Interacciones nucleares – Nuclear interactions

Interacciones nucleares – Nuclear interactions

(I’ll start in Spanish then I’ll translate).

La Teoría de la Unificación, en física, busca una forma de expresar como un todo las interacciones nucleares fuerte y débil, la gravedad y el electromagnetismo (ya he escrito unos posts respecto a estos temas, si buscáis “beta” o “Physics” con la barra de búsqueda, por ejemplo, os aparecerá un listado de posts que contienen referencias a esos temas).

The Theory of Unification, in physics, looks for a way to express as a whole the strong and weak nuclear interactions, gravity, and electromagnetism (I have already written some posts regarding these topics, if you search for ‘beta’ or ‘physics’ with the search bar, for instance, a list will appear with posts containing references to these topics).

El núcleo del átomo tiene dos tipos de partículas subatómicas, constituidas a su vez por partículas más pequeñas. Un átomo en su estado más estable tiene además del núcleo, un conjunto de regiones que lo rodean en las que se mueven los electrones. Estas regiones son lo que se llaman orbitales atómicos.

The atom nucleus has two types of subatomic particles, which consist of smaller particles themselves. An atom in his most stable state has in addition of a nucleus, a set of regions that surround it into which electrons move. These regions are called orbitals.

En el núcleo hay protones y neutrones. Se “sabe” que unos se convierten en otros emitiendo o absorbiendo energía, que se detecta por los efectos que produce en los detectores, o porque PARTE de esa energía se mueve dentro del ancho de banda del espectro electromagnético perteneciente a la luz visible. Así en química y física nucleares se utilizan los espectros de emisión y absorción de diferentes átomos y sustancias moleculares.

In the nucleus there are protons and neutrons. it is ‘known’ that one turn into the other emiting  or absorbing energy, which is detected by the effects it produces in detectors, or because PART of that energy moves into the breadband of the visible spectrum of the electromagnetic spectrum into which light moves. This way in nuclear chemistry and physics, emission and absorption spectra in distinct atoms and molecular substances are used.

Estos espectros de emisión, cuando el átomo pierde energía emitiendo un electrón, o absorción, cuando la gana, tienen unas líneas características para cada sustancia, así un elemento, molécula, o mezcla se caracteriza por el número y posición en que estas líneas carentes de color aparecen.

These emission spectra, when the atom loses energy emiting an electron, or absorption, when it gains it, have caracteristic lines for each substance, so an element, molecule, or mix is characterized by the number and position into which these lines with a lack of colour appear.

frauhofer lines emission spectra

frauhofer lines emission spectra

En la imagen de arriba están representadas diferentes líneas de diferentes elementos y moléculas (H2O, agua, por ejemplo). Analizando donde aparece una línea en un cromatógrafo, se puede determinar qué composición tiene la sustancia que se está analizando (espectroscopía de masas).

In the image above there are lines of different elements and molecules (H2O, for instance). Analysing where a line appears with a chromatograph, the composition of the sample being analysed can be determined (mass spectroscopy).

La aparición de estas líneas, es una de las bases más sólidas para establecer el POSTULADO de la cuantización de la energía, que consiste en creer o considerar que la energía no fluctúa de manera continua, sino que fluctúa por pasos fijos, o cuantos. De ahí viene el nombre “cuántica” de quantum, quanta, cuanto, cuantos.

The ocurrence of these lines, is one of the strongest bases to state the POSTULATE of the energy quantization, which is considering or believing that energy does not fluctuate in a continuous way, but in fixed steps, or quanta. That’s where the name ‘quantum’ comes from, quantum, quanta, quantity. (I’ll go on translating later).

Otra característica que hace creer que la energía está cuantizada, es la medida experimental de diversos tipos de energías, o mejor dicho, estados de energía en procesos químicos. Energía de activación, energías de ionización (primera y sucesivas), energía de Gibbs, calor de reacción, y otras medidas empíricas a lo largo de distintas fases de procesos naturales y de laboratorio.

Sin embargo, es largo explicar porqué ocurren estas diferencias empíricas, una por una, así que hoy sólo voy a explicaros porqué aparecen las líneas de Frauhofer (las de la imagen de arriba).

La razón por la que aparecen las líneas en los espectros de emisión y absorción no es otra más que el fenómeno natural de la interferencia.

La interferencia es una interacción que se puede entender como una suma (o composición) del efecto que producen un número de ondas actuando sobre el medio por el que pasan. Aunque una onda se separe y se considere y mida aislada, como puede ser el caso en un cromatógrafo, siempre están sus armónicos naturales, es decir, aquellas vibraciones que se producen en múltiplos y submúltiplos de las longitudes en que se encuentran las posiciones fijas en función de la longitud que necesita la onda para completar su fase (el más conocido de los cuales es la octava, que está al doble de distancia, si la octava es más grave, o a la mitad si es más aguda), sus armónicos naturales resuenan e interactúan inevitablemente, aunque la onda sea una, y sólo una, y además de la octava en música, o el doble/mitad en análisis ondulatorio, hay unos cuantos más, y con esas propiedades físicas inherentes a cualquier onda, las discontinuidades en el espectro visible, no son otra cosa que puntos en que la onda se cancela así misma, ya que la luz es una forma de onda.

waveforms harmonic resonance

waveforms harmonic resonance

Esta propiedad inherente a cualquier forma de onda hace que a determinadas distancias del núcleo, en función del radio atómico, o del radio de Van Der Waals, la onda se cancele consigo misma, dando como resultante una línea gris en la región visible del espectro electromagnético. Pssst, electromagnético, de electro, y magnético…

 “electromagnético, ca.

(De electro- y magnético).

1. adj. Se dice de todo fenómeno en que los campos eléctricos y magnéticos están relacionados entre sí.

V.

inducción electromagnética

onda electromagnética” (RAE).

“El campo eléctrico es un campo físico que es representado mediante un modelo que describe la interacción entre cuerpos y sistemas con propiedades de naturaleza eléctrica.1 Se describe como un campo vectorial en el cual una carga eléctrica puntual de valor q sufre los efectos de una fuerza eléctrica \vec F dada por la siguiente ecuación:

(1)\vec F = q \vec E

En los modelos relativistas actuales, el campo eléctrico se incorpora, junto con el campo magnético, en campo tensorial cuadridimensional, denominado campo electromagnético Fμν  ” (Wikipedia).

La electricidad y el magnetismo no son fenómenos independientes, siempre hay campo eléctrico y magnético, si se analizan separadamente es a base de CONSIDERAR uno de los dos fijo.

Esta es mi explicación.

El modelo mecanocuántico clásico establece el número cuántico principal correspondiente al nivel y denotado “n” minúscula, en función de estas líneas del espectro (y otras medidas empíricas) y lo explica como una barrera de energía que hay que añadir o quitar para ionizar un átomo, arrancando o añadiendo electrones a sus orbitales.

Yo esto lo explico de otra forma, las energías de ionización (o la energía de Gibbs) no son inherentes al átomo, sino a su entorno y tienen más que ver con las fuerzas atractivas y repulsivas para las partículas subatómicas, que con el hecho de que la energía esté o no cuantizada. Además la interacción beta ocurre de modo contínuo, no hay cuantos en esas direcciones. Ya lo he dicho otras veces, el magnetismo es un alótropo de la electricidad, es decir, es electricidad orientada de otra forma.

La interacción beta es una de las transformaciones que se dan en el núcleo de forma natural, es decir, sin un aumento o disminución significativas de la energía, y pertenece a lo que se conoce como interacción débil nuclear. El protón se convierte en neutrón, y el neutrón se convierte en protón, por medio de este tipo de interacción.

Pero esto os lo explicaré en el post siguiente.

Acerca de María Cristina Alonso Cuervo

I am a teacher of English who started to write this blog in May 2014. In the column on the right I included some useful links and widgets Italian is another section of my blog which I called 'Cornice Italiana'. There are various tags and categories you can pick from. I also paint, compose, and play music, I always liked science, nature, arts, language... and other subjects which you can come across while reading my posts. Best regards.
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