Se acompleja lo complejo_ Átomo CF N° 243

Autora: María Cristina Chaler. 

Ciencia Fácil Número 243

Serie: Una mirada de la química diferente.

Lo complejo se acompleja

Adelanta la tecnología y se complica el modelo

Y lo pequeño es aún más pequeño…
Y la materia es mucho más compleja de lo que pensábamos…
Y las verdades siguen cambiando...

Esa materia contundente e impenetrable que nos rodea recibe el  nombre de  materia fermiónica.

Los fermiones son todas las partículas materiales que giran sobre sí mismas con vueltas (Spin) semi enteras  o  múltiplo de ½ y cumplen con el Principio de exclusión de Pauli ninguna de esas partículas tiene juegos de números cuantiaos iguales al otra.

Los fermiones se llaman:

·        quarks  ( en el núcleo)

·        leptones ( en el vacío)

El átomo posee 6(seis) quarks y 6(seis) leptones es decir   12 sabores (quarks + leptones)

Estas extrañas partículas llamadas quarks…

Son partículas que poseen carga color e interaccionan entre sí con fuerza color (muy fuerte), con fuerza eléctrica y fuerza magnética

La carga color que ampliaremos en la  próxima nota: no es lo que vulgarmente conocemos como ta,l sino que es “algo” que genera fuerzas de interacción muy potentes entre las partículas atómicas.

Los sabores de los quarks son seis y son los constituyentes del núcleo atómico

Sus nombres:

·        Arriba (up) (u)

·        Abajo (down) (d)

·        Extraño (strange) (s)

·        Encantado (charm) (c)

·        Bottom (fondo) (f)

·        Cima (top) (t)

Los leptones…

No poseen carga color por lo tanto su fuerza de interacción es débil.

Sus sabores también son seis:

·        Electrón (e-)

·        Positrón (e+)

·        Tau (Τ-)

·        Muón (μ)

·        Electrón neutrino (υe)

·        Muneutrino (υμ)

Los tres primeros están cargados como se indica y los tres últimos no poseen carga eléctrica. Todos con masa despreciable. Los Leptones son los que ocupan el espacio atómico vacío

La aparición en los aceleradores de estas  partículas amplía el modelo tradicional. Los núcleos atómicos formados por neutrones y protones llamados ahora bariones, son partículas compuestas por otras partículas  más pequeñas  llamadas fermiones.

Los fermiones que hemos descrito hasta ahora son considerados partículas elementales, pero ya en los experimentos de la máquina de dios, es posible que dejen de serlo quizás  se puedan llegar a subdividir en partes más pequeñas. Esta es la “verdad” por el momento ya demostrada y verificada experimentalmente hasta que la tecnología demuestre que existe otra.

Los quarks y los leptones forman prácticamente toda la materia (fermiónica) visible y contundente que nos rodea.

Los opuestos se compensan y nuestro vocabulario se amplía.

Cada partícula de las mencionadas tiene su antipartícula que posee las mismas características pero su carga eléctrica es contraria. Si no está cargada la antipartícula resulta ser la misma partícula.

Existen los antiquarks y los antileptones.

Las parejas de partícula / antipartícula forman los hadrones que son partículas compuestas.

Resumiendo

·        El núcleo atómico esta formado por neutrones y protones, partículas  a su vez compuestas  por quarks

·        Los quarks y antiquarks forman los hadrones.

·        Fuera del núcleo los leptones y antileptones

Continuamos con estas maravillas de nuestra materia.

Los hadrones interactúan entre sí a través de los quarks que contienen, esta interacción es sumamente fuerte y se efectúa por la fuerza color que cada quarks ejerce según la carga color que posea, de este modo se mantiene la coherencia nuclear. La separación de este tipo de interacción requiere enormes cantidades de energía. La conocemos como energía nuclear.

El color que no es color…

La carga color del quarks se clasifica en roja, verde o azul y los antiquarks poseen cargas antirojo, antiverde y antiazul esas cargas color ejercen fuerzas como una cuerda potente que mantiene unidos a los hadrones cuyos quarks interaccionan. Así el núcleo atómico permanece estable.

Cuando se intenta separar a los quarks el campo color no lo permite, ejerciendo una enorme fuerza  que los mantenga unidos.

Cuando se ejerce  un enorme trabajo y se logra  separar considerablemente a los quarks que interaccionan entre distintos hadrones, se acumula tanta energía  que el equilibrio atómico se restablece creando nueva materia, es decir nuevos quarks para que  disminuya esa separación provocada. Es una verificación de la famosa ecuación del iluminado Eintein E = mc2  que muestra el intercambio de materia en energía, en la actualidad  perfectamente comprobada. La  materia y energía se transforman mutuamente.

Más partículas y más nombres

Un conjunto de 3(tres) quarks con sus tres antiquarks recibe el nombre de Barión

¿Que tipos de bariones posee el núcleo?

·        Nucleones

·        Protones

·        Neutrones

·        Hiperones (partículas que poseen por lo menos un quarks extraño) y son más pesadas que los nucleones su t1/2 es muy pequeño.

·        Y Otros que poseen quarks encantados y quarks de fondo

Todavía no se demostró la presencia de bariones exóticos llamados penta quarks que estarían formados por cuatro quarks y un antiquarks. Pero se supone que existen. Sólo hay que esperar, la física teórica genera sueños premonitorios.

La naturaleza demuestra día a día a los hombres su inmensidad de lo pequeño, el científico se debe asombrar ante tanta maravilla...
El hombre a través de la Ciencia y con su enorme inteligencia va descubriendo lo que siempre estuvo. Aún le falta muchísimo por descubrir.