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Archive for the ‘Física’ Category

Índice.

Introducción.
1. Relatividad y mecánica clásica.
2. Electromagnetismo.
3. Relatividad especial, general y mecánica relativista.
4. Mecánica cuántica.
5. Modelo Electrodébil.
6. Modelo Estándar.
7. Intentos de unificación completa.


Introducción.

Considero que Galileo y Newton fueron los que dieron comienzo a la Física propiamente dicha. Desde entonces, esta rama de la ciencia ha seguido un proceso de acumulación de conocimientos con el objetivo de unificar todo el conocimiento en una única teoría que lo explique todo. Cada salto cualitativo en la Física ha venido acompañado de su respectivo salto en las Matemáticas.

Hay que observar que este proceso se ha realizado generalizando teorías anteriores, y es que, en efecto, las antiguas teorías, aunque no sirven para explicar fenómenos nuevos, sí funcionan muy bien para aquéllo para lo que fueron realizadas, por lo que su sustitución lógica consiste en obtener una nueva teoría que generalice la anterior, haciendo que la antigua teoría sea un caso particular de la nueva teoría más general. Estos saltos cualitativos se producen cuando previamente se han adquirido muchos conocimientos, observando problemas en la vieja teoría, haciendo que la “fruta” esté madura para caer del árbol.

He intentado mostrar cuáles son los principales hitos históricos en ese proceso de unificación de la Física, o lo que es lo mismo, de la historia de la Física:


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Hay dos clasificaciones según dos criterios:

1. Según el spin (momento angular intrínseco).

a) Fermiones: Tienen spin impar semientero (1/2, 3/2, …), positivo o negativo, medido en unidades de ћ:

  • Partículas fundamentales (de materia y antimateria): 6 quarks (y 6 antiquarks) y 6 leptones (y 6 antileptones).
  • Bariones: Partículas compuestas por 3 quarks.

b) Bosones: Tienen spin entero (0, 1, 2, …), medido en unidades de ћ:

  • Bosones de gauge: Partículas portadoras de las interacciones fundamentales.
  • Mesones: Partículas compuestas por una cantidad par de fermiones.

Esta extraña, a priori, clasificación, se justifica en que los fermiones cumplen el Principio de Exclusión de Pauli, que establece que dos partículas en el mismo estado (idéntico spin, carga de color, momento angular, etc.), no pueden existir en el mismo lugar y al mismo tiempo, mientras que los bosones no lo cumplen. Muchas de las propiedades de la materia se deben a esta ley.

A los fermiones se les llama así en honor de Enrico Fermi, pues cumplen la estadística de Fermi. Los bosones reciben su nombre en honor de Satyendra Nath Bose, pues cumplen la estadística de Bose.

2. Según tengan o no subestructura interna.

a) Partículas fundamentales: No están formadas por otras partículas:

  • Bosones de gauge: Partículas portadoras de las interacciones fundamentales.
  • Partículas de materia (y de antimateria): 6 quarks, 6 leptones, y sus antipartículas.

b) Hadrones: Están formadas por otras partículas:

  • Bariones: Formados por 3 quarks (como el protón y el neutrón).
  • Mesones: Formados por una cantidad par de fermiones.

¿Confuso? 🙂 Ejemplos:

  • El fotón es un bosón de gauge (la partícula portadora de la interacción electromagnética).
  • Los protones y neutrones son bariones y por lo tanto, hadrones.
  • El electrón es un leptón, luego no es un barión ni un hadrón.

Fuente: The Particle Adventure.

Etiquetas: clasificación, partícula subatómica.

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He encontrado en Pseudópodo este estupendo y entretenido vídeo, realizado en 1977, que muestra la escala de visibilidad de las cosas cuando se aumenta la distancia en potencias de 10 (de ahí el nombre), hasta salir fuera de nuestro cúmulo de galaxias, para a continuación, (y esta vez, moviéndose más deprisa), volver al punto de partida, para dirigirse al interior del átomo.

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