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Conceptos de Física Sub-atómica
Notions de Physique Sub-Atomique
Concepts of Sub-atomic Physics

Ing - Eng : Hugo Gutiérrez Salazar

Chile.gif Francia.gif Inglaterra.gif

Fisica Cuántica o Sub-atómica

Inicialmente se pensaba que la particula más pequeña de una sustancia era un átomo ,de la palabra griega indivisible: A(no) tomos (dividisible) y fue una idea que pensó el filósofo griego Demócrito, varios siglos antes de Cristo (460 AC).

En los tres últimos siglos se logran elaborar algunas teorías, que son probadas mediante experimentación y que prueban que el átomo, si se puede dividir en partículas menores.

En 1869 Dimitry Mendeléiev establece una clasificación de los elementos basado en la periodicidad de sus propiedades físicas y químicas, en función de sus pesos atómicos. (Tabla periódica de elementos).

En 1897 J.J.Thompson establece, que un átomo está constituido por Protones y Electrones. Los Protones cargas eléctricas positivas y los Electrones Cargas eléctricas Negativas.

Se descubre que cada elemento quimico difiere de otro, en la cantidad de electrones y que para que el átomo permanezca eléctricamente neutro, el protón debe tener la misma cantidad de cargas electricas positivas, que tiene en electrones

En 1911 Ernest Rutherford elabora una teoría en la que los electrones girarían en torno a los protones, tal como lo hace un sistema solar; pero esa teoria tenia una falla, al girar los electrones ocuparían energía, lo que haría que después de un tiempo los electrones se precipitarían hacia el núcleo. Pero demuestra que la carga nuclear en un núcleo, es proporcional al peso atómico de un elemento.

En 1913 Niels Bohr mejora la teoria de Rutherford , estableciendo una serie de reglas, en las que sólo puede existir un número limitado de órbitas, donde giran los electrones alrededor del núcleo . Además cada órbita tiene un nivel de energía propio. Un electrón para pasar de un nivel de energia a otro; debe : recibir energía adicional para pasar de un nivel de energía menor a uno mayor y debe liberar energia en forma de paquetes o quantums de energía, al pasar de un nivel mayor a uno de menor energía. De ahí surge el nombre de Física Cuántica.

En 1932 James Chadwick descubre que hay otros corpúsculos de carga neutra junto a los Protones, a los que llama Neutrones.

Dado que el Protón ya no era sólo una carga Positiva, sino que además particulas neutras, pasó a llamarse a esta dupla : Nucleón.

De esa manera un atomo estaria formado de uno o más electrones y de un nucleón.

En 1964 Murray Gell-Mann (Premio Nóbel 1969) y George Zeig en forma independiente elaboran la teoria de quarks, donde se postula que tanto Protones como Neutrones, estan conformados por quarks y gluones o portadores de carga fuerte, que unen a los quarks. La teoria se comprueba en 1994.

Un protón está compuesto de 3 quarks y los neutrones estan también formados por 3 quarks, pero de otra naturaleza, se descubre que los tipos de quarks son 6.

Los tipos de quarks son :

  • up ,
  • down,
  • strange,
  • bottom (o beauty) ,
  • charm y
  • top (o truth).

    Un quark top es 40200 veces más pesado que un quark up

    Un Protón está formado por 2 quark up y 1 quark down , Un Neutrón está formado por 2 quark down y 1 quark up. Un mesón está formado por 2 quarks.

    La fuerza que une a los quark son los gluones, que son de tres tipos (rojos, azules y verdes). Los colores son solamente un nombre dado y no tienen relación con los colores propiamente tales, pero se asume que la suma de los tres dan la Carga neutra o gluón blanco.

    Por otra parte, se descubre que fuera del atomo hay otras particulas llamadas Neutrinos (no se sabe aún su función) y los Neutrinos son de dos tipos: Neutrinos-muones y Neutrinos-tau (3520 veces más pesado que un electrón).

    A las particulas llamadas electrones y neutrinos se les denomina Leptones.

    A las particulas llamadas leptones y quarks se las denomina Fermiones.

    A las particulas llamadas protones y neutrones se las denomina : Hadrones, Nucleones y Bariones (cualquiera de los tres términos define lo mismo).

    Entre los Nucleones y los Electrones se encuentran otras particulas: los Mesones Pi (o Piones) y los Mesones Mu (o Muones - 200 veces más pesados que un electrón).

    Además hay otras particulas llamadas Kaones.

    NOTA: Estabamos acostumbrados a representar los átomos, mediante pequeñas esferas de color de diferentes tamaños; pero la verdad es que nada de eso, corresponde a la realidad.

    Las fuerzas del universo

    Las fuerzas del universo son cuatro y cada una de ellas tiene lo que se llama un mensajero o portador de cargas o portador de quantums.

    1) El electromagnetismo cuyo portador de carga es el Fotón.

    El fotón es luz visible, ondas de radio, rayos x, luz del espectro no visible, fenómenos eléctricos, fenómenos magnéticos y la carga electrica transportada por el fotón.

    2) La Fuerza Nuclear Fuerte cuyo portador de cargas es el Gluón.

    Los Gluones unen los Quarks, Protones, Neutrones y Atomos.

    3) La Fuerza Débil cuyos portadores de cargas son los Bosones débiles

    La radioactividad del Uranio o Cobalto. Los bosones débiles son de tres tipos los W+ , los W- y los Z ° .

    4) Las Fuerzas gravitatorias cuyo portador de cargas o mensajero es el Gravitón.

    Los gravitones son las fuerzas que unen planetas, sistemas solares, galaxias, cúmulos (grupos de galaxias), los supercúmulos (grupos de cúmulos), otras estructuras mayores.

    Extractos del Capitulo 7 del Libro “El burro de Sancho y el Gato de Schrödinger” de Luis González de Alba (México).
  • Physique Quantique ou Sub-atomique

    Initiellement se pensait que la particule plus petite d'une substance était l'atome ,du mot grec indivisible: A(non) tomos (divisible) cette idée a été pensé par le phylosophe grec Demócrite, plusieurs siècles avant JC. (460 aJC).

    Les trois derniers siècles les scientifiques ont élaboré quelques théories, qui se prouvent avec l'experimentation; que l'atome, si peut se diviser en plusieurs particules.

    En 1869 Dimitry Mendeléiev éstablis une clasification des éléments basé sur la périodicitée de ses propiétés physiques et chimiques, en fonction de ses poids atomiques. (Table périodique des éléments).

    En 1897 J.J.Thompson establis, qu'un atome est constitué par Protons et Eléctrons. Les Protons charges éléctriques positives et les Électrons charges éléctriques Negatives.

    Il découvre que chaque élément chimique diffère d'autre, dans la quantité d'électrons et que pour-ce que l'atome reste éléctriquement neutre, le proton doit avoir la même quantité de charges éléctriques positives, qui a en électrons.

    En 1911 Ernest Rutherford élabore une théorie sur l'aquelle les électrons tournent au tour des protons, comme le fait le système solaire; mais cette théorie avait une faute, quand les electrons tournent ils occuperaint de l'énergie, ce qui ferait qu'après un temps, les électrons tomberaient vers le nucle. Mais, il demontre que la charge nucleaire dans un nucle, est proportionelle au poid atomique d'un élément.

    En 1913 Niels Bohr améliore la théorie de Rutherford , ajoutant une serie de règles, aux quelles seulement peut exister un nombre limité d'orbites, où tournent les électrons autour du nucle . De plus, chaque orbite a son propre niveau d'énergie. Un électron pour passer d'un niveau d'énergie inférieur a un autre d'énergie supérieure il doit reçevoire énergie aditionelle; au contraire, il doit liberer d'énergie sous la forme de paquets, ou quantums d'énergie, quand il passe d'un niveau supérieur a un niveau d'énergie inférieure. D'où le nom de Physique Quantique.

    En 1932 James Chadwick découvre qu'il y a d'autres corpuscules de charge neutre tous joint aux Protons, a ceux que l'on appele Neutrons.

    Dès que le Proton n'est plus seulement une charge Positive, mais d'une ou plusieurs particules neutres, on commence à appeler à cette duple : Nucleon.

    De cette forme, un atome serait formé par un ou plusieurs electrons et d'un nucleon.

    En 1964 Murray Gell-Mann (Prix Nóbel 1969) et George Zeig en forme independente élaborent la théorie des quarks, où se postule qu'aussi tant les Protons comme Neutrons, étant conformés par quarks et gluons ou porteurs de charge forte, qui collent les quarks. La théorie se demontre en 1994.

    Un protón est compossé de 3 quarks et les neutrons sont aussi formés par 3 quarks, mais d'autre origine, on découvre qu'il existe 6 types differents de quarks.

    Les types de quarks sont :

  • up ,
  • down,
  • strange,
  • bottom (o beauty) ,
  • charm et
  • top (o truth).

    Un quark top est 40200 fois plus lourd qu'un quark up

    Un Proton est formé par 2 quark up et 1 quark down ,

    Un Neutron est formé par 2 quark down et 1 quark up.

    Un meson est formé par 2 quarks.

    La force qui joint les quark sont les gluons, il y a de trois types (rouges, bleus et vertes). Les couleurs sont seulement un nom donné et ils n'ont aucune rélation avec les couleurs connues part tous, mais s'accepte que la somme des trois donnent la charge neutre ou Gluon blanc.

    D'autre part, on a découvert qu'en plus de l'atome, il y a d'autres particles només Neutrinos (on ne sait pas sa fonction encore) et les Neutrinos sont de deux types: Neutrinos-muons et Neutrinos-tau (3520 fois plus lourds qu'un électron).

    Aux particules només électrons et neutrinos on les appele Leptons

    Aux particules només leptons et quarks on les appele Fermions.

    Aux particules només protons et neutrons on les appele : Hadrons, Nucleons et Barions (les trois font référence a la même chose).

    Entre les Nucleons et les Electrons se trouvent d'autres particules: les Mesons Pi (ou Pions) et les Mesons Mu (ou Muons - 200 fois plus lourds qu'un électron).

    Il y a aussi autres particules només Kaons.

    NOTE: Nous étions accoutumés a réprésenter les atomes avec des petites sphères de couleurs de différentes tailles, mais la verité est que rien de sa éxiste, ni correspond à la réalité.

    Les forces de l'univers

    Les forces de l'univers sont quatre et chaqu'une a ce que l'on appele un messager ou porteur de charges ou porteurs de quantums.

    1) L'éléctromagnetisme dont le porteur de charge est le Photon

    Le photon est lumière visible, ondes de radio, rayons x, lumière du spectre non visible, phenómenes éléctriques, phenómenes magnetiques et la charge éléctrique transporté par le photon.

    2) La Force Nucleaire Forte dont le porteur de charges est le Gluon

    Les Gluons joignent les Quarks, Protons, Neutrons et Atomes.

    3) La Force faible dont les porteurs de charges sont les Bosons faibles

    La radioactivité du Uranium ou du Cobalt. Les bosons faibles sont de trois types: les W+ , les W- et les Z ° .

    4) Les Forces gravitatoires dont le porteur de charges ou mensager est le Graviton

    Les gravitons sont les forces qui joignent les planetes, systèmas solaires, galaxies, cumulus (grupes de galaxies), les supercumulus (grupes de cumulus), autres estructures supérieures.

    Extracte dul Chapitre 7 du Livre “El burro de Sancho y el Gato de Schrödinger” (l'âne de Sancho et le Chat de Schrödinger") de Luis González de Alba (México).
  • Quantic or Sub-atomic Physics

    Initially people thought that the littlest substance particle was an atom, from the grec word indivisible: A(no) tomos (dividisible) it was an idea was thought the grec philosoph Democrit, many centuries before Jesus Crist (460 BC).

    In the last three centuries, scientist achieved to elaborate some theories, they were proved by experimentation and they proved the atom, is capable to be divide in minor particles.

    In 1869 Dimitry Mendeleiev stablish an elements clasification based in the periodicity of their physical and chemical properties, in function of their atomics weights. (Periodic elements table).

    In 1897 J.J.Thompson stablish, an atom is made by Protons and Electrons. Protons are electrical positive charges and Electrons Negative electrical charges.

    They discover each chemical element differs one from another, in the electrons quantity and for the atom remains electricaly neutral, the proton has to have the same quantity of electrical positive charges as they have in electrons.

    In 1911 Ernest Rutherford elaborate a theory where electrons should turn arround protons, such as the solar system do; but that theory has a fail, electrons will use energy to sourround protons, so after a time electrons will precipitate to the nucleus. But he achieved to demostrate the nuclear charge in a nucleus, is proportional to the atomic weight of an element.

    In 1913 Niels Bohr improve the Rutherford's theory , stablishing a series of rules, in that a finite orbits number can exists, where electrons turn arround the nucleus. Futhermore, each orbit has it's own energy level. An electron as to receive aditional energy to pass from a minor level energy to a mayor level energy and it have to liberate energy in a paquet form or energy quantums, to pass from a mayor level energy to one of less level energy. There is the name of Quantics Physics.

    In 1932 James Chadwick discover there are other corpuscles of neutral charge together to the Protons, he names it Neutrons.

    Due the Proton it's not only a Positive charge, but neutral particles too, it names this duple : Nucleon.

    This form an atom will be build by one or more electrons and a nucleon.

    In 1964 Murray Gell-Mann (1969 Nobel Prize) and George Zeig in an independant study elaborate the quarks theory, where they postule that Protones and Neutrons, are conformed by quarks and gluons or strength charge porters, they glue quarks. The theory was proved in 1994.

    A proton is build of 3 quarks and neutrons are made by 3 quarks, but of another kind, they discover quarks types are 6.

    Quarks types are :

  • up ,
  • down,
  • strange,
  • bottom (or beauty) ,
  • charm y
  • top (or truth).

    A quark top is 40200 times weightest a quark up

    A Proton is formed by 2 quark up and 1 quark down ,

    A Neutron is formed by 2 quark down and 1 quark up.

    A meson is formed by 2 quarks.

    The force joins quarks are gluons, there are three types (red, blue and green). Colors are only a name and there are no relation with colors we know, but we asume that adding the three kind result in a neutral charge called neutral charge or white gluon.

    By the way, they discover there exists another particles out of the atom they called Neutrinos (until today they don't know it's function) and Neutrinos are of two types: Neutrinos-muons and Neutrinos-tau.

    Particles called electrons and neutrinos are named leptons.

    Particles called leptons and quarks are named Fermions.

    Particles called protons and neutrons are named : Hadrons, Nucleons and Barions (all the three terms define the same).

    Between Nucleons and Electrons we found another particles: Pi Mesons(or Pions) and Mu Mesons (or Muons - 200 times weightest than an electron).

    There are another particles called Kaons.

    NOTE: We were acostumated to represent atoms by little color spheres of different sizes, but the truth is nothing this, corresponds to the reality.

    Universe forces

    Universe forces are four and each one, have they called, a messenger or a charge porter or quantum porter.

    1) Electromagnetism where charge porter is the Photon

    Photon is visible light, radio waves, x rays, non visible spectrum light, electrical phenomenum, magnetics phenomenum and electrical charge photon transported.

    2) The straingh nuclear force where charge porter is Gluon.

    Gluons joins Quarks, Protons, Neutrons and Atoms.

    3) The light force where charge porters are Light Bosons

    The Uranium and Cobalt radio activity. Light boson are three kind the W+ , the W- and the Z ° .

    4) Gravitatory forces where charge porter or messenger is the Graviton

    Gravitons are the forces joins planets, solars systems, galaxies, cumulus (galaxies groups), Supercumulus (cumulus groups), another mayor structures.

    Chapter 7 Abstracts of the book “El burro de Sancho y el Gato de Schrödinger” (Sancho's donkey and Schrödinger's cat) by Luis González de Alba (México).