Jennyblack - science

Los Quarks

noreply@blogspirit.com () — Sun, 21 May 2006 22:32:12 +0200

Seguimos con el mundo diminuto.

En 1911 C.T.R. Wilson estudiaba formaciones de nubes y para ello hacía excursiones periódicas a una cumbre. Como era un engorro decidió crear una cámara de nubes artificiales, un instrumento sencillo con el que podía enfriar y humedecer el aire, creando un modelo de nube en el lab. Este invento produjo un beneficio inesperado.

Cuando se aceleró una partícula alfa, dejó un rastro visible. Acababa de inventar un detector de partículas.

Luego se fabricaron instrumentos más potentes, como los ciclotrones o desintegradores de átomos. Su idea consistía en acelerar un protón u otra partícula cargada hasta una velocidad elevadísima a lo largo de una pista y hacerla chocar con otra partícula y ver qué salía volando.

Se empezaron a descubrir nuevas partículas al desintegrar los átomos. Se han descubierto más de 150 partículas y se sospecha de la existencia de unas 100 más.

Murray Gell-Mann descubrió los quarks. Los hadrones, un término colectivo por los físicos para los protones, los neutrones y otras partículas gobernadas por la fuerza nuclear fuerte. Dijo que todos los hadrones estaban compuestos de partículas más pequeñas e incluso más fundamentales, los quarks.

Pronto fue necesario introducir subdivisiones. Hoy en día los quarks se agrupan en seis categorías ( arriba, abajo, extraño, encanto, superior e inferior) a las que los físicos aluden como sus aromas y que se subdividen a su vez en los colores rojo, verde y azul.

Finalmente se inventó el Modelo Estandar que es una especie de caja de piezas para el mundo subatómico. Consiste en 6 quarks, 6 leptones, 5 bosones conocidos y el bosón de Higgs (que se inventó para dotar a las partículas de masa); más tres fuerzas físicas: las nucleares fuerte y débil y la electromagnética.

Entre los bloques de construcción fundamentales de la materia figuran los quarks, estos se mantienen unidos a través de gluones. Los quarks y los gluones unidos forman protones y neutrones. Los leptones son la fuente de los electrones y neutrinos. Los quarks y los leptones unidos se denominan fermiones. Los bosones son partículas que producen y portan fuerzas e incluyen fotones y gluones.

Como podemos ver el Modelo Estándar es muy difícil y además es incompleto, por ejemplo no puede explicar ni la gravedad ni la masa ( por ello se inventó el bosón De Higgs).

Otros físicos han desarrollado la teoría de las supercuerdas, en la que todas las partículas son en realidad "cuerdas", fibras vibrantes de energía que oscilan en 11 dimensiones, (x,y,z,t)+7 desconocidas para nosotros. Las cuerdas son tan pequeñas que se pueden aproximar por partículas puntuales. La teoría de las cuerdas ha originado Teoría M que incorpora superficies conocidas como membranas.

A partir de aquí todo se enreda y es muy difícil sacar algo en claro.

Como se descubrió la edad de la tierra y su relación con el plomo y los CFC

noreply@blogspirit.com () — Fri, 19 May 2006 11:53:54 +0200

Thomas Middley investigó el plomo tetraetílico y descubrió que reducía de forma significativa el golpeteo del motor. El plomo es neurotóxico, puede dañar el cerebro y el sistema nervioso central de forma irreversible. Puede producir insomnio ceguera, cáncer etc.. Aún así empezó a producirse a escala industrial por la Ethyl Corporation y otras.

Middley además inventó los CFC( clorofluorocarbonos). Un solo kilo de CFC puede capturar y aniquilar 70.000 kilos de ozono atmosférico.

Como vemos este cientifico hizo unos descubrimientos bastante nefastos para el ser humano. Como curiosidad comentar que se quedó paralítico e inventó un artilugio de poleas motorizadas para levantarse de la cama. Un día murió estrangulado por su propio invento.

Willard Libby inventó la datación con radio carbono por la que recibió el Nobel en 1960. Todas las cosas vivas tienen dentro de ellas un isótopo de carbono C14 que empieza a desintegrarse a una tasa medible en el instante en que mueren. Cabe señalar que esta datación presenta bastantes errores y además su contaste de desintegración está equivocada en un 3%.

Arthur Holmes midió la tasa de desintegración del uranio hasta convertirse en plomo para calcular la edad de las rocas y con ello esperaba calcular la edad de la Tierra. En 1946 dijo que la tierra tenía como mínimo 3.000 millones de años de antigüedad.

Harrison Brown ideó un nuevo método para contar isótopos de plomo en rocas ígneas y contrató a un doctorante, Clair Patterson este trabajo como su tesis. Para hacer las pruebas Patterson decidió trabajar con meteoritos, puesto que esto son básicamente sobras de materiales de construcción del periodo inicial de nuestro sistema solar. Las muestras de Patterson quedaban invariablemente contaminadas con grandes cantidades de plomo atmosférico en cuanto se las exponía al aire. Así que tuvo que crear un laboratorio esterilizado. Usando un espectrógrafo de masas, midió las cantidades minúsculas de uranio y plomo alojadas en cristales antiguos. Patterson proclamó que la edad de la Tierra era 4550 millones de años.

Patterson empezó a interesarse por el hecho de que hubiese todo aquel plomo en la atmósfera. Un 90% parecía proceder de los tubos de escape de los coches, pero no podía demostrarlo. Tenía que comparar la tasa de plomo actual con la de antes. En Groenladnia, la nieve se acumula en capas anuales diferenciadas porque las diferencias estacionales de temperatura producen leves cambios de coloración del invierno al verano. Contando hacia atrás esas capas y midiendo la cuantía del plomo se podía determinar las concentraciones globales de plomo atmosférico en cualquier periodo a lo largo de centenares de años.

Antes de 1923 casi no había plomo en la atmósfera. Patterson convirtió la tarea de conseguir que se retirase el plomo de la gasolina en el objetivo de su vida. De pronto le empezaron a retirar los fondos con que financiaba sus investigaciones. Gracias a sus esfuerzos se aprobó la Ley de Aire Limpio e 1970 y en 1986 se retiró toda la gasolina plomada en USA.

Patterson murió en 1995, a pesar de datar la edad de la Tierra nunca consiguió el Nobel ni se hizo famoso.

En 1974 se prohibieron los CFC en USA.

El átomo

noreply@blogspirit.com () — Fri, 05 May 2006 21:05:00 +0200

He decidido culturizar un poco el blog y aprovechando que he vuelto a leer el libro Una breve historia de casi todo de Bill Bryson haré un resumen de cada capítulo que me lea, más que nada es algo para mi.

Empezaremos por el capítulo 9 que me lo leí el otro día. Si algún día tengo tiempo y ganas me releeré los primeros y tb los resumiré
La primera vez que se tuvo noción de átomo fue en la Antigua Grecia, por Demócrito.

La idea de que los átomos son pequeños, numerosos y prácticamente indestructibles, y que todas las cosas se componen de ellas, se le ocurrió a un cuáquero inglés, John Dalton en 1808. La aportación de Dalton consistió en considerar los tamaños relativos y las características de estos átomos y cómo se unían entre sí.

Muchos científicos de la época no creían en la existencia de los átomos hasta que en 1905, Einstein aportó pruebas en el artículo sobre el movimiento browniano.

Después pasamos a Ernest Rutherford, nacido en 1871 en Nueva Zelanda. Como anécdota personal de este físico hay que mencionar que su mujer lo abandono por un químico y el tío no podría creérselo, ya que los físicos suelen despreciar a todos los científicos de otros campos. le comentó a un amigo: " Si hubiese elegido un torero lo habría entendido… pero un químico…" Como golpe del destino ganó el premio Nobel de Química en 1908 y no el de Física. En el Laboratorio Cavendish, Rutherford disparó átomos de helio ionizados, o partículas alfa contra una lámina de oro y comprobó que algunas partículas rebotaban y otras pasaban. Esto le hizo comprender que un átomo era mayoritariamente espacio vacío con un núcleo muy denso en el centro.

En 1913 un jóven que trabajaba con Rutherford, Niels Bohr, pospuso su luna de miel para escribir un artículo en el que postulaba que los électrones solo podían oucpar ciertas órbitas bien definidas. Según su teoría un electrón que se desplazase entre órbitas desaparecería de una y reaparecería instantáneamente en otra sin visitar el espacio intermedio, esto es el llamado salto cuántico. Por esta teoría Bohr recibió el Nobel de Física en 1922.

En 1932 James Chadwick descubrió los neutrones, por lo que recibió el Nobel de Física en 1935, tb era colaborador de Rutherford.

A partir de todos estos descubrimientos nació la mecánica quántica , iniciaba por Heisenberg, con su principio que dice que "podemos saber qué camino sigue un electrón cuando se desplaza por un espacio, podemos saber dónde está en un instante determinado, pero no podemos saber ambas cosas."

En 1925 Pauli enunció el Principio de Exclusión" Ciertos pares de partículas subatómicas pueden saber instantáneamente cada una de ella lo que está haciendo la otra, incluso en el caso de que estén separadas por distancias muy considerables. Estas partículas tienen una propiedad llamada espín y , desde el momento en que determinas el espín de una partícula, su partícula hermana, por muy alejada que esté, empezará a girar inmediatamente en la dirección opuesta y a la misma velocidad".

A partir de este momento se necesitaban dos pares de leyes para explicar la conducta del universo: la teoría quántica para el mundo muy pequeño y la relatividad para el universo mayor.

Einstein dedicó la mitad de su vida a intentar aunar estas dos teorías pero no lo consiguió.