{"id":21,"date":"2016-12-20T00:16:38","date_gmt":"2016-12-19T23:16:38","guid":{"rendered":"http:\/\/bloggy.ific.uv.es\/bloggy\/?p=21"},"modified":"2017-01-12T17:46:44","modified_gmt":"2017-01-12T16:46:44","slug":"particulas-elementales-particulas-compuestas-y-particulas-virtuales","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/bloggy.ific.uv.es\/bloggy\/index.php\/2016\/12\/20\/particulas-elementales-particulas-compuestas-y-particulas-virtuales\/","title":{"rendered":"Part\u00edculas elementales, part\u00edculas compuestas y part\u00edculas virtuales"},"content":{"rendered":"

La palabra part\u00edcula<\/em> nos indica que son entidades peque\u00f1as, y como bien sabemos, casi todas las cosas complejas est\u00e1n formadas a partir de otras m\u00e1s simples, por lo que es f\u00e1cil adivinar que las part\u00edculas pueden asociarse para formar estructuras m\u00e1s complejas. Es m\u00e1s, el t\u00e9rmino elemental<\/em> hace referencia a que la part\u00edcula en cuesti\u00f3n no tiene estructura interna, siendo por lo tanto una de las piezas fundamentales, b\u00e1sicas, que dan forma a los objetos que vagan por el universo.<\/p>\n

Pero no hace falta que una part\u00edcula sea elemental para poder ser estudiada como un ente individual, con la suficiente solidez e importancia como para tener un nombre propio. Por ejemplo, los protones y los neutrones, piezas fundamentales para explicar la composici\u00f3n de los n\u00facleos at\u00f3micos, son en realidad una composici\u00f3n de quarks y gluones, las verdaderas part\u00edculas elementales que los conforman. Pero nadie describe el n\u00facleo de helio en t\u00e9rminos de sus piezas elementales, sino como un conjunto de dos protones y, habitualmente, uno o dos neutrones. Del mismo modo, una mol\u00e9cula de agua es descrita a partir de sus \u00e1tomos (dos de hidr\u00f3geno y uno de ox\u00edgeno) y no de los nucleones presentes en ella. Sin embargo hay algo com\u00fan, algo que no debe faltar en un objeto para que, desde un punto de vista f\u00edsico, pueda ser considerado una part\u00edcula, y ese algo es ni m\u00e1s ni menos que un tiempo de vida m\u00ednimo. Los distintos elementos qu\u00edmicos que pueblan la tabla peri\u00f3dica, as\u00ed como los protones y neutrones, tienen una vida media que var\u00eda en muchos \u00f3rdenes de magnitud, desde unas d\u00e9cimas de microsegundo en n\u00facleos como el del polonio-212 hasta varios miles de a\u00f1os como ocurre con el carbono-14. \u00a1La vida media de algunos elementos llega hasta a superar con creces la edad total del Universo!<\/p>\n

\u00bfY la vida media de las part\u00edculas fundamentales? \u00bfSon todas estables, como el electr\u00f3n o los fotones, o se transforman al pasar\u00a0el tiempo? La respuesta puede sorprender a algunos; en su mayor\u00eda las part\u00edculas elementales viven muy poco. El lept\u00f3n tau, por ejemplo, tiene una vida media de apenas unas centenas de femtosegundos (10-15<\/sup> s = 0.000000000000001 s).\u00a0Un tipo de quark conocido como quark top<\/em> (quark cima<\/em> en espa\u00f1ol) ni siquiera tiene tiempo suficiente para reunirse con otros quarks y dar lugar a las part\u00edculas que estas diminutas piezas componen, como es el caso de los protones. Teniendo en cuenta que los quarks no pueden sobrevivir aislados, vi\u00e9ndose obligados a estar siempre en agrupaciones de al menos un par quark-antiquark, esta es una cualidad bastante extra\u00f1a para uno de estos componentes. \u00bfCu\u00e1ndo, entonces, deja de tener sentido llamar a una de estas diminutas entidades part\u00edcula?<\/em><\/p>\n

La respuesta nos la da uno de los pilares de la f\u00edsica cu\u00e1ntica: el principio de indeterminaci\u00f3n de Heisenberg, seg\u00fan el cual la relaci\u00f3n existente entre ciertas parejas de magnitudes f\u00edsicas, como la velocidad y la posici\u00f3n de una part\u00edcula, nos impide conocer con infinita exactitud ambas cantidades\u00a0de manera simult\u00e1nea. Si tenemos en cuenta que una de esas parejas\u00a0est\u00e1 formada por la energ\u00eda y el tiempo, el principio de indeterminaci\u00f3n permite ciertas fluctuaciones en la\u00a0energ\u00eda de\u00a0un sistema f\u00edsico siempre que \u00e9stas no se prolonguen por un tiempo demasiado largo. Cuanto menor sea el intervalo temporal en el que ocurra, mayor podr\u00e1 ser la energ\u00eda involucrada en una posible fluctuaci\u00f3n. Recordando que una part\u00edcula no es m\u00e1s que una cierta acumulaci\u00f3n de energ\u00eda muy localizada en un breve instante temporal, nos damos cuenta de que para determinar la presencia de una part\u00edcula real<\/em> en un proceso f\u00edsico concreto, \u00e9sta debe participar en dicho proceso durante un tiempo suficiente para\u00a0que no pueda confundirse con una simple fluctuaci\u00f3n cu\u00e1ntica.<\/p>\n

M\u00e1s all\u00e1 de la posible confusi\u00f3n, estas fluctuaciones son muy importantes en algunos procesos donde se requiere la presencia de ciertas part\u00edculas fundamentales pero no se dispone de la energ\u00eda suficiente para producirlas. El principio de indeterminaci\u00f3n les permite exhibirse de manera virtual<\/em>, es decir, durante un brev\u00edsimo instante de tiempo, gracias a una fluctuaci\u00f3n cu\u00e1ntica. Cuanto m\u00e1s pesada sea la part\u00edcula mayor energ\u00eda requerir\u00e1 su presencia y, por lo tanto, podr\u00e1 manifestarse durante menos tiempo al margen de la ley. Cuando esto ocurre la part\u00edcula no surge realmente, sino que deja entrever un fantasma de s\u00ed misma, permitiendo que el proceso f\u00edsico tenga lugar pero sin llegar a afectar a las restricciones\u00a0impuestas sobre el sistema por las leyes f\u00edsicas. Una part\u00edcula que aparece y desaparece de una manera tan clandestina se dice que es virtual<\/em>, pues ninguna part\u00edcula real tendr\u00eda permitida tal intervenci\u00f3n. As\u00ed pues, el principio de incertidumbre concede a los quebrantadores de las leyes f\u00edsicas un cierto margen de actuaci\u00f3n que ser\u00eda impensable en un mundo completamente cl\u00e1sico.<\/p>\n

Se muestren como se muestren, de manera real o virtual, las part\u00edculas elementales se encargan de la consistencia y cohesi\u00f3n de todos los objetos materiales, desde la vida en la Tierra hasta las estrellas en las galaxias. Es sorprendente c\u00f3mo entidades tan peque\u00f1as y concretas pueden generar estructuras tan complejas a lo largo y ancho del Universo.<\/p>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":"

Fotones, electrones, quarks, neutrinos y el bos\u00f3n de Higgs. Si comparti\u00e9ramos en un bar una cerveza con nuestros amigos y por un motivo u otro se hablara de f\u00edsica, las probabilidades de que la conversaci\u00f3n decayera del lado de la f\u00edsica de part\u00edculas no ser\u00edan despreciables. Dado el caso, al menos una de estas part\u00edculas elementales (o fundamentales) ser\u00eda mencionada con casi total seguridad. Pero si alguien se atreviera a lanzar una pregunta tan inocente como \u00bfqu\u00e9 son las part\u00edculas elementales?<\/em>\u00a0y esta pregunta llegara a los o\u00eddos de un f\u00edsico, descubrir\u00edamos que la respuesta encierra m\u00e1s complejidad de lo esperado.<\/p>\n","protected":false},"author":8,"featured_media":0,"comment_status":"open","ping_status":"open","sticky":false,"template":"","format":"standard","meta":[],"categories":[6],"tags":[],"_links":{"self":[{"href":"https:\/\/bloggy.ific.uv.es\/bloggy\/index.php\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/21"}],"collection":[{"href":"https:\/\/bloggy.ific.uv.es\/bloggy\/index.php\/wp-json\/wp\/v2\/posts"}],"about":[{"href":"https:\/\/bloggy.ific.uv.es\/bloggy\/index.php\/wp-json\/wp\/v2\/types\/post"}],"author":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/bloggy.ific.uv.es\/bloggy\/index.php\/wp-json\/wp\/v2\/users\/8"}],"replies":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/bloggy.ific.uv.es\/bloggy\/index.php\/wp-json\/wp\/v2\/comments?post=21"}],"version-history":[{"count":6,"href":"https:\/\/bloggy.ific.uv.es\/bloggy\/index.php\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/21\/revisions"}],"predecessor-version":[{"id":36,"href":"https:\/\/bloggy.ific.uv.es\/bloggy\/index.php\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/21\/revisions\/36"}],"wp:attachment":[{"href":"https:\/\/bloggy.ific.uv.es\/bloggy\/index.php\/wp-json\/wp\/v2\/media?parent=21"}],"wp:term":[{"taxonomy":"category","embeddable":true,"href":"https:\/\/bloggy.ific.uv.es\/bloggy\/index.php\/wp-json\/wp\/v2\/categories?post=21"},{"taxonomy":"post_tag","embeddable":true,"href":"https:\/\/bloggy.ific.uv.es\/bloggy\/index.php\/wp-json\/wp\/v2\/tags?post=21"}],"curies":[{"name":"wp","href":"https:\/\/api.w.org\/{rel}","templated":true}]}}