Fronteras de la Física: Los Componentes elementales de la materia y sus interacciones fundamentales


La conferencia de hoy, impartida por el profesor Alberto Ruiz Jimeno. del Instituto de Física de Cantabria (IFCA CSIC-UC), ha versado sobre la naturaleza de la materia y la energía y de su proceso de formación dentro de la evolución del universo.

El ponente ha comenzado con unas nociones básicas de la evolución del universo desde el bigbang, luego ha dado un repaso histórico al concepto de materia a través de diferentes personajes históricos, desde la visión filosófica griega hasta la actualidad, que han contribuido a conocer en profundidad la materia desde su composición más elemental hasta los elementos químicos. La presentación ha continuado con el estudio de la materia tal y como la conoce la física actual con el modelo estándar, la existencia de la antimateria, etc. Casi para terminar se ha vuelto a la cosmología para especular y presentar los resultados de las investigaciones sobre la materia y la energía oscuras, que son el gran trozo del pastel del universo que todavía desconocemos.

Finalmente ha citado algunos de los retornos de la gran inversión que se ha hecho en la investigación de física elemental como es la WWW (que surgió como una necesidad para compartir información entre los miembros del CERN), el GRID (que es la tecnología de computación distribuida con la que se pretende eliminar el cuello de botella en el procesado de los ingentes datos procedentes de los experimentos del acelerador), la superconductividad (SQUIDS, utilizados para construir los anillos de confinamiento de las partículas utilizadas en las colisiones) y todos los avances en sensores y la electrónica asociada, entre otras.

En el turno de preguntas se le ha preguntado sobre la polémica suscitada recientemente, aparecida en prensa, por dos individuos (¡entre ellos un español!) que han presentado una denuncia ante los tribunales sobre los posibles riesgos del nuevo acelerador de partículas LHC (Large Hadron Collider) que se pretende poner en marcha este año 2008. El ponente dejó claro que durante la fase de diseño y posteriormente se han realizado informes por parte de comités de científicos expertos en el tema que han concluido que los factores de riesgo apuntados (strangelets, monopolos magnéticos, pequeños agujeros negros, …) no son tales en este momento.

About these ads
Acerca de

Ingeniero de Telecomunicación Telecommunications Engineer

Tagged with: , , , , , , ,
Publicado en ciencia y tecnología, formación
8 comments on “Fronteras de la Física: Los Componentes elementales de la materia y sus interacciones fundamentales
  1. yerart dice:

    Repasando las notas que tomé durante la conferencia (tengo que mejorar mi técnica de tomar notas porque no entiendo ni la mitad de lo que he escrito … :)) he intentado reconstruir más o menos todos los temas de lo que se habló:

    La charla comenzó con una introducción al universo que conocemos en donde se encuentra la materia ordinaria. Esta materia no es la única que compone el universo. De hecho es una ínfima parte. El resto es energía y materia oscura de la que no conocemos nada y solamente tenemos evidencias circunstanciales de su presencia y sus efectos sobre la materia ordinaria. El ponente explicó por encima la evolución del universo y desde dónde conocemos o tenemos un modelo que explica lo que realmente pasó, que se encuentra a diez elevado a la menos 33 (creo recordar) Un periodo muy interesante que se estudia es el periodo inflacionario en el cual las fuerzas fundamentales y las partículas elementales se formaron. En este periodo el universo se expandió de una forma brutal. Al final de este periodo los fotones empezaron a vagar libres. La radiación cósmica de fondo es un testimonio de esa época y es la frontera a partir de la cual se puede estudiar el universo con los instrumentos de los que disponemos actualmente.

    El siguiendo bloque de la conferencia hizo un repaso histórico del estudio de la materia, partiendo del concepto antiguo griego de los cuatro elementos (agua, tierra, fuego y aire) hasta la identificación de los elementos químicos, la estructura atómica, las partículas elementales y su mecánica hasta llegar al modelo estándar actual.

    En el repaso histórico se hizo un repaso de los físicos protagonistas de la historia de la materia y la física en general, con sus contribuciones al conocimiento sobre la materia y la energía:

    Galileo Galilei y René Descartes (establecieron el método científico),

    Baruch de Spinoza (con su panteísmo, fue el precursor del Holismo, el todo como algo mayor que la suma de sus partes),

    Isaac Newton (la luz como un chorro de partículas, los fotones; dualidad onda-partícula de la luz),

    John Dalton (que estudio la teoría atómica de la química, publicó una primitiva tabla de los elementos según su peso atómico, que acabaría mucho después con la famosa tabla periódica de los elementos de Dmitri Mendeleev, extendida a lo largo del tiempo con nuevo elementos encontrados en la naturaleza de forma estable),

    Ludwig Boltzmann (que fue uno de los fundadores de la mecánica estadística para estudiar el comportamiento de sistemas con muchas moléculas o partículas, la termodinámica estadística, el significado del concepto de temperatura y la entropía),

    Michael Faraday , James Maxwell y Konrad Lorentz (electricidad y magnetismo juntos, electromagnetismo),

    Max Planck (el fundador de la mecánica cuántica, que explica los fenómenos a nivel atómico y subatómico, la teoría de lo pequeño),

    Albert Einstein (explicó el efecto fotoeléctrico, con la teoría cuántica de Planck y le dieron el premio nobel),

    Arthur Holly Compton (que descubrió su famoso efecto compton y por el que recibió el premio nobel, que demostraba que la luz no podía explicarse únicamente como un fenómeno ondulatorio),

    Henri Becquerel y Marie Curie (descubridores de la radiactividad, que constató la existencia de materia inestable en la naturaleza)

  2. yerart dice:

    Siguiendo con mis notas, en el siguiente bloque se habló directamente de la materia y de las fuerzas que interaccionan con ella.

    La materia es la substancia de la que está hecha la naturaleza. Los antiguos griegos consideraban cuatro elementos que componían la materia: agua, fuego, tierra y aire. También especulaban con que esos elementos estaban constituidos por partículas elementales que llamaron átomos. A lo lo largo de la historia se ha estudiado la materia mediante instrumentos de medida. Se ha hecho innumerables experimentos. Pronto los científicos se dieron cuenta de que los átomos tenían una estructura formada por partículas más elementales. Se descubrió el electrón (J. J. Thomson) y el núcleo atómico (Rutherford, con su experimento del bombardeo de las láminas de oro, que despejó la duda sobre si el átomo era un pastel de pasas o un mini sistema planetario) Luego se fueron desentrañando más detalles sobre la composición última de los átomos con electrones, nucleones (protones y neutrones), las fuerzas que los mantenían unidos y otras partículas exóticas como neutrinos (que explican el funcionamiento de las estrellas), quarks, etc. Las cinco fuerzas fundamentales: gravitatoria, eléctrica, magnética, interacción débil e interacción fuerte también tienen sus partículas mediadoras que son las que ejercen la fuerza. La única partícula que se resiste a ser descubierta es el Boson de Higgs. Se espera que el LHC pueda encontrar ese bosón, que explicaría la formación de la masa en el resto de las partículas que la tienen y las diferencias de masa entre las que menos tienen y las que más tienen. El ponente indicó además que explicaría la existencia de la masa como “la resistencia que la materia experimenta al moverse en un campo de Higgs” (sic)

    Al final hemos desentrañado todo un sistema de partículas elementales que constituyen el sistema estándar que explica por completo la materia ordinaria, de una manera más fina que la tabla periódica de los elementos, a nivel macroscópico. Además en el proceso hemos descubierto la existencia de otra estructura especular de partículas, las antipartículas, que constituyen la antimateria. Al principio era una solución posible de las ecuaciones matemáticas que describen la materia. Pero el descubrimiento del antiprotón y positrón (la antiparticula del electrón) y posteriormente el resto de antiparticulas, ha demostrado la existencia de esta materia exótica, que por alguna razón aún sin determinar, no ha sido la solución estable final del universo.

    Tras este periplo por la naturaleza de la materia y las fuerzas que intervienen en su formación e interacción el ponente volvió al tema de la cosmología, la formación y evolución del universo, el periodo donde se separaron las fuerzas (que en un principio se supone que estaban unidas en una sola) y aparecieron las partículas elementales que se fueron uniendo por las diversas fuerzas hasta formar los átomos, los elementos químicos y toda la materia que conocemos ahora. La que conocemos, porque resulta que hay más materia y energía que la que podemos observar con nuestros instrumentos, ya que no emite o absorbe energía electromagnética (en ese sentido es como un cuerpo negro perfecto) Es la materia oscura y la energía oscura. Sabemos de su existencia gracias a el efecto que producen en la materia ordinaria.

    El ponente citó y puso ejemplos gráficos de colisiones de estrellas y galaxias en los cuales hay una zona que permanece inalterable como si la colisión no fuera con ella. El efecto de lente gravitatoria, parece que también proporciona evidencias de la existencia de la materia y energía oscuras. Otro posible efecto es la aceleración en la expansión del universo que estamos sufriendo actualmente después de un periodo de deceleración después del periodo de inflación. Se supone que la materia ordinaria tiende a parar esa expansión mientras que la energía tiende a acelerarla. Se supone pues que la energía oscura tiene un papel en esa aceleración de la expansión.

  3. […] Devices) gracias a la tecnología desarrollada en los colisionadores de partículas (creo que ya hemos mencionado este hecho en una conferencia anterior de este mismo ciclo) hemos podido medir esos campos y […]

  4. Amado Teran dice:

    Quisiera saber cuales son las partes elementales de la antimateria

  5. yerart dice:

    Hola Amado. Existe una simetría en el llamado modelo estándar que explica todas las partículas que se han descubierto hasta el momento y alguna que todavía queda por descubrir. Esto significa que para cada partícula que existe en la materia que conocemos (materia ordinaria), existe otra partícula idéntica pero con propiedades opuestas en la antimateria. Por ejemplo, en la materia ordinaria tenemos a los electrones. En la antimateria existe una partícula (llamada también antipartícula) que es el positrón, que tiene propriedades idénticas al electrón excepto su carga eléctrica que es positiva en vez de negativa.

    Si quieres saber más puedes consultar la wikipedia, que trae excelentes artículos sobre la materia, la antimateria y las partículas (antipartículas) elementales del modelo estándar.

  6. maria dice:

    hola soy maria me quedaron seis materia y ahora estoy asustada quiero pasar esas materia y voy para cuarto cracias deseenme suerte solo les digo que estudien para que no le pase lo mismo que me paso a mi

  7. andrea paola dice:

    quiero saber cuales son los componentes de la materia y ya eso es lo que busco xfa diganmelo

  8. fersho dice:

    la verdad me sirvio mucho este articulo sobre las fronteras de la fisica
    aunque un poko breve pero esta bien
    gracias

Deja un comentario

Introduce tus datos o haz clic en un icono para iniciar sesión:

Logo de WordPress.com

Estás comentando usando tu cuenta de WordPress.com. Cerrar sesión / Cambiar )

Imagen de Twitter

Estás comentando usando tu cuenta de Twitter. Cerrar sesión / Cambiar )

Foto de Facebook

Estás comentando usando tu cuenta de Facebook. Cerrar sesión / Cambiar )

Google+ photo

Estás comentando usando tu cuenta de Google+. Cerrar sesión / Cambiar )

Conectando a %s

Seguir

Recibe cada nueva publicación en tu buzón de correo electrónico.

A %d blogueros les gusta esto: