Química en casa.com

¿Qué son los Leptones?

Los leptones son partículas subatómicas que forman parte de los bloques fundamentales de la materia en el universo. Junto con los quarks, constituyen el grupo de partículas que no se pueden dividir en componentes más pequeños según nuestro conocimiento actual. Los leptones son clave para entender los principios de la física de partículas y el modelo estándar.

Pero, ¿qué es un leptón?

Un leptón es una partícula elemental que interactúa principalmente a través de la fuerza electromagnética y la fuerza débil, pero no mediante la interacción fuerte. Son partículas con espín de (1/2), lo que las clasifica como fermiones, según las leyes de la mecánica cuántica.

Descubrimiento

El primer leptón descubierto fue el electrón, detectado en 1897 por el físico británico J.J. Thomson durante sus experimentos con tubos de rayos catódicos. Este descubrimiento marcó un hito en la física, ya que identificó por primera vez una partícula subatómica más pequeña que el átomo.

Posteriormente, en 1936, Carl D. Anderson detectó el muón mientras estudiaba los rayos cósmicos. Este hallazgo sorprendió a los físicos, ya que el muón no parecía tener un papel evidente en la estructura de los átomos, lo que llevó a I.I. Rabi a exclamar irónicamente: «¿Quién ordenó esto?».

El tauón, el tercer leptón cargado, fue descubierto en 1975 por Martin Perl y su equipo en el Stanford Linear Accelerator Center (SLAC), utilizando colisiones de alta energía para identificar esta partícula más masiva.Leer más…«¿Qué son los Leptones?»

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El Rover Curiosity halló en Marte los compuestos orgánicos de mayor tamaño registrados hasta ahora.

El rover Curiosity de la NASA ha hecho un descubrimiento fascinante en Marte: los compuestos orgánicos más grandes jamás encontrados en el planeta rojo. Estos compuestos, llamados decano, undecano y dodecano, están formados por largas cadenas de átomos de carbono y se cree que podrían ser fragmentos de ácidos grasos.

El descubrimiento fue publicado el 25 de marzo de 2025 en la revista científica Proceedings of the National Academy of Sciences. Este hallazgo marca un avance significativo en nuestra comprensión de la química orgánica en Marte.

¿Cómo fue el hallazgo?

El rover Curiosity encontró estos compuestos orgánicos en una roca sedimentaria llamada «Cumberland», ubicada en el cráter Gale. Estas moléculas, como el decano, undecano y dodecano, son fragmentos de ácidos grasos que podrían haberse conservado en la roca durante millones de años o se formaron a través de procesos geológicos, como la interacción del agua con minerales en ambientes hidrotermales.Leer más…«El Rover Curiosity halló en Marte los compuestos orgánicos de mayor tamaño registrados hasta ahora.»

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¿Sabías que… el agua puede hervir y congelarse al mismo tiempo?

Este fenómeno se llama punto triple y ocurre cuando las condiciones de temperatura y presión son perfectas para que las tres fases del agua (sólida, líquida y gaseosa) coexistan en equilibrio. Es un concepto fascinante que se utiliza en física y química para estudiar las propiedades de las sustancias.

Esto ocurre a una temperatura de 0.01 °C y una presión de 611.73 pascales. En este punto, el agua puede cambiar de estado con solo un pequeño ajuste en la presión o la temperatura, lo que lo convierte en un concepto clave en termodinámica y física.Leer más…«¿Sabías que… el agua puede hervir y congelarse al mismo tiempo?»

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¿Qué son los Quarks?

En el maravilloso mundo de la física de las partículas, los quarks se conocen como los componentes esenciales que conforman el universo. Estas partículas subatómicas, se combinan para constituir a los protones y neutrones, los pilares de los átomos que forman toda la materia que nos rodea. Desde su descubrimiento revolucionario en la década de los años 60, los quarks han transformado nuestra comprensión de la estructura de la materia, retándonos a explorar las profundidades de lo infinitamente pequeño. En este nuevo post, nos sumergiremos en su historia, propiedades y algunos ejemplos que revelan su papel esencial en la naturaleza.

Entonces, ¿qué son los quarks?

Son partículas subatómicas elementales consideradas los bloques fundamentales de la materia. Son los componentes básicos de protones y neutrones, que a su vez constituyen el núcleo atómico. Según el Modelo Estándar de la física de partículas, los quarks no existen de forma aislada en la naturaleza, sino que siempre están agrupados en partículas compuestas llamadas hadrones. Los hadrones, por su parte son partículas subatómicas que están compuestas de quarks y mantenidas juntas por la interacción fuerte.

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DIFERENCIAS ENTRE FERMIONES Y BOSONES

Como estudiamos en los post anteriores, tanto los bosones como los fermiones, son las partículas principales que forman parte de la materia y determinan la forma cómo interactúan y conforman el universo. Entonces, vemos como los fermiones son los cimientos de la materia, como los electrones y los protones, y por su parte los bosones ejercen la función de mensajeros de las fuerzas fundamentales, como los fotones o el bosón de Higgs. Conocer sus diferencias es importante para entender los fenómenos más profundos de la naturaleza y descubrir los secretos de la materia y la energía en su aspecto más elemental.

Ahora veamos en el siguiente recuadro, las diferencias entre fermiones y bosones:

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¿QUÉ SON LOS BOSONES?

Los bosones son un tipo de partícula fundamental en el universo que se rigen bajo los criterios de la estadística de Bose-Einstein. Se diferencian de los fermiones, porque no están relacionadas al «Principio de Exclusión de Pauli». Esto significa que múltiples bosones pueden ocupar el mismo estado cuántico al mismo tiempo.

 

Descubrimiento

El nombre «bosón» fue acuñado por el físico indio Satyendra Nath Bose, quien, junto con Albert Einstein, desarrollaron las bases teóricas de cómo estas partículas se comportan. No obstante, el bosón más popular, el bosón de Higgs, fue descubierto experimentalmente en el año 2012 en el Gran Colisionador de Hadrones (LHC, por sus siglas en inglés) en el CERN. Este descubrimiento corroboró la existencia del mecanismo de Higgs, presentado en los años 60, que explica cómo las partículas adquieren masa.

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Modelos Atómicos: Teoría Atómica de Schrödinger y Heisenberg

Este modelo está basado en el principio de dualidad onda – partícula y en el principio de incertidumbre de Heisenberg. Según el principio de incertidumbre, el electrón se comporta como una onda y como una partícula y no es posible conocer o pronosticar su trayectoria.

Representación del modelo atómico de Schrödinger
Representación del modelo atómico de Schrödinger. Imagen extraída de: issuu.com

En esta teoría no se toma en cuenta la órbita, el cual es el lugar donde existe mayor probabilidad  de encontrar al electrón. Pero pronostica apropiadamente las líneas de emisión espectrales, en átomos neutros como en átomos ionizados.

De igual manera, esta teoría aportó la creación de la configuración electrónica de donde se obtiene los número cuánticos de los electrones de un átomo. Dicha distribución electrónica señala el nivel de energía del electrón, es decir, a qué distancia se encuentra del núcleo, el orbital y el giro que posee sobre su mismo eje.

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Modelos Atómicos: Teoría atómica de Niels Bohr

El físico danés Niels Bohr propuso en el año 1913 un nuevo modelo atómico donde pretendía corregir las limitaciones y errores que presentaba el modelo planetario de Rutherford.

Para Bohr el átomo está constituido por una parte central llamada núcleo en la que se localiza la carga positiva y una porción de su masa. Los electrones se encuentran dispuestos en órbitas circulares a través de diferentes niveles alrededor del núcleo. A cada nivel le corresponde una energía que será mayor cuanto más alejada del núcleo se encuentre. La distancia de las órbitas al núcleo, así como su energía, toma valores definidos. Cada nivel admite un número máximo de electrones que es igual a  2n2  donde n designa el nivel de energía (1, 2, 3,…)Leer más…«Modelos Atómicos: Teoría atómica de Niels Bohr»

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Modelos Atómicos: Teoría atómica de Rutherford

El científico Rutherford fue el primero en considerar que el átomo está divido en dos áreas. Rutherford realizó en el año 1911 el «experimento de la lámina de oro», que da explicación a esta teoría.

En su teoría, Rutherford señala que la mayor parte de la masa del átomo y toda su carga positiva están en una pequeña zona central que luego se llamó núcleo. Alrededor del núcleo y a grandes distancias del mismo, se encuentran los electrones girando. Rutherford hizo referencia al número de cargas. Para él, el átomo es neutro ya que posee la misma cantidad de cargas positivas y negativas.

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¿QUÉ SON LOS FERMIONES?

Los fermiones son una especie de partículas subatómicas que forman parte esencial de la estructura de la materia, gracias a sus especiales propiedades cuánticas que favorecen a la distribución de los átomos y las moléculas.

Entonces, ¿cuáles son los fermiones? Son los componentes básicos de los átomos como los electrones, neutrones, protones, quarks y neutrinos.

Estas partículas se someten bajo el Principio de Exclusión de Pauli. Este principio fue ideado por Wolfgang Ernst Pauli en el año 1925 y en él se indica que no puede existir simultáneamente dos fermiones con todos sus números cuánticos iguales. No pueden girar en la misma dirección, pero pueden hacerlo en direcciones opuestas

Pero, ¿qué significa esto? Esto quiere decir que un par de electrones en un átomo no pueden tener los cuatro números cuánticos completamente iguales. Estos números cuánticos son:Leer más…«¿QUÉ SON LOS FERMIONES?»

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