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¿Qué es lo más pequeño que conoces?: ¿un átomo?, ¿una molécula?, ¿un granito de arena? Todas esas cosas son muy pequeñas, pero todas, así como cada objeto en el universo, está formado por partículas. Las partículas son la unidad más básica que forma nuestro universo. Constituyen la materia; como a los átomos, y las moléculas. Existen diferentes tipos de partículas, tales como…
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Jetzt kostenlos anmelden¿Qué es lo más pequeño que conoces?: ¿un átomo?, ¿una molécula?, ¿un granito de arena? Todas esas cosas son muy pequeñas, pero todas, así como cada objeto en el universo, está formado por partículas. Las partículas son la unidad más básica que forma nuestro universo. Constituyen la materia; como a los átomos, y las moléculas. Existen diferentes tipos de partículas, tales como los bosones de norma, que son las los permiten el intercambio de energía entre otras partículas. Un ejemplo de bosón de norma es el fotón.
Las partículas son objetos minúsculos que tienen propiedades físicas como masa, carga, volumen, densidad y energía. Las partículas que componen la materia se pueden dividir en familias, tales como los hadrones, leptones y bosones. Todas estas partículas componen a los elementos y a sus isotopos.
Las partículas son objetos minúsculos que, generalmente, tienen propiedades físicas como masa, carga, volumen y densidad. También, pueden transportar energía.
En el primer cuarto del siglo XX, solo se conocían unas pocas partículas atómicas clásicas, pero los descubrimientos ya preveían electrones con carga positiva. Estas predicciones, realizadas por el científico británico Paul Dirac, fueron confirmadas por el físico estadounidense Carl Anderson, tras estudiar los rayos cósmicos. El electrón con carga positiva, también conocido como positrón, fue la primera prueba de la antimateria.
Los nuevos descubrimientos condujeron a una clasificación de las partículas en grandes grupos de familias conocidas como fermiones y bosones.
Los fermiones se pueden dividir en dos grupos: los quarks y los leptones. A escala subatómica, ahora conocemos otras dos fuerzas, además de la gravitatoria y la electromagnética. La primera de estas fuerzas, que actúa a escala atómica, es la fuerza nuclear fuerte; responsable de mantener unidas las partículas y experimentada por los quarks. La segunda fuerza adicional es la fuerza nuclear débil, experimentada por los leptones.
Los leptones —que incluyen a los electrones, los neutrinos, los taus y los muones— no se ven afectados por la fuerza nuclear fuerte, mientras que los quarks — que comprenden a los protones, los neutrones y los mesones— sí se ven afectados por ella.
Los bosones son responsables de tres de las cuatro fuerzas fundamentales del universo: el electromagnetismo, la fuerza nuclear débil y la fuerza nuclear fuerte. La partícula responsable de la gravedad no se ha encontrado y solo existe en teoría (gravitón). En la familia de los bosones, encontramos el fotón, el gluon, el bosón Z, el bosón W y el bosón de Higgs. La unión de estas partículas elementales forma otro tipo de partículas llamados hadrones.
En la teoría atómica clásica, los átomos están compuestos por tres partículas subatómicas: electrones, protones y neutrones. Las dos primeras tienen carga eléctrica, mientras que los neutrones no (son neutros). Los protones y neutrones se clasifican como hadrones porque están formados de quarks.
La teoría clásica también afirma que existe otra partícula: el fotón. Este no tiene masa y es responsable de las ondas electromagnéticas, como la luz. El fotón se clasifica como bosón.
En resumen, tenemos:
Electrones, que se mueven alrededor del núcleo del átomo y tienen carga negativa.
Protones, hadrones que están presentes en el núcleo del átomo y tienen carga positiva.
Neutrones, hadrones que, al igual que los protones, están presentes en el núcleo del átomo y no tienen carga.
Fotones, bosones responsables de transportar la energía en el espectro electromagnético, incluyendo las ondas de radio, los rayos gamma, la luz ultravioleta, la luz visible, etc.
Fig. 1: Lo que percibimos como luz solar es, en realidad, partículas llamadas fotones.
Consideremos cada vez una unidad de materia más grande. La primera fue las partículas elementales, después las partículas subatómicas y el siguiente es el átomo. Un átomo está compuesto de partículas subatómicas como protones, neutrones, y electrones.
Los átomos son los bloques básicos de la química, ya que son las unidades más pequeñas de la materia que pueden tener una carga neutra. Los átomos de los distintos elementos químicos tienen diferente número de neutrones, protones y electrones, lo que les confiere distintas propiedades.
Los protones y los neutrones son las partículas que se encuentran en el núcleo del átomo. Los electrones se mueven alrededor del núcleo.
Fig. 2: Un átomo, con los protones y neutrones en verde y los electrones en órbita en rojo.
Los átomos se clasifican por su número atómico. Este número atómico identifica el número de protones que se encuentran en el núcleo. Los distintos elementos tienen diferentes números de protones.
Los siguientes son ejemplos de átomos, pertenecientes a diferentes elementos, incluyendo sus símbolos y números atómicos:
Ya vimos que existen partículas subatómicas que están formadas por partículas elementales como los fermiones y los bosones. Y que los átomos están compuestos por partículas subatómicas. El siguiente nivel en la materia son las moléculas.
Las moléculas son partículas formadas por cadenas de átomos. La constitución de las moléculas puede variar, ya que estas pueden tener estructuras muy complejas. Las moléculas no tienen carga eléctrica.
Algunos ejemplos de moléculas son:
Cuando un elemento tiene un número diferente de neutrones y protones, se denomina isótopo. Los isótopos se encuentran en la naturaleza, pero también se pueden producir en los laboratorios.
El hidrógeno tiene tres isótopos naturales:
Fig. 3: Los isótopos de protio, deuterio y tritio (de izquierda a derecha).
Hay partículas que se crean como parte de la desintegración radiactiva, en la que un átomo emite partículas al romperse. Estas partículas incluyen las partículas alfa y las partículas beta:
Partículas alfa: compuestas por dos neutrones y dos protones, forman el núcleo del helio.
Partículas beta: compuestas por electrones de alta velocidad, pueden ser positivas o negativas, positrones (antimateria).
Las partículas son objetos cohesionados a los que podemos asignar propiedades como posición o velocidad. Dependiendo de la escala y de la rama ciencia, tendrán un tamaño u otro. Por ejemplo, aunque una partícula de polvo esté hecha de millones y millones de partículas subatómicas, se puede tratar como una partícula, si se estudia su movimiento en el contexto de la mecánica clásica.
Clasificamos las partículas en dos grandes grupos: los fermiones y los bosones.
Hay muchas partículas que componen el universo. Todas ellas son partículas elementales; que principalmente se dividen en dos grupos: los fermiones y los bosones.
Distinguimos tres tipos de partículas en el átomo: los neutrones, los protones y los electrones.
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