El significado de algunos conceptos

Indeterminación, principio de

Principio de indeterminación de Heisenberg; principio de incertidumbre, en virtud del cual no es posible conocer con precisión ilimitada tanto la posición como el momento de una partícula.

Este principio, descubierto en 1.927 por Werner Heisemberg (1.901-1.976), se formula actualmente en la forma ΔxΔp_x ≥ h/4π, donde Δx es la determinación en la coordenada x, Δp_x es la indeterminación en la componente x del momento de partícula y h es la constante de Planck.

Una explicación de la indeterminación es que con el fin de localizar la partícula exactamente, un observador debe ser capaz de hacer rebotar sobre ella un fotón de radiación; este acto de localización altera la posición de la partícula de una forma impredecible.

Para localizar la posición con precisión se deben usar fotones de corta longitud de onda. El alto momento de dichos fotones causarían un gran efecto sobre la posición. Por el contrario, utilizando fotones de menor momento, se causará un menor efecto sobre la posición de la partícula, pero su localización será menos precisa debido a la longitud de onda más larga.

Schrödinger realizó un trabajo muy preciso y de formulación casi mágica (la ecuación de Schrödinger) que con su función de onda (Ψ), daba la enorme posibilidad de saber, con bastante aproximación, la situación de la partícula.

De todos modos, y dicho de otra manera, el principio de incertidumbre de Heisenberg nos obligó a poner los pies en el suelo; nada en el universo que nos ha tocado vivir es seguro al 100 por 100, ya que todo puede variar en función de lo que hagamos. Todo incide en lo que será. Es la causalidad:

Si nos comportamos correctamente y tenemos atenciones y respeto, la persona amada nos querrá. Si leemos mucho conoceremos cosas nuevas cada día. Si salimos a la calle con lluvia y no estamos bien abrigados, resfriado seguro… y así son las cosas.

Inercia

Propiedad de la materia que hace que se resista a cualquier cambio en su estado de movimiento. Así pues, un cuerpo en reposo se mantiene en reposo a no ser que actúe sobre él una fuerza externa, y un cuerpo en movimiento continúa moviéndose a velocidad constante y en línea recta a no ser que actúe sobre él una fuerza externa. Esta es una formulación de la primera ley del movimiento de Newton. La masa de un cuerpo es una medida de su inercia.

Más tarde llegó Einstein y nos dijo, además, que la masa de un cuerpo es la medida de su energía (E=mc²).

Ingravidez

Cualidad de un cuerpo cuando está a distancia infinita de cualquier otro cuerpo. En la práctica, la apariencia de ingravidez ocurre en el espacio cuando la atracción gravitacional de la Tierra sobre un cuerpo en el espacio es igual a la fuerza centrípeta requerida por su movimiento orbital, de manera que el cuerpo esta efectivamente en caída libre.

La ingravidez puede también ser simulada durante cortos períodos en un avión volando en un camino parabólico, de forma que los ocupantes están en caída libre.

La ingravidez es uno de los problemas a resolver en las naves espaciales futuras que realicen largos viajes por el espacio exterior. El cuerpo humano, cuya cuna y origen está en el planeta Tierra, no puede soportar grandes periodos de ingravidez sin que su esqueleto se resienta y debilite. Las naves y estaciones espaciales futuras tendrán que simular una gravedad artificial para hacer posible la exploración espacial sin este peligro, ya existen muchos otros.

Interacción

Efecto en el que intervienen un número de cuerpos, partículas o sistemas como resultado del cual tiene lugar algún cambio físico o químico en uno o más de ellos.

Supone un intercambio entre dos o más partículas o cuerpos.

Puesto que la teoría cuántica sostiene que las fuerzas fundamentales involucran el intercambio de partículas que transportan fuerza (los bosones), es correcto describir las fuerzas como interacciones.

Antes, en las fuerzas fundamentales de la naturaleza, hemos explicado todas las fuerzas naturales que existen en el universo.

Invarianza

Simetría generada por la operación combinada de cambiar conjugación de carga (C) y paridad (P). La violación CP ocurre en las interacciones débiles en la desintegración del kaón.

Aquí me parece apropiado incluir también CPT, teorema; inversión temporal: símbolo T. Operación de reemplazar el tiempo t por el tiempo -t. La simetría de la inversión temporal es conocida como invariancia T. Igual que ocurre con la violación CP, la violación de T también ocurre en las interacciones débiles en la desintegración del kaón.

Precisamente, cuando Einstein publicó su célebre teoría de la relatividad especial la llamó en un principio teoría de invariancia que estaba basada en la invariancia de la velocidad de la luz que, sea cual fuere la fuente emisora, esté en movimiento o en reposo, siempre es la misma, 299.792’458 Km por segundo.

También por cierta similitud podemos incluir aquí algún comentario sobre lo que es la irreversibilidad:

Es la propiedad de un sistema que impide que los cambios sean procesos reversibles. Existe la paradoja de que, a pesar de que las ecuaciones que describen los cuerpos en un sistema, como las leyes de Newton, las ecuaciones de Maxwell o la ecuación de Schrödinger, son invariantes bajo inversión temporal, los fenómenos que ocurren en sistemas formados por un gran número de grados de libertad no son reversibles. El proceso de resolver un huevo es un ejemplo. La resolución de esta paradoja requiere el concepto de entropía y de mecánica estadística.

La irreversibilidad ocurre por la transición de una disposición ordenada (somos jóvenes) a una disposición desordenada (somos viejos), que es la vía natural, el paso del tiempo y el avance de la entropía es el cambio inevitable e irreversible en un sistema cerrado, cuya flecha del tiempo siempre corre en la misma dirección de una entropía creciente (mayor desorden y menos energía).

La irreversibilidad también ocurre en procesos que violan la simetría T. De acuerdo con el teorema CPT, aquellos procesos que violan CP también violan T y son, por tanto, irreversibles.

Isótopos

Cuando hablamos de un isótopo nos estamos refiriendo a uno de los dos o más átomos del mismo elemento que tienen el mismo número de protones en sus núcleos, pero diferente número de neutrones.

El hidrógeno (1 protón, o neutrón), el deuterio (1 protón, 1 neutrón) y el tritio (1 protón, 2 neutrones) son isótopos del hidrógeno.

La mayoría de los elementos del universo, todos los que existen en la naturaleza, en su gran mayoría consisten en una mezcla de isótopos.

Isotropía

Es la cualidad de ser igual en todas las direcciones, que es exactamente lo contrario que ocurre con la “anisotropía” que es distinta en diferentes direcciones.

La isotropía puede estar representada por la luz del Sol que al expandirse por igual en todas las direcciones podemos decir que es isotrópica.

La anisotropía que se dice para un medio en el que ciertas propiedades físicas son diferentes direcciones; podría representarse con un ejemplo que todos entenderemos: la madera, por ejemplo, es un material anisótropo; su resistencia y configuración a lo largo de la fibra es distinta perpendicularmente a esta, al contrario de los cristales simples que no son cúbicos que también son anisótropos con respecto a algunas propiedades físicas, los cúbicos si lo son (isotrópicos).

La luz de un foco que alumbra a un pianista en el escenario no es isotrópica y, sin embargo, la bombilla que alumbra nuestra habitación si lo es, ya que se esparce por todos los rincones por igual y esa igualdad en todas las direcciones, es la ISOTROPÍA.

Julio

De símbolo J. Unidad de trabajo y energía. Se define como el trabajo realizado cuando una fuerza de 1 Newton es desplazada una distancia de 1 metro en la dirección de la fuerza. Se llama así en honor del físico inglés James Presscott Joule (1.818-1.889).

Juno

Asteroide 3; el tercer asteroide en ser descubierto por el astrónomo alemán Karl Ludwig Harding (1.765-1.834) en 1.804. Su diámetro es de 248 Km. Juno es de la clase S, con un periodo de rotación de 7’21 horas. Su órbita tiene un semieje mayor de 2’668 UA, un período de 4’36 años, un perihelio de 1’98 UA, un ofelio de 3’36 UA y una inclinación de 13’0º.

Jupiterianos

Planetas gigantes que tienen una superficie gaseosa. Los planetas jupiterianos conocidos del Sol son Júpiter, Saturno, Urano y Neptuno.