1-CUANTOS

Puede entenderse al quantum como la cantidad mínima de energía que es susceptible de transmisión a través de una longitud de onda. También la noción refiere al valor más pequeño que puede adquirir una magnitud en el marco de un sistema físico al modificar su estado.

Los quantum, de acuerdo a la física cuántica, son las unidades de energía emitidas mediante la radiación electromagnética. Esta rama de la física sostiene que las partículas se dedican a intercambiar energía en enteros que albergan la mínima cantidad posible, que son los quantum.

La física cuántica se encarga de analizar cómo se comporta la materia con dimensiones ínfimas, algo que dificulta conocer cuál es la posición exacta y la energía de una partícula.

Al trabajar con quantums y en base al postulado del intercambio de energía de forma discreta, la física cuántica permitió brindar explicaciones a hechos inaccesibles para la física convencional
Un quantum o cuanto es la menor cantidad de energía que puede transmitirse en cualquier longitud de ondaConsiderado el creador de la teoría cuántica, el físico alemán Max Planck enunció que la radiación electromagnética se emite en unidades discretas de energía denominadas quantum o quantos.Para la física clásica, un oscilador de cierta frecuencia podía emitir cualquier parte de su cantidad total de energía sin importar su valor. En realidad, los cuantos o unidades de radiación son tan pequeños que la radiación nos parece continua.Einstein, en 1905, explicó el efecto fotoeléctrico utilizando la teoría de los cuantos, admitiendo que la luz se traslada por el espacio en forma de cuantos. A este cuanto de radiación se le dio posteriormente el nombre de fotón.

                La Relatividad General

Para continuar el homenaje a Albert Einstein, vamos a repasar ahora brevemente la Relatividad General en un texto que sirve como introducción para aquellos no iniciados en esta rama de la física.

1.- PASADO, PRESENTE Y FUTUROLa teoría general de la relatividad de Albert Einstein es uno de los logros más imponentes de la física del siglo veinte. Publicada en 1916, explica lo que percibimos como fuerza de gravedad. De hecho, esta fuerza surge de la curvatura del espacio y del tiemOEinstein propuso que los objetos como el Sol y la Tierra variaban la geometría del espacio. En presencia de materia y energía, el espacio se puede deformar y estirar,formando cordilleras, montañas y valles que causan que los cuerpos se muevan por estas "rutas" curvas. Así que aunque la Tierra parezca moverse alrededor del Sol a causa de la gravedad,en realidad, tal fuerza no existe. Es simplemente la geometría del espacio-tiempo alrededor del Sol la que dice cómo debe moverse la Tierra.

La teoría de la relatividad general tiene consecuencias de largo alcance. No sólo explica el movimiento de los planetas, sino que también puede describir la historia y la expansión del Universo, la física de los agujeros negros, la curvatura de la luz de las estrellas y las galaxias distantes.

PREDECIBILIDAD

El término predicción puede referirse tanto a la «acción y al efecto de predecir» como a «las palabras que manifiestan aquello que se predice»; en este sentido, predecir algo es «anunciar por revelación, ciencia o conjetura algo que ha de suceder»

La predicción constituye una de las esencias claves de la ciencia, de una teoría científica o de un modelo científico. Así, el éxito se mide por el éxito o acierto que tengan sus predicciones.

La predicción en el contexto científico es una declaración precisa de lo que ocurrirá en determinadas condiciones especificadas. Se puede expresar a través del silogismo: "Si A es cierto, entonces B también será cierto."

El método científico concluye con la prueba de afirmaciones que son consecuencias lógicas del corpus de las teorías científicas. Generalmente esto se hace a través de experimentos que deben poder repetirse o mediante estudios observacionales rigurosos.

Una teoría científica cuyas aseveraciones no son corroboradas por las observaciones, por las pruebas o por experimentos probablemente será rechazada. El falsacionismo de Karl Popper considera que todas las teorías deben ser puestas en cuestión para comprobar su rigor.

Las teorías que generan muchas predicciones que resultan de gran valor (tanto por su interés científico como por sus aplicaciones) se confirman o se falsean fácilmente y, en muchos campos científicos, las más deseables son aquéllas que, con número bajo de principios básicos, predicen un gran número de sucesos.

LA TEORÍA DEL CAOS:DEFINICIÓN Y EJEMPLO

Popularmente, se le llama Teoría del Caos a la rama de las ciencias exactas, principalmente física y matemáticas, que trata sobre comportamientos impredecibles en sistemas dinámicos (sistemas complejos que cambian o evolucionan con el estado del tiempo). 

La Teoría del Caos plantea que el mundo no sigue un patrón fijo y previsible, sino que se comporta de manera caótica y que sus procesos y comportamiento dependen, en gran manera, de circunstancias inciertas. Esto plantea que una pequeña variación en el sistema o en un punto del mismo puede provocar que en un lapso de tiempo a futuro éste presente un comportamiento completamente diferente e impredecible. No es propiamente una teoría, sino un gran campo de investigación abierto que abarca numerosas líneas de pensamiento.

De acuerdo a su definición, los sistemas dinámicos se clasifican básicamente en 3 tipos:

1.           Estables

2.           Inestables

3.           Caóticos

El Núcleo

El núcleo atómico es la parte central del átomo donde se concentra el 99.99% de la masa total del átomo y tiene carga positiva. está formado por protones y neutrones llamados nucleones y se mantienen unidos por las fuerzas nucleares.

·                     isotopos: son núcleos con el mismo numero atómico(Z) pero diferente numero másico(A)

·                     isobaras: son núcleos con el mismo número másico(A) pero distinto numero atómico (Z)

·                     isótonos: son núcleos con el mismo número de neutrones (N)

·         El núcleo atómico es la parte central de un átomo, tiene carga positiva, y concentra más del 99,9% de la masa total del átomo.

·         Está formado por protones y neutrones (denominados nucleones) que se mantienen unidos por medio de la interacción nuclear fuerte, la cual permite que el núcleo sea estable, a pesar de que los protones se repelen entre sí (como los polos iguales de dos imanes). La cantidad de protones en el núcleo (número atómico), determina el elemento químicoal que pertenece. Los núcleos atómicos no necesariamente tienen el mismo número de neutrones, ya que átomos de un mismo elemento pueden tener masas diferentes, es decir son isótopos del elemento.

·         La existencia del núcleo atómico fue deducida del experimento de Rutherford, donde se bombardeó una lámina fina de oro con partículas alfa, que son núcleos atómicosde helio emitidos porrocasradiactivas.Lamayoríadeesaspartículastrasplámina,pero algunas rebotaban, lo cual demostró la existencia de un minúsculo núcleo atómico.

·      Definición de radioactividad

·      Definimos radioactividad como la emisión espontánea de partículas (alfa, beta, neutrón) o radiaciones (gama, captura K), o de ambas a la vez, procedentes de la desintegración de determinados nucleidos que las forman, por causa de un arreglo en su estructura interna.

·      La radioactividad puede ser natural o artificial. En la radioactividad natural, la sustancia ya la posee en el estado natural. En la radioactividad artificial, la radioactividad le ha sido inducida por irradiación.

·      Un radionucleido es el conjunto de los núcleos radioactivos de una misma especie. Todos los núcleos radioactivos que forman un radionucleido tienen una radiactividad bien definida, común a todos ellos, que los identifica; de la misma forma que un tipo de reacción química identifica los elementos que participan.

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·      Cuantitativamente, la radioactividad es un fenómeno estadístico. Por este motivo, para valorarlo hay que observar el comportamiento de un conjunto de núcleos de la misma especie. Por la ley de los grandes números, se define una constante radiactiva λ como la probabilidad de desintegración de un núcleo por unidad de tiempo. Con esta definición, el número N de núcleos radioactivos de una misma especie que se encuentran en una sustancia en un instante t es dado por N = No · e-λt, donde No es el número de núcleos radioactivos que había antes de que transcurriera el tiempo t. En realidad, difícilmente una sustancia radioactiva es formada por un solo radionucleido, aunque cada uno de sus componentes en desintegrarse se transforma en un núcleo diferente que, a su vez, puede ser también radioactivo.

·      El radionucleido inicial es llamado padre, y el derivado, hijo. Esta situación puede continuar a lo largo de múltiples filiaciones y el conjunto de todas es llamado familia o serie radioactiva. En este caso, la relación que da el número de núcleos radioactivos presentes es más compleja porque, además de tener en cuenta el número de cada uno de ellos en el instante inicial, hay que considerar que, por desintegración de unos, se forman otros.

·      El problema se simplifica cuando se quiere conseguir el equilibrio radioactivo (dicho también equilibrio secular en las series radiactivas naturales), que es cuando ha pasado un tiempo suficientemente largo desde que se ha iniciado el proceso de filiación, porque entonces el ritmo de las desintegraciones es impuesto por el radionucleido que tiene la constante radioactiva más pequeña.

·                   Concepto de fusión

·         La fusión significa unión de dos elementos o cosas.

En Física, se denomina fusión al cambio de estado de la materia que pasa del estado sólido al estado líquido. A medida que el sólido se va calentando, se produce una oscilación progresiva de sus partículas, por incorporación de energía, hasta que los átomos se desordenan (los sólidos poseen sus partículas ordenadas).

El punto de fusión ocurre en el momento en que coexisten en la materia los estados sólido y líquido, y a partir del cual ya habrá solamente líquido. Cada sustancia tiene su propio y constante punto de fusión, por ejemplo el agua congelada (hielo) comienza a derretirse (fusionarse) a partir de 0º C.

El calor que se necesita para provocar el pasaje del estado sólido al líquido, se denomina calor molar de fusión. Si la temperatura se sigue elevando, es posible que se llegue al punto de ebullición y el líquido se transforme en gas.

La fusión nuclear es el fenómeno que se produce intencionalmente con gran aporte de energía de activación, para lograr la unión de dos núcleos atómicos ligeros de carga semejante, en uno más pesado. En este proceso se libera o absorbe energía. Se aplica en las bombas de hidrógeno, que por fusión atómica de deuterio y tritio forman helio, liberando enorme cantidad de energía. Las estrellas son un ejemplo de fusión nuclear natural

Fisión nuclear

, la fisión es una reacción nuclear, lo que significa que tiene lugar en el núcleo atómico. La fisión ocurre cuando un núcleo pesado se divide en dos o más núcleos pequeños, además de algunos subproductos comoneutrones libres, fotones (generalmente rayos gamma) y otros fragmentos del núcleo como partículas alfLa fisión se puede inducir por varios métodos, incluyendo el bombardeo del núcleo de un átomo fisionable con una partícula de la energía correcta; la partícula es generalmente un neutrón libre. Este neutrón libre es absorbido por el núcleo, haciéndolo inestable (a modo de ejemplo, se podría pensar en la inestabilidad de una pirámide de naranjas en el supermercado, al lanzarse una naranja contra ella a la velocidad correcta). El núcleo inestable entonces se partirá en dos o más pedazos: los productos de la fisión que incluyen dos núcleos más pequeños, hasta siete neutrones libres (con una media de dos y medio por reacción), y algunos fotones.a (núcleos de Reacción en cadena

Una reacción en cadena ocurre como sigue: un acontecimiento de fisión empieza lanzando 2 ó 3 neutrones en promedio como subproductos. Estos neutrones se escapan en direcciones al azar y golpean otros núcleos, incitando a estos núcleos a experimentar fisión. Puesto que cada acontecimiento de fisión lanza 2 o más neutrones, y estos neutrones inducen otras fisiones, el proceso se acelera rápidamente y causa la reacción en cadena. El número de neutrones que escapan de una cantidad de uranio depende de su área superficial. Solamente los materiales fisibles son capaces de sostener una reacción en cadena sin una fuente de neutrones externa. Para que la reacción en cadena de fisión se lleve a cabo es necesario adecuar la velocidad de los neutrones libres, ya que si impactan con gran velocidad sobre el núcleo del elemento fisible, puede que simplemente lo atraviese o lo impacte, y que este no lo absorb helio) y beta (electrones y positrones de alta energía

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