Quimica.

Hay seis tipos distintos de quarks que los físicos de partículas han denominado de la siguiente manera:

up (arriba)

down (abajo)

charm (encanto)

strange (extraño)

top (cima) y

bottom (fondo).

Fueron nombrados arbitrariamente basados en la necesidad de nombrarlos de una manera fácil de recordar y usar, además de los correspondientes antiquarks. Las variedades extraña, encanto, fondo y cima son muy inestables y se desintegraron en una fracción de segundo después del Big Bang, pero los físicos de partículas pueden recrearlos y estudiarlos. Las variedades arriba y abajo sí se mantienen, y se distinguen entre otras cosas por su carga eléctrica.

En la naturaleza no se encuentran quarks aislados. Estos siempre se encuentran en grupos, llamados hadrones, de dos o tres quarks, conocidos como mesones y bariones respectivamente. Esto es una consecuencia directa del confinamiento del color. En el año 2003 se encontró evidencia experimental de una nueva asociación de cinco quarks, los pentaquark2 aunque su existencia aún es controvertida.3

Teoría Cuántica

La teoría cuántica, es una teoría física basada en la utilización del concepto de unidad cuántica para describir las propiedades dinámicas de las partículas subatómicas y las interacciones entre la materia y la radiación. Las bases de la teoría fueron sentadas por el físico alemán Max Planck, que en 1900 postuló que la materia sólo puede emitir o absorber energía en pequeñas unidades discretas llamadas cuantos. Otra contribución fundamental al desarrollo de la teoría fue el principio de incertidumbre, formulado por el físico alemán Werner Heisenberg en 1927, y que afirma que no es posible especificar con exactitud simultáneamente la posición y el momento lineal de una partícula subatómica.

Propiedades de las ondas

Para comprender la teoría cuántica de Planck, debemos tener un cierto conocimiento acerca de la naturaleza de las ondas. Imaginemos que una onda es una alteración vibratoria de la cual se transmite la energía. Las propiedades básica de un onda se ilustran con tipo muy conocido de ondas: las del agua. Las ondas de agua se originan por la diferencia de presiones en distintos puntos de la superficie del agua. Si se examina cuidadosamente cómo se altera el movimiento de la onda de agua con respecto a un objeto sobre sobre la superficie de la onda ( de agua), encontramos que éste es periódico, es decir, se repite a intervalos regulares.

Las propiedades características de las ondas son la longitud y la altura, así como el número de ondas que pasan por un determinado punto en un segundo. La longitud de una onda (lambda), es la distancia entre puntos iguales de ondas sucesivas. La frecuencia, v (un), es el número de ondas que pasan por un punto particular en un segundo, la frecuencia corresponde al número de veces por segundo que el objeto completa un ciclo de ascenso y descenso. La amplitud de la onda, que depende del tipo de onda y del medio en el cual viaja (por ejemplo, aire, agua o vacío). La velocidad (u) de onda es el producto de su longitud y frecuencia:

El “concepto” esencial de la ecuación se comprende mejor cuando analizamos las dimensiones físicas contenidas en los tres términos, la longitud de onda expresa la longitud de la onda, o distancia/onda. La frecuencia representa el número de ondas que pasan por un punto de referencia por unidad de tiempo, es decir, onda/tiempo. Por tanto, el producto de estos términos tiene las dimensiones de distancia/tiempo, que es la velocidad:

La longitud de onda se expresa de forma usual en unidades de metros, centímetros o nanómetros, y la frecuencia se mide en Hertz (Hz), donde:

El término “ciclo” se omite y la frecuencia se expresa como, por ejemplo, 25/s (que se lee “25 por segundo”.

Radiación electromagnética

Existen muchos tipos de ondas, como las del agua, del sonido y de la luz. En 1873, James Clerk Maxwell propuso que la luz visible se compone de ondas electromagnéticas. De acuerdo con esta teoría, una onda electromagnética tiene un componente de campo eléctrico y un componente de campo magnético. Ambos componentes tienen la misma longitud de onda, frecuencia y, por tanto, igual velocidad, pero viajan de planos perpendiculares entre sí. La transcendencia de la teoría de Maxwell estriba en que aporta una descripción matemática del comportamiento de la teoría de la luz. En particular, el modelo de Maxwell describe con exactitud cómo se puede propagar la energía en forma de radiación a través del espacio como una vibración de campos magnéticos y eléctricos. La radiación electromagnética es la emisión y transmisión de energía en forma de ondas electromagnéticas.

Las ondas electromagnéticas viajan alrededor de 3.00 x10^8 metros por segundo o 186, 00 millas por segundo en el vacío. Esta velocidad varía según el medio, pero no lo suficiente para modificar sustancialmente se llama velocidad de la luz, se expresa con el símbolo c. LA longitud de onda de las ondas electromagnéticas se expresan comúnmente en nanómetros (nm).

Las ondas largas de radio se transmiten mediante grandes Atenas, como las que se utilizan en las telecomunicaciones, Las ondas de lux visible, más cortas, se deben al movimiento de los electrones en los átomos y moléculas. Las ondas más cortas, que también tienen la frecuencia más alta, se asocian a los rayos gama, que se forman durante los cambios ocurridos dentro del núcleo del átomo. A medida de que aumenta la frecuencia, la radiación es más energética. Así, la radiación ultravioleta, los rayos X y los rayos gamma son radiaciones de alta energía.

El efecto fotoeléctrico

En 1905, solo cinco años después de que Planck presentara su teoría cuántica, Albert Einstein utilizo la teoría para resolver otro misterio en la física: El efecto fotoeléctrico, un fenómeno en el que los electrones son expulsados desde la superficie de ciertos metales que se han expuesto a la luz de al menos una determinada frecuencia mínima, y que se conoce como la frecuencia umbral. El numero de electrones liberados era proporcional a la intensidad (o brillantez) de la luz, mas no la energía de estos electrones. No importaba

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