Evolución de la teoría atómica

Evolución de la teoría atómica Desde los maravillosos estudios de los científicos de la Antigua Civilización Griega a nuestros días, la teoría atómica ha evolucionado en forma constante y compleja. Acompáñame para conocer algunos de los momentos más ilustres en el estudio de los átomos y la evolución teórica del conocimiento sobre los átomos. El estudio de los átomos y la teoría atómica en el comienzo La primera vez en la historia de la humanidad en la que se habló del átomo fue en la Antigua Grecia. Los primeros conceptos del átomo se acuñaron cerca del año 600 a.C., Tales de Mileto, Demócrito y Aristóteles, entre otros, mencionaron diferentes aspectos de la materia que de una u otra manera, referían a los átomos. Como en casi todas las ramas de la ciencia, los griegos fueron los precursores y establecieron el punto de partida a lo que, cientos de años más tarde, sería la teoría atómica. Analicemos brevemente cómo se desarrollaron y quienes participaron en la evolución de esta importante teoría. Cómo evolucionó la teoría atómica El siguiente avance se dio recién en el año 1773, gracias al importante trabajo del químico Francés Antoine-Laurent de Lavoisier, quien postuló que la materia no se crea ni se destruye, sino que simplemente se transforma. Desde entonces se realizaron importantes descubrimientos para la época, que poco a poco fueron forjando la evolución de la teoría atómica para llegar al modelo atómico actual. En 1794, el químico y físico francés John Dalton elaboró el primer modelo atómico con bases científicas. En su trabajo se afirmaba que la materia está compuesta por partículas muy pequeñas (átomos) indivisibles e indestructibles, aún después de combinarlas mediante reacciones químicas. También descubrió que los átomos de un mismo elemento son iguales, y que se podían formar compuestos químicos uniendo dos o más átomos de distintos elementos. En 1897, Joseph John Thomson descubrió la existencia de los electrones y las cargas eléctricas que estos poseían (positivas o negativas). El premio Nobel de química de 1908, Ernest Rutherford, estudió las emisiones radioactivas e identificó los rayos alfa, beta y gamma. Esto lo llevó al descubrimiento de un nuevo modelo atómico en el que los átomos se dividen en un núcleo formado por neutrones y protones, y una corteza formada por electrones que giran alrededor del núcleo en órbitas circulares. Pocos años después, fue publicado el trabajo sobre la teoría atómica de Niels Bohr. En su trabajo explica que el átomo puede tener ciertos niveles de energía definidos, y descubre que las órbitas de los electrones pueden cambiar hacia otras órbitas de niveles de energía superiores o inferiores, produciendo en el proceso fotones de luz. Bohr colaboró en la creación de la primera bomba atómica y fue el primero en preocuparse por el control de la energía nuclear y por el desarrollo de aplicaciones pacíficas de la teoría atómica. Teoría atómica de Bohr En el estudio de la física, el modelo (o teoría atómica) de Bohr, es el que describe al átomo como un núcleo pequeño y cargado positivamente, el cual se encuentra rodeado por electrones que viajan en órbitas circulares alrededor del núcleo. Esto, en estructura, sería similar a la estructura del sistema solar que habitamos, con la diferencia de que las fuerzas electroestáticas que causan atracción en lugar de gravedad. Este modelo de Borh significó una gran mejora con respecto a los modelos anteriores (modelo cúbico, Saturniano, etcétera); aunque hay quienes relacionan al modelo de Bohr con el de Rutherford, por lo cual en algunos sitios figura como "modelo Rutherford-Bohr". En los comienzos del siglo 20 hubo ciertos experimentos realizados por Ernest Rutherford, los cuales lo llevaron a la conclusión de que los átomos consisten de una nube de electrones cargados negativamente que rodean un núcleo cargado positivamente. Gracias a estos datos, tomados por Rutherford como meramente experimentales, fue que este científico luego pudo llegar a la conclusión de un modelo planetario del átomo; o sea, electrones que orbitan alrededor de un núcleo. Sin embargo, este modelo tenía un problema: no encajaba con las leyes mecánicas clásicas (de hecho, si este modelo hubiese descripto correctamente a los átomos, significaría que absolutamente todos los átomos son inestables). Luego de todos los experimentos llevados a cabo por Rutherford, Bohr continuó con sus investigaciones agregando algunos de los datos obtenidos por Rutherford. Gracias a estos datos iniciales es que Borh pudo desarrollar su teoría: un modelo primitivo del átomo de hidrógeno. De todos modos, hoy en día esta teoría podría ser considerada obsoleta científicamente, pero gracias a su simplicidad es que este modelo sigue siendo enseñado a estudiantes para introducirlos en el área de la física cuántica. La teoría de Bohr, si bien ya no se considera como exacta, es importantísima a nivel histórico, ya que fue el primer modelo en incluir y postular una cuantización, la cual explica cómo los electrones pueden tener órbitas estables (al contrario de lo que explica la teoría de Rutherford) alrededor del núcleo del átomo. QUARKS - LEPTONES los cuarks o quarks, junto con los leptones, son los constituyentes fundamentales de la materia. Varias especies de quarks se combinan de manera específica para formar partículas tales como protones y neutrones. Los quarks son las únicas partículas fundamentales que interactúan con las cuatro fuerzas fundamentales. Son partículas parecidas a los gluones en peso y tamaño, esto se asimila en la fuerza de cohesión que estas partículas ejercen sobre ellas mismas. Son partículas de espín 1/2, por lo que son fermiones. Forman, junto a los leptones, la materia visible. Hay seis tipos distintos de quarks que los físicos de partículas han denominado de la siguiente manera: ● up (arriba) ● down (abajo) ● charm (encanto) ● strange (extraño) ● top (cima) y ● bottom (fondo). Fueron nombrados arbitrariamente basados en la necesidad de nombrarlos de una manera fácil de recordar y usar, además de los correspondientes antiquarks. Las variedades extraña, encanto, fondo y cima son muy inestables y se desintegraron en una fracción de segundo después del Big Bang, pero los físicos de partículas pueden recrearlos y estudiarlos. Las variedades arriba y abajo sí se mantienen, y se distinguen entre otras cosas por su carga eléctrica. En la naturaleza no se encuentran quarks aislados. Estos siempre se encuentran en grupos, llamados hadrones, de dos o tres quarks, conocidos como mesones y bariones respectivamente. Esto es una consecuencia directa del confinamiento del color. En el año 2003 se encontró evidencia experimental de una nueva asociación de cinco quarks, los pentaquark aunque su existencia aún es controvertida. Los quarks son la conclusión de los intentos para encontrar los fundamentos de la construcción de la materia. Con el triunfo de la teoría atómica en el siglo XIX se concluía que los átomos eran los componentes últimos de la materia y de ahí su nombre por ser indivisibles. Con el modelo atómico de Rutherford se demostró que el átomo no era indivisible, constaba de un núcleo y de una nube electrónica. El núcleo atómico se demostró posteriormente que estaba conformado de protones y neutrones. Con sólo cinco partículas elementales, fuera de los protones, neutrones y electrones, en la década de 1930 comenzaron a aparecer los muones de alta radiación y algunos neutrinos de forma indirecta. La confirmación de más mesones y bariones, primero en experimentos con alta radiación y luego en aceleradores de partículas, dieron la impresión de que nos enfrentábamos a un zoológico de partículas y fueron el impulso para buscar cada vez más partículas elementales.