Atomos y particulas atómicas
La palabra átomo proviene de una antigua palabra griega que define una partícula de materia tan pequeña a la cual no se puede dividir.
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Alvaro Peredo, en 25 de Agosto de 2008
...de ion positivo. por el contrario, si el atomo gana uno o mas electrones, este se conviert een un ion negativo.
en conclusion, una sustancia solo puede tener carga electrica si se modifica el equilibrio de protones y electrones.
los atomos del hidrogeno poseen un nucleo con solo un proton y un electron orbitando a su alrededor. a diferencia de otros atomos, no tiene neutrones en su nucleo. es el mas pequeno y simple de todos los atomos. el helio tiene dos protones, dos neutrones y dos electrones.
por otro lado, el atomo del neon, posee diez electrones orbitan alrededor de un nucleo de diez protones y diez neutrones. dos electrones se mueven en una zona o "capa" interna, y ocho en una externa.
el numero de masa de un atomo lo constituye el numero total de protones y neutrones que contiene.
este numero de masa, establece la masa real del atomo. los protones y neutrones tienen una masa aproximadamente igual, pero los electrones son tan ligeros en comparacion que no es necesario incluirlos en la cuenta. el numero de masa de un atomo es siempre entero, pero no es así con el peso atomico de un elemento.
los isotopos, son cada uno de los elementos químicos que poseen el mismo numero de protones y distinto numero de neutrones. todos y cada uno de los isotopos de un determinado elemento ocupan el mismo lugar en la tabla periodica y poseen las mismas propiedades químicas
yendo un paso mas alla, nos encontramos con las moleculas. los atomos suelen combinarse en moleculas. una molecula de hidrogeno, por ejemplo, consiste en dos atomos de hidrogeno unidos entre sí. los químicos representan esta molecula con la formula h2. los compuestos son sustancias cuyas moleculas contienen atomos de diferentes elementos. por ejemplo, el agua (h2o) es un compuesto de hidrogeno y oxígeno. tanto el diamante como el grafito son formas del elemento carbono. aunque difieren en sus propiedades fisicas, ambos dan lugar a los mismos compuestos químicos.
hasta el descubrimiento del electron en el ano 1897, por j.j. thompson (1856-1940), no existía una descripcion física del atomo. ernest rutherford (1871-1937) prop...
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Redacción, en 24 de Septiembre de 2008
...de partículas) del ultimo sector del lhc (el sector 3-4) para una explotacion a 5 tev. el incidente causo una fuerte fuga de helio en el tunel.
las investigaciones preliminares indican que el origen mas probable del incidente reside en una conexion electrica defectuosa entre dos imanes. esta conexion se fundio probablemente en presencia de la fuerte corriente electrica, implicando un fallo mecanico en el sistema. en el marco de las normas rigurosas de seguridad en vigor en el cern, nadie, en ningun momento, estuvo en peligro.
una investigacion en pro...
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Patricio Mella, en 26 de Marzo de 2008
...helio mucho mas rapidamente.
nuestro sol fue formado hace unos 4,5 miles de millones de anos, y continuara en esta fase estable de evolucion, durante otros cinco mil millones de anos.
finalmente se forma un nucleo de helio en el centro de la estrella. el hidrogeno sigue siendo quemado en una capa fuera del nucleo de helio. ahora el centro de helio de la estrella se encuentra en una situacion muy parecida a la de la nube original de gas. empieza a contraerse a causa de la fuerza de gravedad y se calienta. esto hace que la combustion de hidrogeno en la capa exterior del centro continue con mayor rapidez. al ocurrir esto, las capas exteriores de la estrella se expanden y enfrían.
la estrella se convierte en una gigante roja (roja por su baja temperatura superficial y gigante por la gran expansion de las capas exteriores). puede producirse alguna perdida de masa durante esta fase, es decir, pueden desintegrarse enteramente algunas capas exteriores.
nuestro sol puede convertirse en una gigante roja dentro de unos 5 mil millones de anos.
a continuacion, el centro de helio se vuelve tan caliente y denso que allí comienzan a ocurrir reacciones nucleares, convirtiendose principalmente el helio en carbono y oxígeno. se libera energía en este proceso y se estabiliza temporalmente la contraccion del nucleo.
la temperatura de una estrella es lo suficientemente alta para que los atomos sean ionizados. si la densidad no es demasiado elevada, este conjunto de iones y electrones actua como un gas ideal. para una estrella constituida por un gas ideal la idea del autosoporte contra el colapso es imposible. como las estrellas irradian energía desde la superficie, no pueden mantener la presion requerida para su autosoporte salvo con una fuente suplementaria de energía. sin embargo, las estrellas no estan constituidas por un gas ideal.
los electrones obedecen al principio de exclusion de pauli, de la mecanica cuantica: dos partículas de spin semientero (fermiones, es decir, neutrones, electrones, protones) nunca pueden ocupar exactamente el mismo estado. como consecuencia, existe una presion adicional que ejercen los electrones. en condiciones ordinarias, este ...
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Redacción, en 22 de Junio de 2008
...de foton
para averiguar que tan cortos eran los destellos de luz de los atomos de neon, goulielmakis y sus colegas los dirigieron hacia una segunda nube de gas de neon.
como cada destello es lo bastante intenso para ionizar completamente un atomo de neon y liberar un electron, los investigadores pudieron usar esos electrones como un disparador de flash, para iluminar algunos de los disparos de pulsos originales a 2,5 femto-segundos de la luz del rayo laser.
"solo al probarlos de una manera de "prueba" mas breve que eso pudo hacerlos visibles", explica goulielmakis.
la grabacion de la energía de los electrones que paso a traves del pulso genera un impecable perfil lateral del breve rayo laser, no diferente de una imagen deportiva. la imagen del rayo laser muestra claramente la unica oscilacion del disparo del pulso.
el analisis de computadora de la imagen revela que los destellos de luz usados para hacer los electrones duraron exactamente 80 atto-segundos, los mas breves jamas producidos.
¿camara de electrones?
jonathan marangos del imperial college london, reino unido, dice que los destellos super breves podrían permitir que los investigadores representaran el movimiento de los electrones alrededor de los atomos grandes.
"cualquier mejor conocimiento del mundo microscopico va a producir un impacto a traves de todas las ciencias", dice.
el record previo para el pulso de luz mas breve era de 130 atto-segundos, obtenido en 2007. "para ir de 130 a 80 atto-segundos se hizo un paso muy importante", dice marangos.
en el futuro, goulielmakis espera producir pulsos de luz de 24 atto-segundos, la unidad atomica del tiempo, definida por el tiempo que tarda un electron en viajar de un lado de un atomo de hidrogeno al otro.
pero marangos piensa que incluso son posibles pulsos mas breves. "no hay nada magico en la unidad atomica del tiempo", dice, y agrega que pulsos de un zepto-segundo, una trillonesima parte de una mil millonesima de segundo podrían ser posibles. estos serían capaces de representar el movimiento de partículas n...
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Octavio Ortega, en 2 de Junio de 2008
...de posicion.
el prototipo se eleva sobre el campus de la universidad. imagen: universidad tecnica de chemnitz
la unidad, bautizada fritz 2, se llena de helio y se mueve gracias a dos helices articuladas e instaladas al final de dos ejes que sobrepasan lateralmente al dirigible. al girar sobre un eje hacia arriba o hacia abajo, permiten a la unidad, cuya flotabilidad es nula, subir o descender. las variaciones relativas de su velocidad causan la rotacion del aparato sobre su eje vertical.
la propulsion esta garantizada por un motor electrico abastecido por una batería lipo (litio-polímero). con una autonomía de 50 minutos y una velocidad vanguardista de 40 kilometros a la hora, fritz 2 no pulveriza ninguna marca pero representa una nueva categoría de dirigibles destinados a usos multiples.
ya existen modelos reducidos de helicopteros para efectuar esta clase de trabajo, radiocontroles o guiados mediante cables. pero su consumo es elevado y el nivel de vibracion no facilita el trabajo de las camaras. ademas, presentan un determinado riesgo para las personas que se encuentran en los alrededores. menos ruidosos, menos contaminantes y mas economicos, los pequenos dirigibles parecen mejor adaptados, sobre todo si son capaces de disponer de un mínimo de autonomía…
...
El comienzo de todo
Ciencia o Iglesia
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Pablo Pino, en 28 de Abril de 2008
...de densidad infinita y físicamente paradojica...”
es difícil imaginar para nosotros, el resto de los mortales que no somos físicos, el hecho de que el universo en sus orígenes era un inmenso espacio vacío y que de alguna forma se convirtio en lo que hoy conocemos.
galaxias, planetas, estrellas, agujeros negros y muchos otros elementos que en el se encuentran, han sido formados luego de miles de millones de anos de evolucion a partir de un solo atomo y que este a su vez al expandirse ha creado el universo.
en la imagen observamos un momento unico, la singularidad, en un espacio de tres dimensiones y donde se produce la evolucion del universo
imagen tomada de wikipedia
george lemaitre fue el encargado de esta teoría y siendo un físico y sacerdote catolico a su vez, expuso que el universo parte de un punto y luego se ha desarrollado. ahora bien el problema radica en que origino ese primer atomo o semilla, y es cuando entra en juego “el tiempo de planck”, en el que la f&...
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Combustibles fósiles
El petróleo crudo se traslada a las refinerías donde se le somete a su descomposición, proceso conocidomo como cracking.
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Alvaro Peredo, en 19 de Agosto de 2008
...de carbono e hidrogeno presentes en todos los plasticos provienen como ya se ha dicho, del petroleo crudo. este contiene hidrocarburos, moleculas de hidrogeno y carbono unidas. los hidrocarburos forman desde moleculas sencillas como las del gas metano (un atomo de hidroger_ y cuatro de carbono) hasta alquitranes y asfaltos, con cientos de atomos.
al refinar el petroleo crudo se producen muchos hidrocarburos. uno es el gas etano compuesto de dos atomos de carbono y seis de hidrogeno, que puede convertirse en otro gas, el etileno, y luego polimerzarse para hacer el polietileno. el gas propano se convierte en polipropileno. estos dos plasticos se usan para hacer botellas, tuberías y bolsas.
el pvc —cloruro de polivinilo— es químicamente similar al polietileno, pero tiene un atomo de cloro en vez de hidrogeno. este leve cambio lo hace arder lentamente, por lo que su uso en el hogar es mas seguro. si el atomo de cloro se cambia por cuatro atomos de fluor se obtiene el politetrafluoretileno —cococido como teflon—, el cual se usa para fabricar sartenes antiadherentes. se conocen muchos polímeros, pero solo se industrializan los mas utiles como el poliestireno, el teflon y el nylon
la moderna industria de los plasticos surgio en el decenio de 1860, en estados unidos, cuando se ofrecio un premio de 10 000 dolares a quien hallara un material economico que sustituyera el marfil para hacer bolas de billar. el ganador fue john wesley hyatt, inventor que hizo una bola con lo que el llamo celuloide.
pronto se empezo a usar el celuloide para otros objetos: armazones de lentes, mangos de cuchillos, parabrisas de los primeros automoviles y pelicula fotografica por citar solo unos ejemplos. sin el no habría sido realidad la industria cinematografica.
el celuloide no es totalmente sintetico: su materia prima es la celulosa, que se encuentra en las. plantas.
el celuloide indujo en leo baekeland, químico industrial estadounidense, la idea de crear el primer material que fuera completamente sintetico. lo logro en el ano de 1907, cuando mezclo fenol (acido carbolico) y el gas formaldehido y el resultado fue un plastico que llamo baquelita.
a raíz de este notable avance se crearon muchos otros plasticos. en la actualidad la industria de los plasticos es una de las mas importantes y prosperas en todo el mundo.
fuentes graficas: wikicommons...
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Octavio Ortega, en 1 de Abril de 2008
...de animacion suspendida de manera artificial en ratones de laboratorio gracias a la administracion sulfuro de hidrogeno en baja concentracion. el sulfuro de hidrogeno es un gas toxico que posee un desagradable olor característico a huevos podridos; su molecula se compone de un atomo de azufre y dos de hidrogeno.
ahora unos investigadores del massachusetts general hospital han demostrado en ratones que se puede mantener este estado de una manera independiente de la temperatura corporal, con un ritmo cardiaco y un metabolismo ba...
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Redacción, en 28 de Agosto de 2008
...de física de 1996 con david lee y robert richardson por “ su descubrimiento de la superfluidez del helio-3 ». es actualmente profesor de física y física aplicada en la universidad de stanford.
“el lhc es un increíble ejemplo de ingeniería, no cabe duda de que maquinas llenas de helio superfluido de 27 kilometros es una cosa que confunde. no obstante, si examinamos una pequena parte de este, hay una tecnología simple pero llevada al límite absoluto de lo que se podía imaginar que el hombre alcance nunca. pero, por supuesto, la parte mas fascinante del cern se refiere a la criogenica. es la física de las partículas que esperamos que el lhc aclarara … si no obtenemos a higgs, fue en realidad un poco mas interesante, pero seespera que habra muchas nuevas partículas y de resonancias que nunca se habían previsto. sera algo excitante. "
carlo rubbia: “tiene la palabra la naturaleza”
credito: cern
rubbia compartio el premio nobel de física de 1984 con simon van der meer por sus trabajos que consiguieron el descubrimiento de los bosones w y z en el cern. carlo rubbia fue director general del cern de 1989 a 1993, ha perseguido distintos proyectos de investigacion en los ambitos de la física de neutrinos, de la materia oscura y nuevas formas de energías renovables.
“pienso que la naturaleza es mas inteligente que los físicos. deberíamos tener el valor de decir: "que la naturaleza nos diga lo que pasa". nuestra experiencia del pasado demostro que en el mundo de lo infinitamente pequeno, es extremadamente estupido predecir la naturaleza del proximo descubrimiento físico y de donde vendra. multiples maneras, este mundo nos sorprendera siempre. la proxima abertura podría proceder de la desintegracion beta, o de las experiencias en sotano, o de aceleradores de partículas. hay que dejar la puerta abierta al descubrimiento de nuevas formas de energía”.
george smoot: “la naturaleza de la materia oscura”
imagen: cern
smoot comparte el premio nobel de física 2006 con john mather “por el descubrimiento de la naturaleza de la materia oscura del fondo cosmico”. trabaja actualmente en el ambito de la cosmología en el lawrence berkeley national laboratory, en el proyecto planck.
“para un cosmologo, una de las grandes cosas que estan pasando es que la cosmología y la física de las altas energías se estan fusionando – estos ambitos comienzan a coincidir y no pueden ya desarrollarse independientemente. el lhc me interesa mucho ya ya que resulta que una de las misiones de las que me ocupo, la mision planck, tuvo el mismo calendario que el lhc durante 14 anos. vamos probablemente a lanzarla un poco mas tarde … ya estamos impacientes por saber mas con respecto al higgs, porque deseo ver el modelo normal acabado y comprendido. tengo tambien la esperanza de que el lhc comience a revelar dimensiones espaciales suplementarias, lo que tendría enormes implicaciones en todos los ambitos. pero lo que realmente tiene prisa es la demostracion de la teoría de la supersimetría o lo que hace la materia negra. tengo grandes esperanzas, quiza demasiado grandes…”
martinus veltman: “el inesperado”
imagen: cern
veltman compartio el premios nobel de física de 1999 con su antiguo alumno gerardus' t hooft “ por la aclaracion la estructura cuantica de la interaccion electrodebil». es profesor emerito de la universidad de michigan, ann arbor.
“lo que querría ver del lhc es lo inesperado. si este solo nos da lo que el modelo normal prevee – es decir, a un higgs con una escasa forma sería aburrido. querría algo mas interesante que eso. espero sinceramente que no encontremos algo que este estrictamente conforme al modelo normal porque se encerrarían entonces en una parte cerrada cuya puerta no veríamos. tambien existe la posibilidad de que otras partículas se presenten en la maquina.”...
En los orígenes del uso de la energía nuclear se encuentran en torno a la idea de simular las reacciones nucleares que produce el Sol y aprovechar de esta manera la enorme energía que de estas se desprende para poder aprovecharla con fines civiles o militares.
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Alvaro Peredo, en 29 de Octubre de 2008
...de uranio 235 proporciona tanta electricidad como 70 toneladas de hulla o 30 barriles de petroleo, a traves de varios metodos.
el metodo mas extendido para fisionar un atomo de uranio 235, es el del bombardeo del nucleo de este con un neutron que sera absorbido por este haciendo que se desestabilice por completo y se rompa en dos o mas pedazos (fision) y al menos dos neutrones mas, los cuales a su vez impactaran con los nucleos mas pequenos de uranio, provocando así lo que se conoce como reaccion en cadena.
en cada rotura (fision) de los atomos de uranio, se libera una enorme cantidad de energía, energía que se utiliza para calentar agua que producira vapor de agua, el cual a su vez permitira activar y hacer funcionar un generador de electricidad. “así” se produce energía nuclear. la energía de la fision puede ser y es liberada de forma controlada, es decir poco a poco.
sin embargo son de sobra conocidos los accidentes que se han producido durante el siglo xx y las innumerables fugas y fallos que se han producido en reactores de todo el mundo. aunque la energía nuclear pueda ser “segura”, no lo ha sido para miles de sus victimas que directa o indirectamente han sufrido las consecuencias de que las autoridades no se hayan tomado en serio la cuestion nuclear.
en espana, no hemos sido una excepcion debido al largo historial de fugas que hemos tenido acompanado de los intentos de las autoridades y de los gestores de los reactores por tratar de minimizar, tapar o enganar a los ciudadanos.
la gran mayoría de los reactores nucleares en servicio el combustible nuclear se compone de pildoras de bioxido de uranio introducidas en tubos. este combustible puede permanecer en el reactor por largos periodos de hasta tres anos, tiempo durante el cual no se llega a consumir la totalidad de este.
durante los procesos de fision controlada, se van acumulando productos secundarios como el gas cripton o solidos como el cesio, estroncio y plutonio. dado que hay que evitar que las barras de combustible acumulen una cantidad determinada de estos elementos, se hace necesario retirarlas para reintroducir combustible nuevo. es posible recobrar el combustible no utilizado, tarea que se realiza en plantas de procesamiento de residuos que separan el uranio, el plutonio y los desechos.
con la llegada al poder en el ano 2000 de la administracion bush junto con toda su banda de lobbies neoconservadores, eeuu y una buena parte de europa occidental adoptaron la estrategia de evitar que ciertos países rivales (el eje del mal y los que peudan venir mas adelante) pudieran adoptar la energía nuclear para fines civiles o militares. el caso de iran y corea del norte ejemplifica como pocos donde se encuentra el centro de poder mundial y como este lucha por mantenerlo.
si lo que se pretende es evitar la proliferacion nuclear civil porque esta inevitablemente lleva a la militar y es una clara amenaza a la supervivencia en la tierra, se debe aplicar una misma norma de actuacion para todas las naciones como estipula la carta de las naciones unidas referente a la energía atomica.
de nada sirve hacer declaraciones en la prensa y convencer a la opinion publica mediante la mera repeticion y al mismo tiempo ignorar que israel, india y pakistan (aliados de occidente) poseen cientos de ingenios nucleares ademas de un enorme arsenal químico y bacteriologico (al menos israel) en dos de las areas ...
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