Las moléculas vibran y se mueven
¡Parece que la materia está viva!
En lo más profundo de la materia, el movimiento es inevitable
Son muchas las cosas que desconocemos y, nuestra curiosidad nos empuja continuamente a buscar esas respuestas.
El electrón y el positrón son notables por sus pequeñas masas (sólo 1/1.836 de la del protón, el neutrón, el antiprotón o antineutrón), y, por lo tanto, han sido denominados leptones (de la voz griega lentos, que significa “delgado”).
Un electrón es una partícula subatómica de carga negativa. Puede ser libre (no conectado a un átomo, o conexionado al núcleo de un átomo.
Aunque el electrón fue descubierto en 1897 por el físico británico Josepth John Thomson (1856-1940), el problema de su estructura, si la hay, no está resuelto. Conocemos su masa y su carga negativa que responden a 9,1093897 (54)x10-31 kg la primera y, 1,602 177 33 (49)x10-19 culombios, la segunda, y también su radio clásico: no se ha descubierto aún ninguna partícula que sea menos masiva que el electrón (o positrón) y que lleve una carga eléctrica, sea lo que fuese (sabemos como actúa y cómo medir sus propiedades, pero aun no sabemos qué es), tenga asociada un mínimo de masa, y que esta es la que se muestra en el electrón.
El electrón está presente en infinidad de sucesos que no serían sin su presencia
Lo cierto es que, el electrón, es una maravilla en sí mismo. El Universo no sería como lo conocemos si el electrón (esa cosita “insignificante”), fuese distinto a como es, bastaría un cambio infinitesimal para que, por ejemplo, nosotros no pudiéramos estar aquí ahora.
¡No por pequeño, se es insignificante!
Recordémoslo, todo lo grande está hecho de cosas pequeñas.
En realidad, existen partículas que no tienen en absoluto asociada en ellas ninguna masa (es decir, ninguna masa en reposo). Por ejemplo, las ondas de luz y otras formas de radiación electromagnéticas se comportan como partículas (Einstein en su efecto fotoeléctrico y De Broglie en la difracción de electrones.
Esta manifestación en forma de partículas de lo que, de ordinario, concebimos como una onda se denomina fotón, de la palabra griega que significa “luz”.
Cuando la luz choca con la superficie de ciertos metales, se emiten electrones. Este fenómeno es el denominado Efecto Fotoeléctrico. Sus principales características son:
- la emisión de electrones solamente ocurre cuando la frecuencia de la luz incidente excede un valor umbral determinado (ν0). Cuando se cumple esta condición se puede observar que el número de electrones emitido depende de la intensidad de la radiación incidente.
- Las energías cinéticas de los electrones emitidos dependen de la frecuencia de la luz. Estas observaciones no podían explicarse mediante la teoría ondulatoria clásica.
- En 1905, Albert Einstein propuso que la radiación electromagnética tiene propiedades corpusculares y que las “partículas” de luz, denominadas Fotones, tienen una energía característica dada por la ecuación de Planck, E=hν.
El número de orientaciones del vector momento angular respecto a un eje Z fijo es 2S+1, tenemos para el caso del espín S=1/2 que la componente Z tiene dos valores permitidos  . |
El fotón tiene una masa de 1, una carga eléctrica de o, pero posee un espín de 1, por lo que es un bosón. ¿Cómo se puede definir lo que es el espín? Los fotones toman parte en las reacciones nucleares, pero el espín total de las partículas implicadas antes y después de la reacción deben permanecer inmutadas (conservación del espín). La única forma que esto suceda en las reacciones nucleares que implican a los fotones radica en suponer que el fotón tiene un espín de 1. El fotón no se considera un leptón, puesto que este termino se reserva para la familia formada por el electrón, el muón y la partícula Tau con sus correspondientes neutrinos: Ve, Vu y VT.
Existen razones teóricas para suponer que, cuando las masas se aceleran (como cuando se mueven en órbitas elípticas en torno a otra masa o llevan a cabo un colapso gravitacional), emiten energía en forma de ondas gravitacionales. Esas ondas pueden así mismo poseer aspecto de partícula, por lo que toda partícula gravitacional recibe el nombre de gravitón.
La fuerza gravitatoria es mucho, mucho más débil que la fuerza electromagnética. Un protón y un electrón se atraen gravitacionalmente con sólo 1/1039 de la fuerza en que se atraen electromagnéticamente. El gravitón (aún sin descubrir) debe poseer, correspondientemente, menos energía que el fotón y, por tanto, ha de ser inimaginablemente difícil de detectar.
Aunque existen razones teóricas de peso de por qué debe existir el Gravitón, detectarlo podría ser físicamente imposible en la Tierra. De las otras tres fuerzas fundamentales sabemos cual es o son las partículas mediadoras que, de manera indiscutible, han sido localizadas. Sin embargo, el Gravitón, es esquivo y se resiste a dar la cara.
Freeman Dyson
Por ejemplo, no sería posible utilizar el modo convencional de medir fuerzas gravitacionales (haciendo rebotar luz en un conjunto de espejos para medir diminutos cambios en la separación de éstos) en el caso de los gravitones. Según el Físico Freeman Dyson, la sensibilidad necesaria para detectar el cambio de distancia tan minúsculo causado por un gravitón haría necesario utilizar espejos tan masivos que se derrumbarían sobre sí mismo y formarían un agujero negro.
Debido a esto se ha afirmado, que es imposible medir un solo gravitón. Pero, ¿Y si se usa el objeto más grande conocido, el Universo, para buscar los efectos reveladores de los gravitones? Esto es lo que los físicos están proponiendo.
Joseph Weber diseñó el primer detector de ondas gravitacionales
De todos modos, el físico norteamericano Joseph Weber emprendió en 1957 la formidable tarea de detectar el gravitón. Llegó a emplear un par de cilindros de aluminio de 153 cm. De longitud y 66 de anchura, suspendidos de un cable en una cámara de vacío. Los gravitones (que serían detectados en forma de ondas), desplazarían levemente esos cilindros, y se empleó un sistema para detectar el desplazamiento que llegare a captar la cienmillonésima parte de un centímetro.
Las ondas han sido detectadas pero… ¡El esquivo Gravitón se resiste!
Las débiles ondas de los gravitones, que producen del espacio profundo, deberían chocar contra todo el planeta, y los cilindros separados por grandes distancias se verán afectados de forma simultánea. En 1.969, Weber anunció haber detectado los efectos de las ondas gravitatorias. Aquello produjo una enorme excitación, puesto que apoyaba una teoría particularmente importante (la teoría de Einstein de la relatividad general). Desgraciadamente, nunca se pudo comprobar mediante las pruebas realizadas por otros equipos de científicos que duplicaran el hallazgo de Weber.
Está claro que el hecho de que no seamos capaces de detectar al Gravitón, no quiere decir que no exista, simplemente nos dice que tenemos que dar con la manera de encontrarlo. Sabemos de los Bosones emisarios de las otras tres fuerzas: El Gluón para la nuclear fuerte, las W+ W- y Zº para la nuclear débil, el Fotón para el electromagnetismo, y, El Gravitón para la Fuerza de Gravedad (la más débil de todas).
emilio silvera
* Dualidad onda partícula en el comportamiento del electrón, por ejemplo. Volver
