El universo es un lugar grande, pero está formado por pequeñas piezas. En: tabla periódica incluye elementos como: oxígeno, Carbón և Otros materiales de construcción que forman estrellas, gatos o tazas de café. Pero desde principios del siglo XX, los científicos han pensado և encontrado partículas elementales cada vez más pequeñas, más finas que átomos que llenan el universo. Entonces, ¿cuál de estas partículas básicas es la más pequeña? Y, a la inversa, ¿cuál es el más grande?
Don Lincoln, un científico senior del Laboratorio del Acelerador Nacional Fermi (Fermilab) cerca de Chicago, es uno de los científicos que intenta responder a esta pregunta. En Fermilab, los científicos utilizan un acelerador de partículas para triturar partículas individuales en busca de escombros o posibles nuevas partículas fundamentales. Lincoln dijo que hay dos formas de medir el tamaño de las partículas: estudiar su masa, medir su tamaño físico y calcular el diámetro de una bola.
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Mass son relativamente simples para responder a estas preguntas. Sabemos que es la masa más baja distinta de cero neutrinodijo Lincoln. Señaló que no tenemos medidas precisas de masa de neutrinos porque las herramientas utilizadas para calcular la masa de partículas elementales no son lo suficientemente sensibles.
«El neutrino es una partícula, una especie de fantasma del mundo subatómico», dijo Lincoln. Los neutrinos interactúan muy débilmente con la materia և son la segunda partícula más común después de los fotones (que se parecen más a ondas que a partículas reales). De hecho, billones de neutrinos te atraviesan en este momento. Los neutrinos no pesan casi nada y pasan a la velocidad de la luz.
El núcleo atómico consta de neutrones, protones y electrones. Lincoln dice que los protones y neutrones tienen aproximadamente una décima parte del tamaño de un núcleo. Un electrón tiene una masa casi nula, pero en realidad pesa 500.000 veces más que un neutrón (nuevamente, lo cual es imposible de medir con precisión en este momento).
Lincoln dice que los físicos usan electronvoltios (eV) para medir la masa de partículas subatómicas. Técnicamente, la unidad es eV / c ^ 2, en la que c es la velocidad de la luz. Un electrón voltio equivale aproximadamente a 1.6×10 ^ -19 julios. Para simplificar las cosas, los físicos usan una serie de unidades en las que la velocidad de la luz es 1. Para determinar la masa de una partícula subatómica, usaría: Albert Einstein la ecuación conocida E = mc ^ 2 para obtener la masa (m) en kilogramos.
El electrón pesa 511.000 electronvoltios, lo que equivale a 9,11 x 10 ^ -31 kilogramos, según Lincoln. A modo de comparación, un protón típico en el núcleo de un átomo típico pesa 938 millones de electronvoltios, o 1,67 × 10 ^ -27 kg, dice.
Y a la inversa, la partícula principal más grande (en masa) que conocemos es la partícula llamada quark superior, que mide la friolera de 172.5 mil millones de electronvoltios, según Lincoln. Los quarks son uno de los elementos básicos que, hasta donde sabemos, no se pueden dividir en más partes. Los científicos han encontrado seis tipos de quarks: arriba, abajo, extraño, encanto, abajo և և arriba և. Los quarks anteriores son protones, neutrones y su peso es de 3 millones ± 5 millones de electronvoltios, respectivamente. En comparación, el quark top pesa 57.500 veces más que el quark top.
La cuestión del tamaño físico es más difícil de responder. Conocemos el tamaño físico de algunas partículas, pero no las más pequeñas. Algunas de las partículas «diminutas» de las que la gente oye hablar en la vida cotidiana, como las partículas de virus, son en realidad bastante grandes.
Lincoln sugirió tal sentido de escala. Una partícula de virus típica tiene aproximadamente 250 a 400 nanómetros de largo (nanómetros por mil millonésima parte de un metro o 10 ^ -9 m), mientras que un núcleo atómico típico mide aproximadamente 10 ^ -14 m (0.000000000000000001) m) Esto significa que el núcleo atómico de un virus es tan pequeño como el virus para nosotros.
En la actualidad, los científicos físicos más pequeños que pueden medir partículas con un acelerador son 2.000 veces más pequeños que un protón, o 5 x 10 ^ -20 m. Hasta ahora, los científicos han podido descubrir que los quarks son más pequeños que eso, pero no por cuánto.
Publicado originalmente en Live Science.
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