El Universo y el Átomo, Terra Incognita – 5. Partículas Elementales Portadoras de Fuerza


“Somos átomos.
Para comprender la Física Cuántica hay que entender antes la estructura del átomo.
Esto es lo que la Ciencia sabe hasta hoy más o menos con seguridad.  Mezclarla con el misticismo, como hacen documentales como “¿y tú qué sabes?” o videos que tratan de forma mística la “ilusión de la realidad” o que “la materia no existe” sólo consiguen dar información errónea sobre Ciencia”.  MithWorld1

Bosco - Porción del tríptico El Jardín de las delicias.

Bosco – Porción del tríptico El Jardín de las delicias.

La mecánica cuántica es el fundamento de los estudios del átomo, su núcleo y las partículas elementales.” wikipedia.org/

El Modelo Estándar de la Física de Partículas explica todo el funcionamiento del universo (sin contar la gravedad) desde lo más pequeño, a lo más grande y con absoluta precisión. Para esto, es importante conocer aquellos pequeños objetos que forman todo lo que conocemos: Los quarks, los leptones y los bosones, sus propiedades y su función.

El modelo estándar también predijo la existencia de un nuevo Bosón, llamado el Bosón de Higgs. Cosa que hasta el momento, parece ser una completa realidad (gracias a los descubrimientos del CERN en la materia). Con esto nos damos cuenta de lo preciso del modelo estándar, a escalas universales.” Krizalid

Max_Planck_1933

Max_Planck_1933

Max Karl Ernest Ludwig Planck (1858-1947) fue un físico y matemático alemán considerado como el fundador de la teoría cuántica y galardonado con el Premio Nobel de Física en 1918. Wikipedia

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12particulas-postHe hablado en el anterior post de “El universo y el Átomo, Terra Incognita” de los 12 constituyentes fundamentales de la materia (“En física de partículas, los cuarks o quarks 1, junto con los leptones, son los constituyentes fundamentales de la materia.” Wikipedia)

Hablaré ahora de las otras 7 partículas elementales, portadoras de fuerza, los bosones.

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BOSONES, partículas portadoras de fuerza

“No podemos observarlos directamente, pero el comportamiento de átomos, quarks, fotones y todo aquello que compone la realidad a una escala nanométrica o menor confirma que aún no sabemos gran cosa del universo. La teoría cuántica  –que describe estas diminutas partículas– dejó de ser una rareza antes confinada al laboratorio; (…)” www.quo.es/

Partículas elementales de materia……………………….Partículas elementales portadoras de fuerza

bosones

Recorte de imagen “Le bestiaire” del CERN (Conseil Européen pour
la Recherche Nucléaire / Organización Europea para la Investigación Nuclear)

El gravitón es una partícula elemental hipotética de tipo bosónico
que sería la transmisora de la interacción gravitatoria en la mayoría
de los modelos de gravedad cuántica.”
wikipedia


zr- flecha-hi3Una fuerza es una interacción, es algo que no le ocurre a una partícula aislada. La fuerza siempre se manifiesta entre partículas.
La reacción entre 2 partículas de materia se produce por medio de las partículas portadoras de fuerza. Y cada portadora es producida o absorbida por determinadas partículas de materia dependiendo de sus propiedades.

Proton-Electron_Particulas-de-fuerza

zr- flecha-hi3El protón y el electrón, por ejemplo, se “reconocen” entre sí por la acción de una infinidad de partículas con efímera existencia, los bosones.

Hablan de partículas portadoras responsables por el campo de interacción entre las partículas de materia, son los bosones.

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4 Fuerzas Fundamentales reconocidas

 

zr- flecha-hi3boludez1Fuerza Electromagnética / El bosón portador aceptado es Fotón Gamma

 

zr- flecha-hi3boludez2Fuerza FuerteEl bosón portador aceptado es Gluón g

 

 

zr- flecha-hi3

boludez3Fuerza Débil / 3 bosones portadores aceptados son W± y Z0


zr- flecha-hi3boludez4Fuerza de Gravedad
/ El bosón adjudicado es Gravitón (su existencia es deducida por el Modelo Estándar)

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Modelo Estándar de la Física de Partículas

Publicado el 2 sept. 2013

Krizalid (Vídeo del Laboratorio Nacional Fermi: “Laboratorio de física de altas energías, llamado así en honor al físico Enrico Fermi, pionero en física de partículas / Localizado 50 kilómetros al oeste de Chicago, Estados Unidos.” wikipedia.org/)

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zr- flecha-hi2En el siguiente post hablaré de las cuatro fuerzas que el modelo estándar actual de la Física establece para explicar las interacciones entre las partículas conocidas.


Inicio

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1. El Universo y el Átomo, Terra Incognita – 1. Presentación del proyecto

2. El Universo y el Átomo, Terra Incognita – 2. Del Universo al Átomo

3. El Universo y el Átomo, Terra Incognita – 3. El Átomo y su Núcleo.

4. El Universo y el Átomo, Terra Incognita – 4. Partículas elementales de la materia

El Universo y el Átomo, Terra Incognita – 4. Partículas elementales de la materia


“La realidad percibida es una posible interpretación de la realidad física, pero ambas no son exactamente lo mismo.”
 0.6 La percepción de la realidad física. Universitat de Barcelona

1-086“El término “partículas”, es una forma de hablar, y sirve para hacer más fácil la comprensión. Pero no hay que imaginarlas como pequeñas esferas. En realidad, no sabemos qué son. La materia real es algo muy distinto a lo que vemos. astrojem.com/

Imagen TheLadyLourk
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“Las partículas elementales son los constituyentes elementales de la materia, más precisamente son partículas que no están constituidas por partículas más pequeñas ni se conoce que tengan estructura interna.”
es.wikipedia.org/

En física de partículas, la teoría cuántica de campos llamada Modelo Estándar describe las relaciones entre las interacciones fundamentales conocidas y las partículas elementales que componen toda la materia.
es.wikipedia.org/

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Imagen lahoracero.org/

Posteriormente nos adentraremos en el tema de las Partículas Elementales Portadoras de Fuerza.

Las 12 Partículas Elementales de la Materia conocidas están divididas en 2 grupos:

Quarks y Leptones.

“En física de partículas, los cuarks o quarks,1 junto con los leptones, son los constituyentes fundamentales de la materia.” es.wikipedia.org/

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Recorte de imagen “Le bestiaire” del CERN (Conseil Européen pour
la Recherche Nucléaire / Organización Europea para la Investigación Nuclear)

“Las partículas que forman la materia, y entendemos por ellas a los grupos que incluyen al electrón y a los quarks U y D, (son) básicamente suficientes para formar la materia visible (…)” Nota: Quarks Up y Down.

Daniel de Florian, Una expedición al mundo subatómico, Editorial Universitaria de Buenos Aires

 “Varias especies de quarks se combinan de manera específica para formar partículas subatómicas tales como protones y neutrones. /

En la naturaleza no se encuentran quarks aislados. Estos siempre se encuentran en grupos, llamados hadrones, de dos o tres quarks, conocidos como  mesones y bariones respectivamente.” es.wikipedia.org/

esquema-particulas-elementales-materia

 

atomo-estructura-interna

 Imagen original:  commons.wikimedia.org/

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Más allá del Cosmos – Un Salto Cuántico (Brian Greene)

Ciencias Cognoscitivas

45:04 minutos

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El Colisionador de hadrones (del CERN) encontró

rastros del Bosón que Higgs dedujo.

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PARTÍCULAS PORTADORAS DE FUERZA:

portadoras-fuerza

Recorte de imagen “Le bestiaire” del CERN (Conseil Européen pour
la Recherche Nucléaire / Organización Europea para la Investigación Nuclear)

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1. El Universo y el Átomo, Terra Incognita – 1. Presentación del proyecto

2. El Universo y el Átomo, Terra Incognita – 2. Del Universo al Átomo

3. El Universo y el Átomo, Terra Incognita – 3. El Átomo y su Núcleo.

5.  El Universo y el Átomo, Terra Incognita – 5. Partículas Elementales Portadoras de Fuerza

El Universo y el Átomo, Terra Incognita – 3. El Átomo y su Núcleo.


“Triste época la nuestra, es más fácil desintegrar un átomo que un prejuicio”
Albert Einstein

1-atomo

átomo.

(Del lat. atŏmum, y éste del gr. ἄτομον -“sin porciones, indivisible'”-

1. m. Fís. y Quím. Cantidad menor de un elemento químico que tiene existencia propia y se consideró indivisible. Se compone de un núcleo, con protones y neutrones, y de electrones orbitales, en número característico para cada elemento químico. rae.es/

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El átomo es un constituyente de la materia ordinaria -visible, bariónica-.

“su diámetro y masa son del orden de la billonésima parte de un metro”. es.wikipedia.org/

“Si agrandáramos un átomo hasta el tamaño de un balón de baloncesto, entonces una moneda tendría el tamaño de la Tierra”. Sergio Parra, editor en xatakaciencia.com/

El tamaño de un átomo está relacionado con el radio de las órbitas de los electrones a su alrededor.1b--glazed-doughnut-atom-26763-2560x1440

“Para entender el mínimo tamaño de un átomo, siempre me gustó la analogía de imaginar un átomo del tamaño de un estadio deportivo internacional. Los electrones se encuentran en la parte alta de las gradas; se ven tan pequeños como la cabeza de un alfiler. El núcleo del átomo está en el centro del campo y tiene el tamaño aproximado de un guisante. El átomo, pues, está casi vacío.” Sergio Parra, editor en xatakaciencia.com/ “Más de un 99,94% de la masa del átomo está concentrada en su núcleo, en general repartida de manera aproximadamente equitativa entre protones y neutrones”es.wikipedia.org/

“El electrón (del griego clásico ἤλεκτρονámbar), comúnmente representado por el símbolo: e, es una partícula subatómica con una carga eléctrica elemental negativa.

Un electrón no tiene componentes o subestructura conocidos, en otras palabras, generalmente se define como una partícula elemental.” es.wikipedia.org/

“Con el desarrollo de la física nuclear en el siglo XX se comprobó que

el átomo puede subdividirse en partículas más pequeñas.” es.wikipedia.org/

Imagen 1 laprofedequimica.blogspot.com.ar/

Imagen 2 superbwallpapers.com/

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El núcleo del átomo

“¡eres polvo de estrellas!”

Jose I. Icaza eklektikus.blogspot.com.ar/

2a-Dali_Raphael-MadonnaProtón: “En Física, el protón es una partícula subatómica con una carga eléctrica elemental positiva. Igual en valor absoluto y de signo contrario a la del electrón”. es.wikipedia.org/

Neutrón: “El neutrón es una partícula subatómica, presente en el núcleo atómico de prácticamente todos los átomos, excepto el protio. Aunque se dice que el neutrón no tiene carga, en realidad está compuesto por tres partículas fundamentales cargadas llamadas quarks, cuyas cargas sumadas son cero.” es.wikipedia.org/

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Átomo de Hidrógeno: “Es el átomo más simple que existe / conocido como átomo monoelectrónico, está formado por un protón en el núcleo, y un sólo electrón (pueden existir átomos de hidrógeno con 1 ó 2 neutrones en su núcleo, deuterio y tritio.)” es.wikipedia.org/

Átomo de Carbono: “Erase una vez un átomo de carbono* que nació en una estrella, está en tu cuerpo y existirá por siempre…” Jose I. Icaza eklektikus.blogspot.com.ar/
“el Carbono es un elemento crucial para la existencia de los organismos vivos, y tiene muchas aplicaciones industriales importantes” profesorenlinea.cl/

Átomo de Oxígeno: “Los filósofos griegos discutieron mucho acerca de la naturaleza de la materia y concluyeron que el mundo era más simple de lo que parecía.” quimicaweb.net/  “El oxígeno es un elemento químico de número atómico 8” es.wikipedia.org/

“Si un protón midiera 10 cm, el átomo mediría 10 km”

Eso explica el que “Más de un 99,94% de la masa del átomo está concentrada en su núcleo, en general repartida de manera aproximadamente equitativa entre protones y neutrones”es.wikipedia.org/

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Imagen 1: Salvador Dalí, “The Maximum Speed of Raphael’s Madonna” wikiart.org/
Imagen 2: HIDRÓGENO es.wikipedia.org/
Imagen 3: CARBONO eklektikus.blogspot.com.ar/
Imagen 4: OXÍGENO quimicaweb.net/

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De acá en adelante nos adentramos en las PARTÍCULAS ELEMENTALES.

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1. El Universo y el Átomo, Terra Incognita – 1. Presentación del proyecto

2. El Universo y el Átomo, Terra Incognita – 2. Del Universo al Átomo

4. El Universo y el Átomo, Terra Incognita – 4. Partículas elementales de la materia

5. El Universo y el Átomo, Terra Incognita – 5. Partículas Elementales Portadoras de Fuerza

El Universo y el Átomo, Terra Incognita – 2. Del Universo al Átomo


[En cosmología se considera materia bariónica toda forma de materia constituida por bariones y leptones (a excepción de determinados tipos de neutrinos). Es decir, es la materia que forma todo lo que nos rodea y podemos ver, incluidos nosotros mismos.]

Según cálculos recientes:

-La materia bariónica constituye solamente el 4,9 % de la masa del universo.

-Un 26,8 % está formado por materia oscura 

-El 68,3 % restante por la energía oscura.] es.wikipedia.org/

(Los porcentajes varían según la fuente consultada)

0--Porcentajes

Imagen 2 reddit.com/

“En astrofísica y cosmología física se denomina materia oscura a la hipotética materia que no emite suficiente radiación electromagnética para ser detectada con los medios técnicos actuales, pero cuya existencia se puede deducir a partir de los efectos gravitacionales que causa en la materia visible.” es.wikipedia.org/

“En cosmología física, la energía oscura es una forma de materia oscura o energía que estaría presente en todo el espacio, produciendo una presión que tiende a acelerar la expansión del Universo, resultando en una fuerza gravitacional repulsiva.” es.wikipedia.org/

 

PROBABLE

“Ilustración del universo observable con el Sistema Solar en el centro, los planetas interiores, el cinturón de Asteroides, los planetas exteriores, el cinturón de Kuiper, la nube de Oort, Alfa Centauri, el brazo de Perseo, la Via Láctea, Andrómeda y las galaxias cercanas, la telaraña cósmica de cúmulos galácticos, la radiación de fondo de microondas y el Big Bang en el borde.” es.wikipedia.org/

“El universo observable u horizonte del universo constituye la parte visible del universo total.

El Universo observable (o visible), que consiste en todas las localizaciones que podían habernos afectado desde el Big Bang dada la velocidad de la luz finita, es ciertamente finito. La distancia comóvil al extremo del Universo visible es sobre 46.500 millones de años luz en todas las direcciones desde la Tierra” es.wikipedia.org/

DESDE AQUÍ HASTA DONDE PODEMOS OBSERVAR -Margarita García Pérez  youtube.com/  HAY UNA DISTANCIA DE UNOS:

100.000.000.000.000.000.000.000.000 metros

(10 a la 26ª potencia)

EN SENTIDO OPUESTO LLEGAMOS AL ÁTOMO -Margarita García Pérez  youtube.com/ :

1/10.000.000.000 metros

(1 dividido 10 a la 10ª  a potencia)

Margarita García Pérez, del Instituto de Física Teórica UAM-CSIC www.youtube.com/watch?v=AMj-IegX1CE

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1. Presentación del proyecto

3. El Universo y el Átomo, Terra Incognita – 3. El Átomo y su Núcleo.

4. El Universo y el Átomo, Terra Incognita – 4. Partículas elementales de la materia

5. El Universo y el Átomo, Terra Incognita – 5. Partículas Elementales Portadoras de Fuerza

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El Universo y el Átomo, Terra Incognita – 1. Presentación del proyecto


IDL TIFF fileEs mi intención presentar en sucesivos posts mis indagaciones del panorama general , desde la perspectiva de un lego.
Excepcionales divulgadores como Carl Sagan me hicieron ver que los conceptos básicos de la Ciencia pueden ser accesibles para todos. Realizo mi búsqueda en el material de grandes científicos divulgadores.

Puesto que el comportamiento atómico es tan diferente de la experiencia ordinaria, resulta muy difícil acostumbrarse a él y se presenta como algo peculiar y misterioso para todos, tanto para el novato como para el físico avezado. Ni siquiera los expertos lo entienden tan bien como quisieran, y es perfectamente razonable que no lo hagan porque toda la experiencia y la intuición humana directa se aplican a objetos grandes. Sabemos cómo actuarán los objetos grandes, pero las cosas a pequeña escala no actúan de ese modo. Así que tenemos que aprender acerca de ellas de manera abstracta o imaginativa y no mediante una conexión con nuestra experiencia directa.
Richard Feynman. Seis piezas fáciles. Capítulo 6 – Comportamiento cuántico. www.librosmaravillosos.com/

    • Richard Feynman www.feynman.com/: “Richard Phillips Feynman (Manhattan, Nueva York, 11 de mayo de 1918 z_galatea-de-las-esferas_dali– Los Ángeles, California, 15 de febrero de 1988) fue un físico estadounidense, considerado uno de los más importantes de su país en el siglo XX. Su trabajo en electrodinámica cuántica le valió el Premio Nobel de Física en 1965, compartido con Julian Schwinger y Sin-Ichiro Tomonaga. En ese trabajo desarrolló un método para estudiar las interacciones y propiedades de las partículas subatómicas.” es.wikipedia.org/
    • Imagen 1: Campo Ultra Profundo del Hubble (NASA). “Esta imagen muestra galaxias de diversas edades, tamaños, formas y colores. Las galaxias más pequeñas y más rojas, aproximadamente 100, son algunas de las galaxias más lejanas que pueden verse con un telescopio óptico, y ya existían cuando el universo sólo tenía 800 millones de años.” es.wikipedia.org/
    • Imagen 2: Galatea de la esferas, Salvador Dalí. salvador-dali.org/

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2. El Universo y el Átomo, Terra Incognita – 2. Del Universo al Átomo

3. El Universo y el Átomo, Terra Incognita – 3. El Átomo y su Núcleo.

4. El Universo y el Átomo, Terra Incognita – 4. Partículas elementales de la materia

5. El Universo y el Átomo, Terra Incognita – 5. Partículas Elementales Portadoras de Fuerza