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Breve historia de la Física Cuántica.

Conclusiones aceptadas por la Física Cuántica

A).- Que las partículas subatómicas, existen en un estado potencial abierto a todas las posibilidades hasta que nosotros las alteramos al observarlas o medirlas y en ese momento se convierten en algo real.

B).- También descubrieron que estamos hechos del mismo material básico. A nuestro nivel más fundamental, los seres vivos incluyendo el ser humano, somos paquetes de energía cuántica, intercambiando información constantemente en un mar de energía inextinguible.

C).- La percepción humana se produce por interacciones entre las partículas subatómicas de nuestros cerebros y el mar de energía cuántica, literalmente resonamos con el mundo.

--- Así mismo surgió lo que se conoce como interferencia. La cual se da entre dos conjuntos de ondas o de partículas, es decir las crestas de uno de los conjuntos de ondas pueden coincidir con los valles de otro conjunto. En este caso los dos conjuntos se cancelan mutuamente en vez de aunarse formando una onda mas intensa.

--- La interferencia además, se puede producir con partículas debido a la dualidad (onda-partícula) introducida por la mecánica cuántica. Esta deducción es muy importante porque permite sustentar la existencia de los campos interferentes.

--- Cuando los átomos interactúan dan origen a nuevas partículas formadas por 2 o mas átomos. Estas partículas se conocen como moléculas y las fuerzas que las unen se llaman enlaces. (Iónicos y covalentes). Y son los encargados de que los átomos completen su nivel energético.

Electrodinámica Cuántica

--- Podemos considerarla como la joya de la corona, ya que describe con precisión, la forma en que interactúan las partículas cargadas eléctricamente entre sí y con los campos electromagnéticos
--- El mundo cotidiano esta hecho de átomos y moléculas, que interactúan entre sí a través de los electrones más externos de los átomos.

--- Las raíces se establecieron en la década de 1930, Físicos alemán Hans Bethe e italiano Enrico Fermi, sugirieron que las interacciones entre partículas cargadas se podrían describir en términos de fotones, que se intercambian entre las partículas

--- En la siguiente década 3 físicos Sin-itiro Tomonaga de Japón, Julian Schwinger y Richard Feynman de EUA, completaron la versión de esta teoría.

Richard Feynman (1918-1988)

---Inventó los diagramas que describen el mundo cuántico, premio nobel 1965

---Según la propiedad cuántica todas las partículas del universo son SPIN.

--- y fue sugerido en 1925 por los físicos de origen holandés Samuel A. Goudsmit y George E. Uhlenbeck y lo definen como: UN MOMENTO ANGULAR INTRINSECO DE UNA PARTICULA SUBATOMICA. (2 tipos. Momento angular de spin y momento angular orbital).

--- El espin es una propiedad fundamental de todas las partículas elementales y existen los espin aunque las partículas estén sin movimiento.

--- Hay 2 grupos de espin los enteros 0,1, 2 o BOSONES, que dan lugar a las fuerzas que actúan entre las partículas subatómicas. Y los semienteros o medios ½ , 3/2, 5/2 se denominan FERMIONES que forman la materia del universo, el ELECTRON es un ejemplo de los medios.

--- Existen más de un centenar de átomos diferentes y esa diferencia la da el número de electrones que giran alrededor de su núcleo.

--- Se llaman cuerpos simples a los formados por moléculas que poseen átomos iguales, y cuerpos compuestos a los formados por moléculas por átomos diferentes.

--- Los átomos, componentes de todos los elementos, se diferencian entre sí por su número de cargas positivas (protones +) existentes en su núcleo. Cada uno de esos protones es el formador del número atómico. Por ejemplo el hidrógeno posee un protón y su # atómico es 1, el átomo de oxígeno posee ocho protones y su # atómico es 8.

--- En un átomo hay la misma cantidad de electrones (-) orbitando que la cantidad de protones (+) en su núcleo, en consecuencia los átomos son eléctricamente neutros.

--- Los electrones los que dan las propiedades químicas del átomo al que corresponden.

--- El Numero de protones mas los neutrones de un núcleo constituyen el peso atómico de un elemento.

--- Con respecto a los electrones cuanto mayor es su carga negativa mas se aleja del núcleo y es mayor su nivel energético. Y al contrario.

--- Para que un electrón se mueva de un nivel energético a otro mayor debe absorber un cuanto de luz (fotón), y cuando regresa a su nivel normal debe liberar la misma cantidad de energía.

--- Ese es el motivo por el cual al movimiento de los electrones se le llama Mecánica Cuántica y a los saltos de órbita de los electrones se le llama SALTO CUANTICO.

--- En un principio se pensó que los electrones, protones y neutrones eran las partículas fundamentales que servían para dar forma al universo. Sin embargo se fueron descubriendo nuevas partículas elementales casi todas inestables y que se transforman unas en otras hasta terminar finalmente como electrones y protones las cuales son estables.

--- Cada tipo de partícula existe una antipartícula que al interactuar se destruyen.

--- Electrón (-) ------ Positrón (+) ---- al interactuar ---rayos gamma.
--- Protón (+) ------ Antiprotón.
--- Neutron ( ) ------ Antineutrón

--- Por lo que se ha concluido MATERIA Y ANTIMATERIA.

--- Actualmente los científicos dividen las partículas elementales (indivisibles) en:

a) Hadrones.
b) Leptones.

Hadrones.

Se incluyen los protones y neutrones los cuales están constituidos por partículas aun más elementales llamados: QUARKS, de los que se han encontrado pruebas indirectas de ellos. Richard Feynman llamó a estas partículas partones.

EN 1969 EL FISICO MURRAY GELL-MANN ganó el premio Nóbel por su trabajo al demostrar por medio de experimentos de colisiones entre partículas elementales la existencia de LOS QUARKS. (En el acelerador lineal de Stanford)

--- Existen 6 variedades de quarks: up, down, strange, charmed, bottom top.
--- Cada uno tiene 3 colores: rojo, verde y azul.

--- PROTON = 2 up mas 1 down
--- NEUTRON= 2 down mas 1 up.

--- Así mismo existe el antiquark (color azul verdoso, magenta, amarillo)
--- Quark + antiquark = mesón (inestable)

Leptones.

Carecen de estructura interna (aparentemente), interactúan por medio de fuerza nuclear débil (ELECTRON, MUON, TAU, NEUTRINO).

Cromo dinámica Cuántica. (QCD)

--- De la misma forma en que las fuerzas electromagnéticas se transfieren por fotones entre las partículas cargadas, las fuerzas de color entre los quarks, se transfieren por partículas análogas a los fotones llamadas gluones (del ingles glue= pegamento).

Decaimiento nuclear.

Hay una interacción mas que afecta el comportamiento de las partículas en el mundo cuántico y la forma en que funciona, los científicos prefieren llamarla interacción mas que fuerza.

La interacción débil, también actúa únicamente a la escala de núcleos y nucleones, su propiedad más importante es que es responsable de algunos de los procesos involucrados en el decaimiento radiactivo. Y esto puede verse mejor como el ejemplo de algo que se conoce como el decaimiento Beta en el que el neutrón se convierte en protón.

En el decaimiento Beta un Neutron (ya sea por su cuenta o dentro de un núcleo) se transforma en un protón expulsando un electrón y una partícula llamada neutrino.

Lo que ocurre es que la energía total del neutron se reordena en la energía total del protón más la energía total de un electrón y la de un neutrino. La forma en que un neutron logra esto es expulsando (de uno de los quarks que lo conforman la partícula que es la portadora de la fuerza de la interacción débil análogamente a la del fotón en la QED y al gluón en Cromo dinámica cuántica, esta partícula se llama BOSON.

El descubrimiento de los 3 bosones en los experimentos realizados en el CERN en 1983, después del triunfo de QCD, en la década anterior forman el sello de lo que se ha vuelto el modelo estándar del mundo cuántico.

Todo lo que hay en la tierra puede ser explicado en términos de QUARKS, ELECTRONES, Y SUS NEUTRINOS ASOCIADOS.

Y cuatro interacciones:

  • GRAVEDAD.
  • ELECTROMAGNETISMO.
  • INTERACCION NUCLEAR DEBIL.
  • INTERACCION NUCLEAR FUERTE.

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