Ads-728

Ads-728

Psicología

Astrofísica

Genética

Neurociencia

» » La física de partículas que hay dentro de ti

Referencia: Symmetry Magazine.org .
"The particle physics of you"
por Ali Sundermier, 3 noviembre 2015
#################################
No sólo estamos hechos de partículas fundamentales, también las producimos y estamos constantemente bombardeados por ellas durante todo el día.

Hace catorce mil millones de años, cuando el denso calor que era nuestro universo se expandió rápidamente, toda la materia y la antimateria que existía deberían haberse aniquilado una a otra y no quedaría otra cosa más que energía. Sin embargo, una pequeña cantidad de materia sobrevivió.

Terminamos con un mundo lleno de partículas. Y además unas partículas cuyas masas y cargas fueron lo suficientemente precisas para permitir la vida humana. Aquí exponemos algunos hechos acerca de esa física de partículas que hay dentro de nosotros.

Ilustración de Sandbox Studio, Chicago with Ana Kova
Las partículas de las que estamos hechos

Alrededor del 99 por ciento de su cuerpo está compuesto de átomos de hidrógeno, carbono, nitrógeno y oxígeno. También contenemos cantidades mucho menores de los otros elementos que son esenciales para la vida.

Mientras que la mayoría de las células de tu cuerpo se regeneran cada siete a 15 años, muchas de las partículas que componen estas células han existido durante millones de milenios. Los átomos de hidrógeno se produjeron en el Big Bang, y los átomos de carbono, nitrógeno y oxígeno nacieron de las ardientes estrellas. Los elementos más pesados se generaron tras la explosión de estrellas.

El tamaño de un átomo se rige por la ubicación promedio de sus electrones. Sus núcleos son alrededor de 100.000 veces más pequeños que los átomos que los alojan. Si el núcleo fuera del tamaño de un cacahuete, el átomo sería aproximadamente del tamaño de un estadio de béisbol. Si tenemos todo un espacio muerto dentro de nuestros átomos, te asombraría saber lo que hay en una partícula de polvo de plomo, y aquí está el dato, caso de juntar las partículas, toda la raza humana cabría en el volumen de un terrón de azúcar.

Como ya puedes imaginar, estas partículas al estar tan separadas sólo representan una pequeña porción de su masa. Los protones y neutrones dentro del núcleo de un átomo están cada uno formados por tres quarks. La masa de los quarks, que viene de su interacción con el campo de Higgs, representa sólo un pequeño porcentaje de la masa de un protón o un neutrón. Los gluones, portadores de la fuerza nuclear fuerte que mantiene a estos quarks, no tienen masa.

Si la masa de los átomos no viene de las masas de estas partículas, ¿de dónde viene? Respuesta: energía. Los científicos creen que la casi totalidad de la masa de su cuerpo proviene de la energía cinética de los quarks y de la energía de enlace de los gluones.

Ilustración de Sandbox Studio, Chicago with Ana Kova
Las partículas que nos componen

Tu cuerpo es una mina a pequeña escala de las partículas radiactivas. Tú recibes una dosis anual de 40 milirem (400 microsievert [µSv]) de la radiactividad natural originada. Esa es la misma cantidad de radiación a la que estarías expuesto de tener cuatro rayos X sobre tu pecho. Tu nivel de dosis de radiación puede subir en uno o dos milirem cada ocho horas que pasas durmiendo junto a tu pareja igualmente radiactiva.

Usted está emitiendo radiación debido a que muchos de los alimentos y bebidas que consume, e incluso el aire que respiramos, contienen radionucleidos como el potasio-40 y el carbono-14. Ellos están incorporados en sus moléculas y, finalmente, se descomponen y producen la radiación de su cuerpo.

Cuando el potasio-40 se desintegra, se libera un positrón, el gemelo de antimateria del electrón, por lo que también contienes una pequeña cantidad de antimateria. Un humano medio produce más de 4.000 positrones por día, alrededor de 180 por hora. Pero no pasa mucho tiempo antes de que estos positrones choquen con tus electrones y se aniquilen, emitiendo una radiación en forma de rayos gamma.

Ilustración de Sandbox Studio, Chicago with Ana Kova
Las partículas que conocemos

La radiactividad nacida dentro de su cuerpo es sólo una fracción de la radiación natural (sin causar daño) con la que entramos en contacto diariamente. Un estadounidense promedio recibe una dosis de radiación de aproximadamente 620 milirem (6.200 microsievert) cada año. La comida que usted come, la casa en la que vive, las rocas y el suelo por donde camina, con todo ello usted se está exponiendo a niveles bajos de radiactividad. Simplemente por comer una nuez de Brasil o ir al dentista, puedes elevar tu dosis de radiación en unos pocos milirem. Fumando cigarrillos puede aumentarlo hasta en 16.000 milirem (160.000 microsievert).

Los rayos cósmicos, una radiación de alta energía proveniente del espacio exterior, está en constante encontronazo con nuestra atmósfera. Allí, colisionan con otros núcleos y producen mesones, muchos de los cuales se desintegran en partículas como muones y neutrinos. Todos ellos duchan lo que hay bajo la superficie de la Tierra y pasan a través de nosotros a un ritmo loco de unos 10 por segundo. Ellas añaden unos 27 milirem (270 microsievert) a tu dosis anual de radiación. Estas partículas cósmicas pueden alguna vez interrumpir nuestra genética, causando mutaciones sutiles, y pueden ser un factor que contribuye a la evolución.

Además del bombardeo de fotones que dicta la forma en que vemos el mundo que nos rodea, nuestro sol también libera una avalancha de partículas llamadas neutrinos. Los neutrinos son visitantes constantes de nuestro cuerpo, atravesandonos casi 100 mil billones por segundo. Aparte del Sol, los neutrinos vienen de otras fuentes, entre ellas las reacciones nucleares de otras estrellas y las en nuestro propio planeta.

Muchos de estos neutrinos han existido desde los primeros segundos del universo primitivo, pero estas partículas tienen una interacción tan débil que pasan a través de ti, sin dejar señales de su visita.

La próxima vez que usted se pregunte cómo se aplica la física de partículas a su vida, no tiene más que echar un vistazo dentro de sí mismo.

############################
Imágenes: Ilustraciones de Sandbox Studio, Chicago with Ana Kova, en la web Simmetry Magazine.

«
Next
Entrada más reciente
»
Previous
Entrada antigua
Editor del blog Pedro Donaire

Filosofía

Educación

Deporte

Tecnología

Materiales