15.10.08

Nuestros primeros pasos! - V (Modelo Estandar - Definicion y Partículas)


EL FOTÓN


Hasta el momento, todas las partículas de las que hemos hablado, son "Fermiones", es decir, partículas que componen todo aquello que nosotros le denominamos "materia" y que tiene la característica de poseer un "Spin semi-entero", por lo tanto, dos partículas no pueden tener el mismo estado cuántico (Como lo habíamos comentado en ocasiones anteriores). Por eso a estas se les conoce con el nombre de "Partículas materiales".

Aunque tal vez no sea lo más conveniente, ¡Vamos a hacer un recuento de lo que hemos estudiado!


Estudiamos en primer lugar a los quarks, que, como habíamos mencionado, son fermiones y logran sentir las fuerzas fundamentales, pero no los podemos tener libres en la naturaleza por un tiempo considerable debido a que tienden a formar partículas más complejas llamadas "hadrones". Pueden estar en grupos de dos (bosones llamados "mesones") y de tres (fermiones llamados "bariones"). Recordar que el electrón no está formado por quarks, es un "leptón", por lo tanto no siente la fuerza nuclear fuerte ( no se encuentra en el núcleo).


En las entradas anteriores hemos hablado de dos de estos bariones (grupos de tres quarks): el protón, que tiene carga positiva, y el neutrón, que tiene carga neutra. Estas dos partículas forman el núcleo de los átomos y por lo tanto se le ha designado el nombre de "Nucleones".


Hablaremos de una partícula que, por lo menos hasta donde sabemos, no está compuesta por otras partículas más simples, hablaremos del "Fotón".


Nota: Dedicaremos más de una entrada a este debido a que involucra algunos otros aspectos que, considero yo son importantes.

Originalmente no tenía este nombre, sino que fue propuesto unos 20 años después de la predicción Teórica del Maestro "Albert Einstein". El los llamaba en un inicio "Cuantos de Energía".

Las ecuaciones de Maxwell daban respuesta de una forma bastante elegante a los fenómenos eléctricos, magnéticos y radiación electromagnética casi a la perfección.


De acuerdo con estas ecuaciones, se podía notar que la Luz (Radiación electromagnética) tenía carácter de onda. Esto concordaba con diversos experimentos anteriores, como la existencia de interferencia y difracción demostradas por Young y otros. La energía que llevaba, por ejemplo, un rayo luminoso, era dependiente de su intensidad. Es decir, si yo tengo una linterna con una bombilla poco potente y otra con una bombilla más potente, la energía de la segunda es mayor que la de la primera y eso es lo único que determina los procesos involucrados con la luz.


Esto es lo que dio pauta para empezar con la Física cuántica, pero en esta ocasión nos centraremos en un experimento en particular: "El efecto Fotoeléctrico" (Más adelante considero yo importante, hablar puramente de este efecto). Para ese entonces ya se sabía mediante la experimentación que si se tomaba un trozo de metal y se iluminaba, de vez en cuando la luz desprendía electrones y se producía electricidad. "Pero esto no Ocurría siempre".


Supongamos que si yo tengo el trozo de metal y lo ilumino con un pequeño foco, no suceda el efecto fotoeléctrico, o puede que suceda si en vez de ese pequeño foco colocamos una bombilla más potente, pero no! Si no sucedía en ese momento, no volvería a suceder jamás!

Esto es efectivamente lo que tenía a los Físicos de la época vueltos locos.

Sin embargo, tiempo después de estudiar profundamente el efecto, notaron que si se toma un trozo de metal (Una vez más) y se ilumina con una luz roja, por muy potente que esta fuera no se producía el efecto, por el contrario si se tomaba una luz azul y se repetía el experimento aunque esta fuera poco potente no dejaba de desprender electrones, aunque no en la misma cantidad que si se tuviera una bombilla del mismo color más potente.


La solución al problema la dio considero yo el "Siempre genial Albert Einstein". presento la teoría de una forma elegante y certera; La luz, según Einstein, estaba formada por partículas puntuales llamadas “cuantos de luz” (Como ya habíamos mencionado.Esto decía a los físicos que el el electrón tenía cierta energía que dependía de la frecuencia de la luz y no de lo potente que fuera la misma. Es decir, la potencia solamente ayudaba con un mayor numero de cuántos, pero no con mayor energía!!




No hay comentarios: