C2%A1las-particulas-%C2%BFelementales\/#\">protones<\/a> con <a href=\"http:\/\/www.emiliosilveravazquez.com\/blog\/2012\/12\/07\/%C2%A1las-particulas-%C2%BFelementales\/#\">electrones<\/a> de mucha energ\u00eda -de 8 a 15 GeV- y obtuvieron un conjunto muy diferente de patrones de dispersi\u00f3n. A esta \u201cluz dura\u201d, el <a href=\"http:\/\/www.emiliosilveravazquez.com\/blog\/2012\/12\/07\/%C2%A1las-particulas-%C2%BFelementales\/#\"><a href=\"#\" onclick=\"referencia('proton',event); return false;\">prot\u00f3n<\/a><\/a> presentaba un aspecto completamente distinto. Los <a href=\"http:\/\/www.emiliosilveravazquez.com\/blog\/2012\/12\/07\/%C2%A1las-particulas-%C2%BFelementales\/#\">electrones<\/a> de energ\u00eda relativamente baja que emple\u00f3 Hofstadter pod\u00edan ver s\u00f3lo un <a href=\"http:\/\/www.emiliosilveravazquez.com\/blog\/2012\/12\/07\/%C2%A1las-particulas-%C2%BFelementales\/#\"><a href=\"#\" onclick=\"referencia('proton',event); return false;\">prot\u00f3n<\/a><\/a> \u201cborroso\u201d, una distribuci\u00f3n regular de carga que hac\u00eda que el <a href=\"http:\/\/www.emiliosilveravazquez.com\/blog\/2012\/12\/07\/%C2%A1las-particulas-%C2%BFelementales\/#\">electr\u00f3n<\/a> pareci\u00e9se una bolita musgosa. Los <a href=\"http:\/\/www.emiliosilveravazquez.com\/blog\/2012\/12\/07\/%C2%A1las-particulas-%C2%BFelementales\/#\">electrones<\/a> del SLAC pudieron sondear con mayor dureza y dieron con algunos \u201cpersonajillos\u201d que \u201ccorreteaban\u201d dentro del <a href=\"http:\/\/www.emiliosilveravazquez.com\/blog\/2012\/12\/07\/%C2%A1las-particulas-%C2%BFelementales\/#\"><a href=\"#\" onclick=\"referencia('proton',event); return false;\">prot\u00f3n<\/a><\/a>. Aquella fue la primera indicaci\u00f3n de la existencia real de los Quarks.<\/p>\n<p style=\"text-align: justify;\">Hablando de part\u00edculas y de f\u00edsica cu\u00e1ntica nos podr\u00edamos llevar muchos d\u00edas, meses y a\u00f1os y escribir todo lo que hasta el momento se ha descubierto en este campo ser\u00eda una tarea imposible en un lugar como \u00e9ste en el que los trabajos, son indicativos y particularmente sencillos para que, los lectores visitantes, tengan una sencilla idea de los temas que se comentan, as\u00ed que, en relaci\u00f2n a \u00e9ste, aqu\u00ed lo dejamos.<\/p>\n<p style=\"text-align: justify;\"><em>emilio silvera<\/em><\/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%2F2013%2F07%2F25%2Flos-misterios-de-la-fisica-cuantica-las-particulas-subatomicas%2F&amp;title=Los+misterios+de+la+F%C3%ADsica+cu%C3%A1ntica%2C+las+part%C3%ADculas+subat%C3%B3micas' 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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