ELECTRICIDAD Y ESAS COSAS
Capítulo 33

DENTRO DEL ÁTOMO.
 

Autor:

Ing. Víctor Cires
 Gavidia

Octubre, 2003

S

é que me he repetido muchas veces y que una y otra vez vuelvo sobre algún tema ya tratado, pero así es como la Ciencia ha ido avanzando.
Creemos que ya sabemos algo de alguna cosa cuando nuevos experimentos y teorías para explicarlos aparecen.

Quizás nunca lleguemos a conocer la realidad de los fenómenos que ocurren en la Naturaleza y que todos nuestros esfuerzos sean inútiles para llegar a saber la Verdad.
Quizás nunca lleguemos a saber que son: La electricidad y esas cosas, pero, ¿Vamos por eso a dejar de pensar?
Por otra parte hemos visto que nuestros intentos por tratar de conocer la naturaleza de los fenómenos, nos ha rendido frutos prácticos.
Yo no sé si será para bien o para mal, pero creo que cada cosa que ha sido creada, debe ejercer la función para la que fue concebida y considero que la función del cerebro del hombre es pensar.
Nuestros intentos por conocer la realidad de los fenómenos han producido enormes avances tecnológicos y creo que sólo de nosotros depende cómo los vamos a utilizar.
Nuestros héroes en la Ciencia, son aquellos que nos han permitido conocer un poco más, ojalá, los demás héroes que la Humanidad encumbre, sean aquellos que fomenten la Bondad, el Amor, el Conocimiento, la Sabiduría y la Verdad, para un mejor entendimiento entre los hombres y que no dejen que algún loco pueda oprimir el botón que nos aniquile a todos.
Ustedes perdonarán que de repente me exaspere, pero es que somos muy "inteligentes" para algunas cosas y muy tontos para otras.
Bien, íbamos a hablar del átomo.
Observarán que nuestra idea del átomo ha ido cambiando, ya no es una esfera como núcleo con electrones como bolitas girando a su alrededor, esos electrones los hemos sustituido por ondas vibratorias en determinadas capas oscilando a cierta distancia del núcleo.
Desde luego que para irse imaginando la constitución del átomo se han tenido que ir verificando experimentos cada vez más complicados o difíciles.
Cada vez nos podemos imaginar menos cómo es el átomo, quizás la mejor definición de él, sea la que dio Sir Arturo Eddington: "es algo que no sabemos qué es, que está haciendo quién sabe que cosas".
 

El átomo resultante es cada vez más complejo.
No podría explicar en detalle los experimentos realizados con los aceleradores de partículas ni los análisis espectrales realizados en cristales por medio de rayos x, ni las diferentes teorías que se han formulado y desechado para explicar los resultados de estos experimentos.
El caso es que las teorías que mejor explican todos los resultados obtenidos, son las que subsisten y más aún, gracias a ellas se pueden efectuar otros experimentos cuyos resultados, predichos por ellas, las confirman aún más y amplían nuestro conocimiento.
Así resultó con el número cuántico que Pauli necesitaba en su teoría de exclusión que recibió el nombre de "spin" en inglés, (que se podría traducir como giro).
El mundo de la Física, es cada vez más del dominio de los matemáticos.
Dirac, Fermi, Bose, Einstein, etc., se dedicaron a la tarea de determinar cual era el "spin" de las diferentes partículas y encontraron algunas a las que llamaron "fermiones", cuyo spin era: (1/2) h, (3/2) h, (5/2) h, etc. y otras cuyo spin eran números enteros: 1h, 2h, 3h, etc. a las que llamaron "bosones".
La mayoría de las partículas que conocemos como los electrones, los protones, los neutrones, son fermiones y obedecen el principio de exclusión.
Los "bosones", a cuya familia pertenecen los fotones, no obedecen este principio.
Nos explican que dos electrones pueden tener diferente spin y que por lo tanto son complementarios y que sólo dos electrones de diferente spin pueden ocupar la primera órbita, como en el caso del helio.
Así resulta que los electrones orbitales del átomo están repartidos en capas y estas a su vez en subcapas, ocupadas por electrones de spin complementario; un electrón orbital solitario, debe permanecer solo en una subcapa externa.
Estas teorías, nos explican las dobles líneas observadas en el análisis espectral y la superconductividad en la que se supone que son dos electrones de spin complementario los que viajan entre los átomos sin encontrar resistencia.
También esto nos explica la "superfluidez" del helio líquido.
Creo que esto merece una explicación:
Cualquier líquido puede ser puesto en movimiento en un recipiente si lo agitamos, por ejemplo cuando movemos el café en una taza con una cucharita para disolver el azúcar, pero cierto tiempo después deja de moverse, debido a la fricción.
A determinada temperatura, el helio líquido se convierte en superfluído y al moverlo, como el café con la cucharita, no se para, parece ignorar la fricción.
El helio líquido con sus dos electrones orbitales complementarios parece comportarse como un boson.
Quizás por este camino se encuentren los "superlubricantes" del futuro.
El núcleo del átomo seguía (y sigue) siendo un misterio...
La mecánica cuántica tuvo que imaginar la existencia de poderosas "fuerzas" o interacciones de partículas (o deformaciones del espacio) que sucedían en el interior del núcleo para mantenerlo unido.
Actualmente suponen que las partículas elementales del núcleo del átomo son los quarks, que son los que constituyen a los protones, neutrones y mesones y que los quarks se mantienen unidos debido a una fuerza "muy fuerte" que disminuye con la distancia, dicha fuerza la constituyen los gluones, que mantiene unidas a las partículas del núcleo.
Estas "fuerzas" (o deformaciones del espacio), son diferentes de la gravedad, la electricidad o el magnetismo y mucho más poderosas y son las que mantienen unido al núcleo, por actuar solamente a distancias intranucleares.
Tal parece que el núcleo es un torbellino de partículas que se están intercambiando.
Para acabar de complicar la cosa, los físicos cuánticos, tuvieron también que inventar otra "fuerza" débil actuando en el núcleo del átomo.
Actualmente existe una cantidad enorme de partículas, que quizás en el futuro se puedan reducir a unos cuantos conceptos.
Como de estas cosas yo no sé, mejor las dejo a la curiosidad de los interesados.

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Última revisión: Domingo, 19 Noviembre 2006.