MAPAS CONCEPTUALES DE FÍSICA

MAPAS CONCEPTUALES DE FÍSICA PARTÍCULAS .-

Colisiones simples 


Aunque la idea de que todo está hecho de átomos, es decir, partículas indivisibles, tiene unos dos mil quinientos años, no hace más que unos cuatrocientos que es una verdadera idea científica y sólo desde hace unos cien se ha podido poner a prueba experimental mediante el principal método conocido para averiguar la estructura de los objetos que no pueden desmontarse (por pequeños o invisibles, etc); enviar proyectiles contra ellos y observar el resultado de las colisiones. 

A eso se le llama un experimento de dispersión (¡y entre ellos se podría incluir el ver, a simple vista o con instrumentos, la luz que emite o refleja cualquier objeto!) 

Veamos una pequeña animación en la que lanzamos canicas contra un objeto invisible para averiguar su forma y tamaño. Dependiendo de como se dispersen las partículas podemos averiguar como es el objeto. Este tipo de dispersión (colisión) en que las partículas salen siendo las mismas que las que entraron, pero desviadas, se llama dispersión elástica. 


Un buen ejemplo de experimento de dispersión elástica es el que llevaron a cabo Hans Geiger y Ernest Marsden, entre 1907 y 1909, bajo la dirección del neozelandés Ernest Rutherford, y que sirvió para descubrir el núcleo atómico; se trataba de lanzar “partículas alfa” (hoy sabemos que son núcleos de helio) contra una fina lámina de oro. 



Unos 60 años después, Taylor, Friedman y Kendall, descubrieron lanzando haces de electrones contra un blanco de hidrógeno que “dentro” del protón había objetos puntuales, a los hoy llamamos quarks. El experimento era mucho más complicado pues, para empezar, como resultado de las colisiones había partículas que no estaban ni en los proyectiles ni en el blanco. Es un caso de dispersión inelástica. 

En los experimentos de colisión se conoce el estado inicial y se trata de obtener la máxima información sobre el final: la energía o momento lineal y demás características relevantes de los “proyectiles” y dónde van éstos a parar, cómo cambia su estado, las partículas nuevas que pudieran aparecer (ver la sección siguiente)... 

La tarea de los físicos es integrar todos estos datos en un modelo coherente (ya existente o en desarrollo...) sobre la constitución de la materia: sus componentes y las interacciones entre ellos. Veamos un ejemplo de colisión inelástica de un Kaón negativo y un protón. 

¿Para qué "altas energías"? 

Si hacemos una lista ordenada cronológicamente de los principales aceleradores de protones (y a veces antiprotones o núcleos), notaremos rápidamente una clara tendencia: