PARTÍCULAS ELEMENTALES

PARTÍCULAS ELEMENTALES

Son partículas elementales aquellas que forman parte de la estructura de los átomos, y por lo tanto, representantes del último constitutivo de la materia.

Por más de dos mil años el ser humano ha pensado acerca de las partículas fundamentales, integrantes de la materia; empezando con un desarrollo gradual de la teoría atómica para continuar luego con una comprensión más profunda del átomo cuántico, hasta llegar a la reciente teoría del Modelo Standard.

A continuación se dan algunas de las definiciones para las principales partículas elementales:

Electrón: la primera partícula en ser descubierta en el año 1897 por el investigador Sir Joseph Thomson, quien recibió el Premio Nobel de Física en 1906; partícula de carga negativa, cuya masa es aproximadamente de 8,54 x 10-31 kg, su carga es de 1,6 x 10-19 Coulombs. El radio es de 2X10 -15 m, manteniéndose próximo al núcleo por fuerzas de naturaleza electrostática, la distancia a la que se encuentra situado un electrón del núcleo es del orden de 10 -10 m. (10 a la menos 10 metros).

Positrón

una partícula con la misma masa que un electrón, pero con una carga eléctrica positiva. Los positrones no existen en los átomos normales. Pueden aparecer en los residuos radiactivos o materializarse cuando fotones de alta energía reaccionan con los núcleos. El destino final de cada positrón es su conversión en energía electromagnética.

Protón

partícula elemental de carga eléctrica positiva que forma parte de la estructura básica del núcleo atómico. Su masa es de 1,672 x 10^-27 kg (1,672 por 10 a la menos 27 kgr). El radio de protón es de 2X10 ^-15 m (2 por 10 a la menos 15 metros).

Protón negativo

partícula con la misma masa que el protón, pero con una carga eléctrica negativa. Igual que los positrones, los protones negativos no se presentan naturalmente, sino que son producidos como resultado de reacciones de alta energía. Se convierten en energía electromagnética cuando se encuentran con un protón normal.

Neutrón

partícula elemental que no posee carga eléctrica y que forma parte de los núcleos atómicos. Cuando se desintegra, como producto de un proceso físico, emite un neutrino (partícula neutra de masa en reposo igual a 0). La masa del neutrón es de aproximadamente 1,64 x 10^-27 kg. No experimenta variaciones por la presencia de cargas eléctricas o bien de campos magnéticos o eléctricos. Los neutrones son emitidos en muchas reacciones nucleares. Un neutrón libre es una partícula inestable con una vida media de 17 minutos.

Mega electrón volt

es una unidad de energía. Se lee como "mega - electrón - volt". 1 MeV equivale a 1.000.000 de eV (electrón - volt). 1 eV es igual a 1,6 X 10^-19 Joules . Un eV es la energía que experimenta un electrón cuando se encuentra en un campo eléctrico, cuya diferencia de potencial es de 1 volt.

Fotón

es una partícula elemental que representa un cantidad discreta de energía electromagnética. El fotón tiene masa en reposo y no tiene carga eléctrica. Hoy día se acepta el hecho de que la luz se compone de fotones que viajan a una velocidad aproximada de 300.000 km/s. La energía transportada por cada fotón está relacionada con la frecuencia de la onda asociada.

E = h . f (en julios)

Los fotones de alta energía emitidos por algunos materiales radiactivos se llaman rayos gamma.

Neutrino

partícula de masa despreciable. La hipótesis del neutrino fue formulada para explicar ciertas características en la emisión de electrones de alta velocidad – partículas Beta – procedentes de materiales radiactivos. Cuando un núcleo que emite rayos Beta, se desintegra, crea a la vez un electrón y un neutrino. Las propiedades del neutrino se han podido establecer por experimentos indirectos. Hoy día está perfectamente determinada la existencia de al menos 2 tipos de neutrinos.

Neucleón

término que se usa para designar ya sea al neutrón o al protón, cuando no es necesario distinguirlos.

Mesón

los mesones se observan entre los productos de la desintegración cuando partículas de alta energía chocan con los núcleos. Los más prominentes de la familia de los mesones son los mesones pi (p) y los mu(m). Existen 3 clases de mesones pi(p). Dos de ellos tienen carga eléctrica (+,-) y se convierten en los más ligeros mesones aproximadamente 10 ^-8  segundos después de su formación. La tercera clase no tiene carga y degenera en 2 fotones. El mesón también es inestable y degenera en un electrón y 2 neutrinos 10 ^-6 segundos aproximadamente después de aparecer.

Deuterón

partícula alfa(a), estas partículas son núcleos de deuterio y helio respectivamente. El deuterón consta de un protón y de un neutrón; la partícula alfa de 2 protones y 2 neutrones. Esta última partícula emitida por algunos materiales radiactivos naturales. Se usan ambos como partículas para bombardeo en aceleradores de alta energía.

Es una sucesión de fisiones nucleares que ocurren en forma casi simultánea. Supongamos que en una fisión nuclear se liberan 2 neutrones. Estos neutrones que se han liberado pueden fisionar 2 nuevos núcleos atómicos, de donde se liberan 4 nuevos neutrones, los que a su vez harán impacto sobre 4 núcleos atómicos y así sucesivamente.

núcleos atómicos

Relación masa - energía

Albert Einstein, por medio de su famosa relación E= mc², indica que la energía y la masa son equivalentes, es decir, son una misma cosa, pero se encuentran en distinto estado. Por lo tanto, dada ciertas condiciones físicas, un cuerpo puede transformar su masa en energía y viceversa.

Uranio

mineral que se encuentra en la naturaleza bajo 150 formas diferentes. Es así como se puede presentar en forma primaria (como uranita), en forma oxidada, o en forma refractaria. También se le puede encontrar como subproducto en la fabricación de fosfatos, en las minas de cobre o en el agua de mar.

Las mayores reservas de uranio se encuentran en África, específicamente en Namibia, Níger, Gabón y Sudáfrica. En Sudamérica destacan las reservas de Argentina y Brasil. También hay en Colommbia.

La composición del uranio natural es de aproximadamente 99,3% en el isótopo del uranio 238 y de un 0,7% en uranio 235.