¿La Mecánica Cuántica! ¡El Efecto Túnel! Y, ¿cuanto más?

Como otras tantas veces aquí, comenzaré hablando del átomo de Carbono que, para mí, es el más importante de todos al ser el que posibilita la vida tal como la conocemos.

El átomo de carbono

La química de los compuestos que contienen carbono se denomina química orgánica.  Originalmente se la llamaba así porque se creía que solo los organismos vivos podían fabricar o poseer estos compuestos.

Los compuestos orgánicos se basan en el carbono combinado con otros átomos de carbono y con otros elementos como el hidrógeno, el nitrógeno, el azufre , etc. Formando grandes estructuras con distinta complejidad y diversidad, el átomo de carbono unirse a otros átomos de carbono formando largas cadenas las cuales pueden ser lineales, ramificadas o bien cíclicas. Se han aislado miles de compuestos de carbono de varios sistemas biológicos, aquí algunos ejemplos:

Fig. 2.9 – Los átomos de carbono pueden unirse con otros átomos de carbono y con muchos de otro para formar una gran variedad de compuestos orgánicos. Las mismas fuerzas que mantienen unido al metano (CH₄) también permiten la formación de moléculas extremadamente complicadas pero estables. En diversas estructuras, como los triacilgliceroles. predominan las cadenas lineales. En otras, como el azúcar glucosa. son anillos. La muscona, el atrayente sexual del venado almizclero del Tibet, también se basa en un anillo de carbonos. Otras moléculas vitales como la clorofila y la vitamina B₁₂ contienen cadenas, anillos e iones metálicos.

El átomo de carbono tiene seis protones y seis electrones ubicados en dos niveles de energía, en la capa interna encontramos dos y en la más externa cuatro.  Dada esta configuración el carbono tiene poca tendencia a ganar o perder electrones , sino que tiende a compartirlos con otros átomos,  por lo tanto se forman uniones covalentes. Los electrones que participan de dichas uniones covalentes son los cuatro que se ubican en el nivel exterior y son conocidos como electrones de valencia.  Estos cuatro electrones de valencia se ubican los vértices de un tetraedro equilátero, es decir que los ángulos de unión no son en 90° ( de lo que resultaría una estructura plana) si no que son superiores a los 100°.  Como resultado de está estructura tetraédrica las moléculas tienen entonces estructuras tridimensionales.  Cuando el carbono se une a cuatro átomos distintos, éstos se pueden unir a él de dos maneras distintas.

Fig. 2.10 – (a) Cuando un átomo de carbono enlaces covalentes con otros cuatro átomos, los electrones de su nivel de energía exterior forman nuevos orbitales. Estos nuevos orbitales, que son todos de la misma configuración, se orientan hacia los cuatro vértices de un tetraedro. Así, los cuatro orbitales e encuentran separados tanto como es posible. (b) Cuando un átomo de carbono reacciona con cuatro átomos de hidrógeno, cada uno de los electrones en su nivel de energía exterior forma un enlace covalente con el único electrón de un átomo de hidrógeno, produciéndose una molécula de metano. (c) Cada par de electrones se mueve en un orbital molecular . La molécula adopta configuración de un tetraedro.

Fig. 2.11 – Como las valencias del carbono están ordenadas en forma tetraédrica, la molécula tridimensional que se muestra construirse en dos formas que son imágenes especulares una de la otra. Esto se aplica a cualquier átomo de carbono que tenga cuatro grupos distintos unidos a él. Aunque las propiedades químicas de estos pares de compuestos son similares, sus propiedades biológicas suelen ser muy distintas. Esto se debe a que el reconocimiento biológico funciona por interacciones entre moléculas que tienen formas complementarias. Generalmente una de las moléculas tendrá actividad biológica y la otra será totalmente inactiva. Hasta aquí la reseña que tiene su fuente en  biologialosalpes’s Blog.

Los núcleos electrones y todos sabemos que un átomo es la protones y neutrones (los nucleones) rodeados de electrones moviéndose a velocidades cercanas a las de la luz. Es lo que se conoce electrones ocupan en sus orbitales.

El orbital s tiene simetría esférica alrededor del núcleo atómico. En la figura siguiente se muestran dos formas alternativas para representar la nube electrónica de un orbital s: en la primera, la probabilidad de encontrar al electrón (representada por la densidad de puntos) disminuye a medida que nos alejamos del centro; en la segunda, se representa el volumen esférico en que el electrón pasa la mayor

La forma geométrica de los orbitales p es la de dos esferas achatadas hacia el punto de electrón se aleja del núcleo atómico. El orbital “p” representa también la energía que posee un electrón y se incrementa a medida que se aleja

Los orbitales d tienen formas más diversas cuatro de ellos tienen  

Una vez dejada la reseña básica de lo que es el átomo y donde están situados los electrones por capas o niveles alrededor de su núcleo, veamos el fenómeno principal de Si un fotón viajero va por el espacio a 299.792’458 Km/s, velocidad de c, golpea a un electrón situado alrededor de un núcleo, lo que ocurre trae de cabeza a los científicos que no saben explicar de manera convincente la realidad de los hechos. El electrón golpeado absorbe el fotón y, de manera inmediata, desaparece del nivel que ocupa y, sin recorrer la distancia que los separa, simultáneamente aparece en el nivel superior. Es lo que llamamos el “salto cuántico” que es ir, más allá de los límites que podemos comprender, el fenómeno se aparta de lo que nos dicta el sentido común.

Imagen ilustrativa de la dualidad onda-partícula, en el cual se El Salto cuántico es uno de los muchos misterrios que desean desvelar los físicos, y, la pregunta a contestar es: ¿Por dónde hizo el viaje el electrón? ¿En qué lugar se escondió mientras desapareció? ¿Cómo pudo aparecer simultáneamente en otro lugar, sin recorrer la distancia existente Estas son preguntas que aún no podemos contestar, aunque sí es verdad que nos gusta especular con el hecho de que sería una posible manera traspasar el muro que supone, para los viajes espaciales, la velocidad de la luz y si pudiéramos electrón, conocido como “efecto túnel” o salto cuántico, es una idea que, 

Sinceramente creo que son los gobiernos los que fomentan este  

Tenemos que desterrar esta situación de programas vacíos de contenido o prensa embrutecedora de los sentidos. Mejorar los hábitos y, Para seguir avanzando habrá que eliminar esta clase de sociedad aberrante, lo que de El tiempo es una dimensión que permite distinguir entre dos sucesos que ocurren en el mismo punto del espacio y que de otra forma serían idénticos (espacio-tiempo). El intervalo entre dos de esos sucesos constituye la base de la medida del tiempo. Para propósitos generales, más cotidianos, la rotación de la Tierra sobre su eje sirve para definir las unidades del reloj (el día y la noche con 24 horas) y la órbita del planeta Tierra, alrededor del Sol, (el año) se utiliza para definir las unidades del calendario con 365 días. Para fines científicos, los intervalos de tiempo son Como estamos comentando asuntos diversos que de alguna manera pueden estar relacionados con el tiempo, y comentamos también las diversas perspectivas y formas o enfoques de mirar el tiempo, no me puedo resistir aquí una reseña de lo que es el…

Es el tiempo que necesita el fotón (viajando a la velocidad de la luz, c, longitud de Planck. Está dado por segundos, donde G es la constante gravitacional (6’672 59 (85) ×10^-11 N m² kg^-2), ħ es la constante de Planck racionalizada (ħ = h/2π = 1’054589 × 10^-34 Julios segundo) y c es la velocidad de la luz (299.792.458 m/s).

El valor del tiempo del Planck es del orden de 10^-44 segundos. En la cosmología del Big Bang, Expresado en números corrientes que todos podamos entender, su valor es el de la fracción de 1 segundo, que es el tiempo que necesita el fotón para recorrer la longitud de Planck, de 10^-35 metros (veinte ordenes de magnitud menor que el tamaño del protón de 10^-15 metros).  El límite de Planck es L_p= √ ( G ħ / C³ )

Todo, Einstein, es relativo. Depende de la pregunta que se formule y de quién nos de la respuesta. Y, Fue por eso que Einstein se negó a aceptar las conclusiones que pudiesen llegar de un método científico tan abierto a errores relativos, enunciando así su ya conocida frase “No creo que Dios juegue a los dados con nosotros”.

Sin embargo, la Teoría Cuántica siguió adelante y hemos llegado a lo que hemos llegado. Hoy podemos explicar algunos de los más especiales fenómenos de

Si hasta casi 1930 las únicas partículas realmente conocidas eran los electrones y los fotones, a partir de entonces comenzaron a descubrirse teóricamente más tipos de ellas, y experimentalmente a lo largo de las décadas siguientes. Hoy son cientos las partículas conocidas y sabemos las funciones que cada una de ellas tiene asignado, sus vidas medias, sus masas y cargas, sus espines, y, en definitiva, podemos estar orgullosos de conocer, en gran medida, a los principales componentes de la mate3ria que nos rodea y podemos ver y detectar por medio de su radiación elecdtromagnética. Incluso, estamos buscando partículas profundamente escondidas, unas pueden estar en los océanos de Higgs, como el dicho Bosón que supuestamente le da masa a las demás partículas, y, otras, como el gravitón, No pocas veces nos olvidamos de que todo lo grande está hecho de cosas pequeñas, y, así, una estrella está compuesta de partículas pequeñísimas que juntas hace ese todo descomunal que brilla en el cielo y emite luz y calor al espacio que la circunda. Hay estrellas, como VY Canis Majoris cuyo diámetro es de entre ~ 3,600 a 4,200 D☉, su radio podría extenderse mas allá de la órbita de saturno, alrededor de 9 UA.

Lo cierto es que para las estrellas supermasivas, cuando llegan al final de su ciclo y dejan de brillar por agotamiento de su combustible nuclear, en ese preciso instante, el tiempo se agota para ella. Cuando una estrella pierde el equilibrio existente entre la energía termonuclear (que tiende a expandir la estrella) y la fuerza de gravedad (que tiende a comprimirla), al quedar sin oposición esta última, la estrella supermasiva se contrae aplastada bajo su propia masa. Queda comprimida hasta tal nivel que llega un momento que desaparece, para convertirse en un agujero negro, una singularidad, donde dejan de existir el “tiempo” y el espacio. A su alrededor nace un horizonte de sucesos, que si se traspasa se es engullido por la enorme gravedad del agujero negro, y, es precisamente cuando se forma ese singularidad es.

En fin amigos, ¡es todo tan complej0!

emilio silvera