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jueves, 19 de diciembre de 2013

Espines

Aviso: Se avecina una de mis entradas científicas-tostón. Si no te gustan estas cosas puedes pasar olímpicamente, pero recuerda que nunca se sabe si vas a necesitar estos conocimientos para ganarte un quesito del Trivial... :P

He encontrado una serie muy divertida y (un poco) empollona, titulada Paradoja Temporal, que seguro que gustará a los aficionados a la ciencia en general y a esas cosillas curiosas de la física moderna en particular. En ella sus dos protagonistas le echan mucha imaginación para doblegar las leyes del universo a su antojo desde el sofá de casa. A continuación dejo el capítulo titulado Espines, que nos acerca con mucho sentido del humor a algunos interesantes conceptos cuánticos como el espín y el Principio de Indeterminación (más o menos).



Dibujo esquemático de un átomo.
Pero, ¿qué es el espín?. Se trata de una de esas propiedades de las partículas cuánticas (partículas muy pequeñitas) que resultan difíciles de comparar con eventos de nuestra vida diaria. Para hacernos una idea del concepto de espín podemos empezar por imaginar un átomo según la imágen clásica que todos tenemos: se trata de una estructura formada por cierto número de electrones que giran entorno a un núcleo de protones y neutrones (véase imágen), de modo parecido a como los planetas del Sistema Solar giran entorno al Sol. En ese sentido podría decirse que los electrones realizan un movimiento de "traslación" alrededor del núcleo del átomo.

Pero en el caso del Sistema Solar, sabemos que los planetas (la Tierra, por ejemplo) no sólo giran entorno al Sol, sino que también lo hacen sobre sí mismos. La Tierra da vueltas sobre su propio eje (movimiento de "rotación") dando lugar a la noche y el día. ¿Sucede algo parecido con partículas como los electrones?. Err... vamos a pensarlo un poco.

Lo que pasa es que, si analizamos detenidamente un movimiento de rotación (el de la Tierra, por ejemplo) veremos que los puntos que se mueven son los que se encuentran entorno al eje de rotación, pero no los puntos que forman parte de ese eje. Si encontráramos el centro justo del eje de rotación de la Tierra, veríamos que ese eje extremadamente fino no se mueve, y sin embargo el resto de partículas entorno a él sí que lo hacen (de hecho, a medida que nos alejamos del eje, las partículas se mueven más rápido, puesto que esa es la única manera de "mantener el ritmo") (es lo mismo que un grupo de atletas que corren por sus respectivas calles en una pista de atletismo intentando mantenerse paralelos: el corredor de la calle interior [cercana al eje de rotación] puede ir más despacio, mientras que el corredor de la calle exterior debe correr más deprisa para mantenerse a la misma altura que el corredor del interior).

El corredor azul va más despacio que el rojo. Un corredor situado en el eje ni siquiera se movería.


 Lo curioso de las partículas elementales, como los electrones, es que son tan pequeñas que son como un único punto. Son "todo eje". El electrón no tiene parte exterior que gire, sólo tiene el eje que está justo en medio. Así que, ¿puede tener movimiento de rotación?. Tiene otra cosa: espín.

El espín viene a ser el equivalente del movimiento de rotación de un electrón. Se sabe que existe porque ciertos experimentos han demostrado que esa es la única explicación para ciertos comportamientos de la materia en relación a fuerzas como el electromagnetismo, por ejemplo.

Así que, entre nosotros (para entendernos), podríamos decir que el espín es el moviemiento de rotación de las partículas cuánticas.

Sin embargo conviene recalcar que el espín no es algo que les pasa a las partículas, sino una propiedad intrínseca de éstas. Un electrón no puede rotar más o menos deprisa, sino que rota siempre igual. El espín de un electrón forma parte de lo que es ese electrón. Si tuviera otro espín entonces no sería un electrón, sería otra cosa.

A veces, dos partículas muy parecidas en muchos aspectos (incluído el espín) pueden estar unidas de manera muy profunda a pesar de estar "situadas" en lugares muy lejanos en el espacio. Es como si se mimetizaran la una con la otra y el universo no supiera distinguirlas, permitiéndoles hacer algunos trucos realmente asombrosos sin que nadie se de cuenta. Pero de eso ya hablaré otro día... ;)

7 comentarios:

  1. Vale, he tenido que leerlo unas 3 o 4 veces para enterarme... la única asignatura que suspendí en el instituto fue física y química así que soy un poco torpe para estas cosas.
    Pero oye, que si me preguntan en el quesito, ya se que las partículas son unos espinetes xDDDD
    ahora bien ¿también se ponen pijamas para dormir?
    Tomate ^^

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  2. El otro día te vi en la tele, pensé que eras más joven ;P

    Intento interesarme por estas cosas, pero soy incapaz.

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  3. A mí es que la física, como que no me va mucho.

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  4. La física explica mucho de nuestra rutina diaria y lo pasamos por alto.

    Saludos

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  5. Tomate, jaja, veo que ha quedado clarísima la idea de "Espinete" :D
    ¡Bienvenida de nuevo!

    Doctora, jaja, jo, qué cambiado se me ve en televisión...
    La próxima vez te voy a hacer el baile científico, que seguro que así te encandilo. ;D
    (En serio, procuraré que la próxima entrada sea más interesante. Esto de hoy fue un arrebato puntual). :)

    Kassio, ya se sabe que "sobre gustos no hay nada escrito". De todos modos en física se estudian muchos conceptos y fenómenos muy variados: nunca se sabe si no acabarás encontrando alguno que te resulte curioso... ;)

    Manuel, cierto. Todos estos fenómenos ocurren a nuestro alrededor sin que nos demos cuenta. Algunos son realmente curiosos, pero pasan desapercibidos si nos les prestamos mucha atención.

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  6. Creo que lo he pillado más o menos, a mi me gusta mas leer o ver cosas del universo, ¡el otro día me enteré que se está expandiendo! y sobre todo lo más interesante para mí son los e.t. xD
    Pimiento

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  7. Pimiento, a mi también me gusta esa parte de la ciencia: la de las cosas y distancias muy grandes (astronomía, astrofísica, etc.).
    Y sí que estaría bien tener noticias de algún E.T., pero me parece que lo tenemos dificilillo de momento... :D

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