{"id":2123,"date":"2020-06-12T02:01:09","date_gmt":"2020-06-12T02:01:09","guid":{"rendered":"https:\/\/luarevista.com\/?p=2123"},"modified":"2020-06-14T17:27:27","modified_gmt":"2020-06-14T17:27:27","slug":"lo-que-son-los-neutrones","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/luarevista.com\/web\/2020\/06\/lo-que-son-los-neutrones\/","title":{"rendered":"Lo que son los neutrones"},"content":{"rendered":"\n
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Designed by Freepik<\/a><\/figcaption><\/figure><\/div>\n\n\n\n

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ISSN: 2665-3974 (en l\u00ednea)<\/p>\n\n\n\n

Luarevista 3 y 4 , julio- diciembre  2019\/enero- junio 2020<\/p>\n\n\n\n

  Por Frank Bula Mart\u00ednez – <\/strong>fbulam@mail.uniatlantico.edu.co<\/strong><\/a>       <\/p>\n\n\n\n

1. El neutr\u00f3n<\/strong><\/p>\n\n\n\n

El neutr\u00f3n es una part\u00edcula que no fue f\u00e1cil de detectar, pues no se entend\u00eda qu\u00e9 rol ocupa en la naturaleza. Hoy en d\u00eda sabemos que es una part\u00edcula que est\u00e1 en todo el  universo: para ser precisos, est\u00e1 en toda la materia, desde lo m\u00e1s peque\u00f1o hasta lo m\u00e1s grande. El neutr\u00f3n ha intervenido en muchos eventos importantes en la historia del hombre. Es una part\u00edcula que tiene secretos ocultos como interacciones internas que no son f\u00e1ciles de observar, sin embargo, gracias a estas fuerzas subat\u00f3micas el universo se form\u00f3 tal cual lo conocemos. En este escrito veremos c\u00f3mo la existencia del neutr\u00f3n ha sido tan relevante en la historia como \u00fatil para el ser humano.<\/p>\n\n\n\n

2. El t\u00edmido neutr\u00f3n    <\/strong><\/p>\n\n\n\n

Hasta 1932 fue una part\u00edcula muy t\u00edmida que no se pod\u00eda detectar de manera f\u00e1cil, pues   no tiene carga. James Chadwick (1891-1974), un cient\u00edfico intr\u00e9pido en medio de un experimento tambi\u00e9n intr\u00e9pido, no estaba contento con los resultados de los choques de part\u00edculas gama contra los \u00e1tomos de hidr\u00f3geno en una capa de parafina. Entonces sospech\u00f3 que tal vez era necesaria una part\u00edcula sin carga lo suficientemente pesada como para expulsar el hidr\u00f3geno a la velocidad medida.<\/p>\n\n\n\n

Despu\u00e9s de muchos intentos y variaci\u00f3n de configuraciones de su experimento, que contaba con un disco con polonio, un disco con berilio, una capa de parafina y una c\u00e1mara de niebla o ionizante, pudo demostrar que para que se cumpliera la ley de la conservaci\u00f3n de la energ\u00eda, deb\u00eda existir una part\u00edcula m\u00e1s de las hasta el momento identificadas del prot\u00f3n y el electr\u00f3n. Una, con una masa parecida a la del prot\u00f3n, pero neutra. No estaba equivocado, se trataba del neutr\u00f3n, el nuevo integrante de la familia del n\u00facleo at\u00f3mico (R. Serway, J. Jewett, 2009, \u201cF\u00edsica para Ciencias e Ingenier\u00eda con F\u00edsica Moderna Vol 2\u201d. D.F, M\u00e9xico: CENGAGE Learning, pp 1293-1328).<\/p>\n\n\n\n

3. El neutr\u00f3n amigable    <\/strong><\/p>\n\n\n\n

Los modelos at\u00f3micos revolucionaron el siglo XX, ya que nos dieron nuevas ideas sobre c\u00f3mo est\u00e1 constituida la materia en lo m\u00e1s peque\u00f1o. Sin embargo, fue dif\u00edcil llegar a acuerdos porque cada modelo tuvo su inconveniente te\u00f3rico y r\u00e1pidamente fue suplido por el pr\u00f3ximo. Hubo muchas variaciones hasta llegar al  modelo at\u00f3mico actual, en el que el neutr\u00f3n est\u00e1 presente como parte del n\u00facleo junto a los protones.<\/p>\n\n\n\n

El neutr\u00f3n es una part\u00edcula que existe de manera abundante en la naturaleza: en todos los n\u00facleos at\u00f3micos de la materia con excepci\u00f3n del n\u00facleo de hidr\u00f3geno. Tambi\u00e9n lo podemos encontrar en experimentos de muchas clases o incluso libres en el espacio. Podemos decir que es amigable porque lo hallamos en casi todas partes. Adem\u00e1s, es f\u00e1cil  observar muchos eventos donde los neutrones interact\u00faan, como en explosiones de bombas at\u00f3micas, decaimientos de potasio en los pl\u00e1tanos y en nuestro brillante sol.  (M. G. Casta\u00f1eda, J. E. De-Geus, 2003, \u201cIntroducci\u00f3n a la F\u00edsica Moderna\u201d, Bogot\u00e1: Universidad Nacional de Colombia, pp 91-109).<\/p>\n\n\n\n

4. El neutr\u00f3n guerrero <\/strong>     <\/p>\n\n\n\n

Manipular y emitir neutrones fue posible en el transcurso de la Segunda Guerra Mundial.  Los m\u00faltiples experimentos realizados en el marco de la confrontaci\u00f3n b\u00e9lica, dieron como resultado el descubrimiento del poder de la energ\u00eda at\u00f3mica y en consecuencia, la detonaci\u00f3n de la bomba de fisi\u00f3n nuclear fue posible. En ese entonces se descubri\u00f3 que los n\u00facleos de uranio contienen una gran cantidad de neutrones y esto hace que estos n\u00facleos no sean estables. Por lo anterior, a trav\u00e9s de una perturbaci\u00f3n como el bombardeo de un neutr\u00f3n, estos neutrones del Uranio se dividen emitiendo otros neutrones que impactar\u00e1n otros n\u00facleos, causando as\u00ed una reacci\u00f3n en cadena.<\/p>\n\n\n\n

Esta reacci\u00f3n en cadena causada por los neutrones no solo sirvi\u00f3 para la detonaci\u00f3n de una bomba nuclear, tambi\u00e9n fue \u00fatil para la creaci\u00f3n de reactores nucleares. Los reactores nucleares son m\u00e1quinas que generan energ\u00eda usando materiales radiactivos, los cuales tienen paredes de cadmio que detienen los neutrones. Los reactores al ser radiactivos son m\u00e1quinas que afectan la salud si se recibe dosis de radiaci\u00f3n electromagn\u00e9tica muy energ\u00e9tica y por mucho tiempo. Pero es un hecho que estos reactores han generado  electricidad para el ser humano de una manera muy eficiente. La raz\u00f3n por la que los n\u00facleos at\u00f3micos pueden generar tanta energ\u00eda, se debe a la magnitud tan elevada de las fuerzas internas que encierran los neutrones y protones (P. G. Hewitt, 2007, \u201cF\u00edsica conceptual\u201d, D.F, M\u00e9xico: Pearson, pp 661-678).<\/p>\n\n\n\n

5. El neutr\u00f3n colorido    <\/strong><\/p>\n\n\n\n

El n\u00facleo at\u00f3mico est\u00e1 compuesto por protones, part\u00edculas con carga positiva, y neutrones, que son, como dice su nombre, neutros. Debido a las cargas positivas es extra\u00f1o que los n\u00facleos se mantengan unidos y no separados por la interacci\u00f3n electromagn\u00e9tica entre los protones. La raz\u00f3n por la cual no se separan es debido a que existe una fuerza fundamental m\u00e1s fuerte que la fuerza electromagn\u00e9tica, denominada \u201cla fuerza fuerte\u201d. Esta fuerza es causada por una part\u00edcula elemental sin masa llamada gluon, la cual le da un atributo nuevo a las part\u00edculas que interact\u00faan con \u00e9l. Esta propiedad se le llama carga de color. Debido a esta nueva propiedad, las part\u00edculas buscan un estado en el cual, al mezclarse con otros colores, se genere un color neutro llamado blanco, lo cual es an\u00e1logo a la carga neutra de las part\u00edculas que interact\u00faan con el fot\u00f3n. La carga de color no la experimentan todas las part\u00edculas, s\u00f3lo aquellas que interact\u00faen con el gluon, adem\u00e1s de tener un radio de acci\u00f3n muy corto del orden de femt\u00f3metro. Con estudios m\u00e1s profundos acerca de la estructura de los neutrones, se descubri\u00f3 que estos est\u00e1n formados por 3 part\u00edculas elementales distintas, llamadas quarks. El neutr\u00f3n est\u00e1 compuesto por 1 quark up y 2 quarks down, los cuales son part\u00edculas con carga el\u00e9ctrica, cuya suma da como resultado una carga neta nula (V\u00e9ase \u201cLo que son los quarks\u201d en la Separata  2.) Agregar ac\u00e1 hiperv\u00ednculo. Las cargas de color, tambi\u00e9n tienen una carga opuesta. As\u00ed como la positiva y la  negativa en el electromagnetismo, existe una carga de color y su opuesta: como la roja y la anti roja, que al combinarse tambi\u00e9n resultan en una carga de color neutra (C. Quigg, 1983, \u201cGauge Theories of the Strong, Weak, and Electromagnetic Interactions\u201d, Colorado: Westview Press, pp 193-262).<\/p>\n\n\n\n

6. El neutr\u00f3n y su gemelo    <\/strong><\/p>\n\n\n\n

Para cada part\u00edcula existe una antipart\u00edcula, tambi\u00e9n es el caso del neutr\u00f3n. La diferencia entre una part\u00edcula y su antipart\u00edcula es netamente su carga el\u00e9ctrica, el resto de sus propiedades permanecen iguales. Como se mencion\u00f3 anteriormente, el neutr\u00f3n es una part\u00edcula neutra, pero \u00bfc\u00f3mo ser\u00eda un antineutr\u00f3n si la antipart\u00edcula tiene carga opuesta? Es f\u00e1cil pensar que la carga de signo opuesto de una carga nula es la misma carga nula, pero esto no es as\u00ed.<\/p>\n\n\n\n

Aunque sea complejo de imaginar, hay certeza de que existe un antineutr\u00f3n independiente del neutr\u00f3n conformado por antiquarks, los cuales tienen cargas el\u00e9ctricas positivas y negativas. Para el quark up con carga positiva, existe un antiquark up de carga negativa; de manera an\u00e1loga para un quark down de carga negativa, existe un antiquark down de carga positiva. Ya que los quarks tienen carga de color al estar juntos debido a la interacci\u00f3n con el gluon, la suma de sus cargas el\u00e9ctricas es nula, permitiendo al antineutr\u00f3n ser una part\u00edcula sin carga. Por ende, su gemelo (antipart\u00edcula), es una antipart\u00edcula compuesta de otras antipart\u00edculas (S. Weinberg, 1995, \u201cThe Quantum Theory of Fields\u201d VOL 1, Cambridge: Cambridge University Press, pp 15-31).<\/p>\n\n\n\n

7.  El astroneutr\u00f3n     <\/strong><\/p>\n\n\n\n

Anteriormente se mencion\u00f3 que los neutrones hacen parte de la materia y los encontramos en los \u00e1tomos, pero existen cuerpos que est\u00e1n hechos en su mayor parte por una cantidad muy elevada de neutrones que est\u00e1n bien compactados en una estructura, estos cuerpos tan grandes llamados pulsares pueden ser encontrados en sitios muy remotos de la galaxia. Un pulsar es una estrella que emite una gran cantidad de radiaci\u00f3n debido a toda la energ\u00eda de las part\u00edculas que la conforman. Estos son cuerpos con un campo electromagn\u00e9tico muy intenso y que giran sobre s\u00ed mismas con una frecuencia muy alta. Como consecuencia de las altas velocidades alcanzadas en su giro el ecuador de las estrellas de neutrones se ancha. Estas estrellas contienen en una peque\u00f1a cantidad protones y electrones, los cuales al girar a velocidades muy altas, generan campos magn\u00e9ticos muy intensos (J. Hester, Hubble Space Telescope and Chandra Monitoring of the Crab Synchrotron Nebula, 2002 \u201cAstrophysical Journal Letters\u201d, 577, L49).<\/p>\n\n\n\n

 Muchas veces se cree que las cosas peque\u00f1as no influyen en las grandes, hasta el punto que podemos imaginar que si movemos o quitamos un grano de arena, en nada va a cambiar el transcurso de la historia. Sin embargo el neutr\u00f3n, una part\u00edcula que mucha gente ignora su existencia, un cuerpo tan diminuto que el ojo humano no puede ver, no sigue esta l\u00f3gica. Sacar o meter un neutr\u00f3n de un espacio tan peque\u00f1o como lo es un n\u00facleo at\u00f3mico puede terminar guerras, generar electricidad y hacer brillar estrellas. Estudiar el universo microsc\u00f3pico es algo fascinante, no sabemos que podemos encontrar ah\u00ed, pero algo es seguro, gracias a la existencia de todo un zool\u00f3gico de part\u00edculas y en este caso del neutr\u00f3n, aprendemos c\u00f3mo cosas m\u00e1s peque\u00f1as que un grano de arena pueden definir la historia del ser humano y el rumbo del universo. <\/p>\n\n\n\n

Sobre esta separa de ensayos de divulgaci\u00f3n cient\u00edfica v\u00e9anse tambi\u00e9n:<\/p>\n\n\n\n

En esta separata<\/a><\/p>\n\n\n\n

Escribir sobre f\u00edsica de part\u00edculas<\/a> <\/p>\n\n\n\n

Lo que son los quarks <\/a><\/p>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":"

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