Datos y curiosidades del cuark bottom

 El cuark bottom, también conocido como cuark bottom o cuark fondo, es una partícula elemental que forma parte de la familia de los quarks, específicamente dentro de la tercera generación de quarks. Caracterizado por su alta masa, carga eléctrica negativa y spin intrínseco, el cuark bottom desempeña un papel fundamental en la estructura de la materia y las interacciones fundamentales del universo a nivel subatómico. Su descubrimiento, en 1977, marcó un hito importante en la física de partículas y contribuyó al desarrollo del modelo estándar de la física de partículas. El estudio del cuark bottom ha llevado a importantes descubrimientos sobre la naturaleza de las fuerzas fundamentales y ha abierto nuevas perspectivas en la búsqueda de nueva física más allá del modelo estándar.


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Datos y curiosidades del cuark strange

 El cuark strange es una partícula elemental que forma parte de la familia de los quarks, específicamente dentro de la primera generación de quarks. Caracterizado por su "extrañeza" o "sabor extraño", el cuark strange tiene una masa relativamente alta, una carga eléctrica negativa de -1/3 de la carga elemental, y un spin intrínseco de 1/2. Junto con el cuark charm, forma parte de los quarks de tipo "down" o "abajo".

Descubierto en 1968 por experimentos en el Stanford Linear Accelerator Center (SLAC) y en el Brookhaven National Laboratory, el cuark strange marcó un hito en la física de partículas como el primer quark de la historia en ser descubierto. Su existencia confirmó la validez del modelo de quarks y contribuyó al desarrollo del modelo estándar de la física de partículas. El estudio del cuark strange ha permitido investigaciones más profundas sobre la estructura de la materia y las fuerzas fundamentales del universo, y ha llevado al descubrimiento de nuevas partículas y fenómenos en el ámbito subatómico.



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Datos y curiosidades del cuark charm

 El cuark charm, también conocido como "quark encanto" o "quark encantado", es una partícula elemental que pertenece a la familia de los quarks, específicamente dentro de la segunda generación de quarks. Se caracteriza por tener una masa relativamente alta, una carga eléctrica positiva de +2/3 de la carga elemental y un spin intrínseco de 1/2. Junto con el cuark strange, forma parte de los quarks de tipo "up" o "arriba".

El descubrimiento del cuark charm fue anunciado en noviembre de 1974 por los físicos Burton Richter y Samuel Ting, quienes lideraron los experimentos en el Stanford Linear Accelerator Center (SLAC) y el Brookhaven National Laboratory, respectivamente. Este hallazgo marcó un hito importante en la física de partículas, ya que el cuark charm fue el primer quark de una segunda generación en ser descubierto experimentalmente. Su existencia confirmó la validez del modelo de quarks y contribuyó al desarrollo del modelo estándar de la física de partículas.

El cuark charm desempeña un papel crucial en nuestra comprensión de la estructura fundamental de la materia y las interacciones fundamentales entre partículas subatómicas. Su estudio ha llevado a importantes avances en la comprensión de las fuerzas nucleares y electromagnéticas, así como en la búsqueda de nueva física más allá del modelo estándar. Además, el cuark charm ha sido objeto de intensa investigación en experimentos de aceleradores de partículas como el Large Hadron Collider (LHC) del CERN, donde se han realizado mediciones precisas de sus propiedades y comportamiento.



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Datos y curiosidades del cuark top

 El cuark top, también conocido como "quark cima", es una partícula elemental que pertenece a la familia de los quarks, clasificada dentro de la tercera generación de quarks. Es el quark más pesado de los seis tipos conocidos de quarks. Tiene una masa aproximadamente 173 veces mayor que la del protón, lo que lo convierte en el quark más masivo. El cuark top tiene una carga eléctrica positiva de +2/3 de la carga elemental y un spin intrínseco de 1/2. Junto con el cuark bottom, forma parte de los quarks de tipo "up" o "arriba".

El descubrimiento del cuark top se anunció en 1995 por los experimentos CDF y D0 en el Tevatron del Fermilab. Este hito en la física de partículas ayudó a completar el conjunto de seis quarks predichos por el modelo estándar de la física de partículas. El estudio del cuark top ha permitido investigaciones más profundas sobre las fuerzas fundamentales y las interacciones que rigen el universo a nivel subatómico. Además, su gran masa lo hace especialmente interesante para explorar fenómenos físicos más allá del modelo estándar, lo que lo convierte en un objeto de estudio crucial en la búsqueda de nueva física.



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Datos y curiosidades del cuark down

El cuark down es una partícula elemental que forma parte de la familia de los quarks. Tiene una masa relativamente baja, una carga eléctrica negativa y un spin de 1/2. Junto con el cuark up, constituye los componentes fundamentales de los protones y neutrones en el núcleo de los átomos. Propuesto teóricamente en 1964, su existencia fue confirmada experimentalmente en la década de 1970. El cuark down es fundamental para entender la estructura de la materia y ha sido objeto de estudios detallados en la física de partículas, contribuyendo al desarrollo del modelo estándar de la física de partículas.



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Datos y curiosidades del cuark up

El cuark up es una partícula elemental fundamental que forma parte de la familia de los quarks. Tiene una masa relativamente baja, una carga eléctrica positiva y un spin de 1/2. Junto con el cuark down, constituye los bloques fundamentales de la materia bariónica, como protones y neutrones. Propuesto teóricamente en 1964, su existencia fue confirmada experimentalmente en la década de 1970. El cuark up desempeña un papel crucial en la estructura de la materia y ha sido objeto de intensa investigación en la física de partículas, contribuyendo significativamente a nuestra comprensión del universo a nivel subatómico.



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Así se descubrió la expansión del universo

Desde 1919, Hubble había estado descubriendo nuevas galaxias del observatorio, según la Carnegie Institution for Science. En 1923, desarrolló un método para medir la distancia entre una galaxia lejana y la Vía Láctea, que implicaba calcular el brillo real de las estrellas en otra galaxia y luego comparar ese valor con lo brillantes que parecían desde la Tierra.

Los científicos usan una escalera de distancia cósmica para medir la tasa de expansión del universo. La escalera, que se muestra simbólicamente aquí, es una serie de estrellas y otros objetos dentro de galaxias que han conocido. Al combinar estas mediciones de distancia con las velocidades a las que los objetos se alejan de nosotros, los científicos pueden calcular esa tasa de expansión.
(Imagen: © NASA / JPL-Caltech)

Este trabajo condujo a otra revelación. Según la Carnegie Institution, Hubble también conocía el trabajo de un astrónomo anterior, Vesto Melvin Slipher, quien había descubierto que podía medir qué tan rápido se movía una galaxia, hacia o desde la Vía Láctea, buscando cambios en las longitudes de onda de luz proveniente de esa galaxia. La medición se llama cambio Doppler, y el principio es el mismo que el cambio de tono que parece ocurrir cuando una sirena de ambulancia se acerca, suena y retrocede, excepto con luz en lugar de sonido. En el caso de la luz, las longitudes de onda emitidas por un objeto que se mueve hacia un observador estacionario parecen más frecuentes y, por lo tanto, más azules. Las longitudes de onda emitidas por un objeto que retrocede parecen menos frecuentes y, por lo tanto, más rojas.

Armado con información sobre la distancia de otras galaxias y su desplazamiento Doppler, Hubble y sus colegas publicaron un artículo en 1929 que cambiaría la astronomía. El documento, " Una relación entre la distancia y la velocidad radial entre las nebulosas extragalácticas ", demostró que las galaxias visibles desde la Vía Láctea parecían estar alejándose.

Lo que Hubble y sus coautores habían observado fue la expansión del universo mismo. Para usar una analogía famosa, las galaxias son como pasas en la masa de pan del universo. A medida que aumenta la masa, todas las pasas se separan más, pero todavía están atrapadas en la misma masa. El descubrimiento permitió el cálculo de la edad del universo: Unos 13700 millones de años.

Noventa años después de que el equipo del Hubble informara sobre sus hallazgos, los científicos todavía están tratando de entender cómo funciona esta expansión.

Este post pertenece a la serie "Descubrimientos y Experimentos", puedes ver todos los posts aquí. 



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El descubrimiento de Neptuno


Neptuno fue descubierto en 1846, y su hallazgo constituyó un triunfo absolutamente excepcional de las técnicas del cálculo. Fue un descubrimiento que podríamos decir que sucedió al revés de lo normal. Se partió de las perturbaciones en el movimiento de Urano, que no estaba exactamente en el lugar que se le suponía cuando se observaba su posición, lo que podía indicar la existencia de un objeto no identificado responsable de tales perturbaciones. 

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El primer elemento descubierto | Descubrimiento del fósforo

Un requisito previo necesario para la construcción de la tabla periódica fue el descubrimiento de los elementos individualmente. Aunque elementos como el oro, plata, estaño, cobre, plomo y mercurio se conocen desde la antigüedad, el primer descubrimiento científico de un elemento ocurrió en 1669 cuando Hennig Brand descubrió el fósforo.



¿Cómo lo hizo?

Quizás sea el método más desagradable para descubrir un elemento.

Recogió 60 cubos de orina (por contener fosfato) y los dejó reposar durante dos semanas. Pasado ese tiempo calentó la orina hasta el punto de ebullición y separó el agua, quedándose con un residuo sólido. Mezcló un poco de este sólido con arena, calentó la combinación fuertemente y recogió el vapor que salió de allí. Cuando el vapor se enfrió, formó un sólido blanco y cerúleo. Este sólido era fósforo.
¡Asombrosamente, aquella sustancia brillaba en la oscuridad! Por lo tanto,  fue bautizada como fósforo, que en griego quiere decir "portador de luz".

Hennig Brand no fue consciente de su descubrimiento pensó que había descubierto la legendaria piedra filosofal, un artículo que convertiría cualquier metal en oro y decidió mantenerlo en secreto.
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Así se calculó la velocidad de la luz por primera vez

El astrónomo danés Ole Rømer demostró por primera vez que la velocidad de la luz no era infinita, y que de hecho, era constante y se podía calcular.


¿Cómo lo hizo?

Cuando estudiaba IO, una de las lunas de Júpiter, Rømer notó que el tiempo entre los eclipses variaba a lo largo del año (dependiendo si la Tierra se estaba moviendo hacia Júpiter o alejándose de ella). Curioso por esto, Rømer comenzó a tomar notas cuidadosas sobre el momento en que IO aparecería a la vista. Después de un tiempo, Rømer se dio cuenta de que a medida que la Tierra se alejaba del Sol, y, a su vez, se alejaba de Júpiter, el tiempo entre los eclipse era mayor, y cuando se acercaba el tiempo disminuía. Rømer (correctamente) teorizó que esto se debía a que la luz reflejada desde IO no viajaba instantáneamente.

Rømer, después de un montón de cálculos, concluyó que la luz tardaba 22 minutos en cruzar el diámetro de la órbita de la Tierra alrededor del sol. Sus innovadores resultados fueron anunciados el 22 de agosto de 1676.

El científico holandés Christian Huygens ayudó a Rømer con los cálculos aritméticos y calculó una velocidad de la luz de 220000 kilómetros por segundo, la velocidad de la luz hoy en día se sabe que es exactamente de 299792,458 kilómetros por segundo.


El resultado de Rømer y Huygens es asombrosamente preciso incluso hoy, considerando que llegó 300 años antes de la era de la tecnología.
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Descubrimiento del electrón | Experimento de Thomson

El electrón fue descubierto por Joseph John Thomson en 1897 cuando estaba estudiando las propiedades de los rayos catódicos.

Thomson ganó el Premio Nobel en 1906 por demostrar la existencia del electrón. Curiosamente, su hijo G.P. Thomson también ganó el Premio Nobel en 1937 por probar las propiedades de onda del electrón.


¿Cómo lo hizo?
Thomson construyó un tubo de vidrio que fue parcialmente evacuado, es decir, gran parte del aire fue bombeado fuera del tubo. Luego aplicó un alto voltaje eléctrico entre dos electrodos en cada extremo del tubo. Detectó que una corriente de partículas salían del electrodo cargado negativamente (cátodo) al electrodo cargado positivamente (ánodo), Con lo cual, Thomson dedujo que los rayos catódicos debían estar formados por una pequeña partícula, que eran los electrones pero que él en primer lugar denominó "corpúsculo". 

Conclusiones a las que llegó Thomson:

1. Los rayos catódicos, que son corrientes de electrones, viajan en línea recta.

2. Son independientes de la composición del material del cátodo.

3. La aplicación de campo eléctrico en la trayectoria del rayo catódico desvía el rayo hacia una placa cargada positivamente. Por lo tanto, el rayo catódico está formado por partículas cargadas negativamente.
JJ Thomson midió la relación de carga por masa (e/m) de las partículas de rayos catódicos utilizando la desviación en el campo eléctrico y magnético.
mimetro=-1.76×108 Coulomb por gramo
Resultó ser 2000 veces más liviana que el hidrógeno.
Aunque obtuvo la relación e/m para el electrón del experimento del tubo de rayos catódicos, todavía no se conocía carga exacta (e) para el electrón. El físico estadounidense Robert Millikan diseñó un experimento para medir el valor absoluto de la carga del electrón.
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La radiación cósmica de fondo


Antes de nada, ¿Qué es la radiación cósmica de fondo?
La radiación de microondas de fondo, también denominada radiación cósmica de microondas, radiación cósmica de fondo o radiación del fondo cósmico, es una radiación electromagnética que dejo el universo tras el Big Bang.

¿Cómo y dónde se descubrió?
En Nueva Jersey, cuando Arno Penzias y Robert Wilson estaban experimentando con antenas parabólicas en 1964, detectaron un ruido prácticamente regular que venía en todas las direcciones, lo primero que pensaron es que se debía a un error, debido a los excrementos de paloma que había en el plato de la antena, y estos en consecuencia, creaban dichas interferencias, pero tras limpiar la antena y eliminar a las palomas en nombre de la ciencia, el ruido persistía, entonces, Penzias relacionó esas interferencias con la teoría del Big Bang.


 Antena de los Laboratorios Bell en Holmdel, Nueva Jersey

¿Qué repercusión tuvo?
En los años 60, la idea de que el universo hubiese nacido de una gran explosión y este hubiera dejado tras sí una radiación, se consideraba una mera especulación, pero Penzias y Wilson demostraron que el universo tuvo un inicio y recibieron el Premio Nobel en 1978 por su descubrimiento.

Hoy en día, el receptor con el que los dos científicos interceptaron las primeras señales del Big Bang puede verse en el Deutsches Museum de Munich.

¿Qué datos podemos predecir viendo la radiación cósmica de fondo?
Unos 50 años después del descubrimiento de Penzias y Wilson, la sonda espacial europea Planck volvió a calibrar la primera luz del cosmos, para determinar la temperatura de la radiación de fondo con una precisión de millonésimas de grado.



El mapa estelar de la radiación de fondo.

Todavía faltaba mucho para la formación de nuestro planeta, pero unas manchas que parecen continentes ya revelan los lugares donde se condensó la materia, formando nebulosas, galaxias, estrellas, y posteriormente, planetas. Gracias a la radiación de fondo podemos saber como evolucionó el universo, en otras palabras la imagen es la radiografía de cuando nuestro universo fue un bebé.

Desde su inicio el universo se ha limitado a expandirse, pero no se ha añadido nada, cuando era más pequeño que un átomo, ya contenía todo lo que existe en la actualidad, actualmente el cosmos tiene unas dimensiones tan grandes que escapan del intelecto humano.

La radiación de fondo que llega hasta nosotros establece los límites del mundo visible, unos 13800 millones de años para que la radiación llegase hasta nosotros, mientras que la luz que hay más allá del universo no ha tenido tiempo de llegar hasta la tierra, y no llegará jamás, por que el cosmos ya se expande a una velocidad mayor que la de la luz, por tanto, hay un más allá, que jamás podremos ver, más información en el artículo: La teoría de la inflación.

Otro dato que podemos sacar sobre el mapa de la radiación cósmica de fondo de la sonda Planck es que un 84,5% de la materia es oscura, y no tenemos ni la más remota idea de lo que es, solo sabemos que permite que el universo se expanda.
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Hay agua en Marte, pero aún no es oficial


Un gran lago de agua salada parece acechar bajo el hielo cerca del polo sur de Marte. Si se confirma, sería el primer cuerpo de agua líquida jamás detectado en el planeta rojo y un hito importante en la búsqueda para determinar si existe vida allí. Aclarando. ¡No está confirmado todavía! Con la ayuda del Mars Express han detectado reflejos brillantes que podría ser agua, pero las investigaciones podrían ser erróneas y no tratarse de agua, aún así, vamos con el descubierto y como lo han hecho:
Un equipo de investigadores italianos, dirigido por Orosei, informó el descubrimiento el 25 de julio en Science . Detectaron evidencia del lago enterrado en los datos del radar de la nave espacial Mars Express de la Agencia Espacial Europea.
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Experimento de Rutherford.

En 1911, Rutherford, junto a Geiger y Marsden, llevaron a cabo un experimento que consistía en bombardear con partículas alfa una fina lámina de oro, con el fin de corroborar el modelo de Thomson, que sostenía que los átomos estaban compuestos por una esfera con carga positiva repartida uniformemente por todo su volumen, y que dentro de esta se encontraban unas pequeñas partículas, llamadas electrones, con carga negativa y una masa muy pequeña.


¿Qué debería ocurrir?

Las partículas alfa con carga positiva al atravesar la lámina de oro, deberían desviarse ligeramente respecto a su dirección inicial.

¿Qué se observó?

Se observó que un gran número de las partículas lanzadas se desviaba ligeramente, pero algunas sufrieron desviaciones grandes y, lo más importante, un pequeño número de partículas rebotó hacia atrás.

Esto, para la idea que se tenía acerca del átomo, era tan impresionante e imprevisible que, en palabras del propio Rutherford, era igual a si se disparaba una bala de cañón contra una hoja de papel y esta rebotase.

Descubrimiento del átomo:

En 1911, Rutherford publicó La dispersión de partículas alfa y beta por materia y la estructura del átomo, donde sostenía que el átomo en su centro contenía una gran masa de carga eléctrica, (lo que hoy en día conocemos por átomo), donde además, suponía sin poder llegar a demostrarlo, que esta carga central era positiva.

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