La teoría de cuerdas y el modelo atómico
He aquí una breve exploración del modelo estándar de la física de partículas y cómo se relaciona con la teoría de cuerdas. Cualquier teoría de la secuencia completa tendrá que incluir las características del modelo estándar y también se extienden más allá de ella para incluir la gravedad también.
Video: Los modelos atómicos
Hoy los científicos saben que estos átomos no son, como los griegos imaginaron, los más pequeños trozos de materia. Los científicos se dieron cuenta rápidamente de que los átomos tenían múltiples partes dentro de ellos:
electrones cargados negativamente que giran alrededor del núcleo
núcleo con carga positiva
Las partículas que componen el núcleo (se componen de piezas más pequeñas, también) y los electrones se encuentran entre las partículas, junto con varios otros, que el modelo estándar de la física de partículas explica, y, finalmente, que la teoría de cuerdas también debe explicarse.
El descubrimiento del electrón
los electrón es una partícula cargada negativamente contenida dentro del átomo. Fue descubierto en 1897 por el físico británico JJ Thomson, aunque las partículas (incluyendo el nombre de “electrones”) cargada se había planteado la hipótesis anterior.
Algunos físicos ya habían planteado la hipótesis de que las unidades de carga podrían ser fluye alrededor de los aparatos eléctricos. (Benjamin Franklin propuso una idea, como en la década de 1700). La tecnología sólo alcanzó a esta idea a finales de 1800, con la creación del tubo de rayos catódicos, que se muestra en esta figura.
En un tubo de rayos catódicos, un par de discos de metal está conectado a una batería. Los discos de metal se colocan dentro de un tubo de vidrio sellado que no contiene aire - un tubo de vacío. La tensión eléctrica hace que una de las placas de metal para convertirse cargado positivamente (una ánodo) Y uno para convertirse en carga negativa (la cátodo, de la que el dispositivo recibe su nombre). tubos de rayos catódicos son la base de los tubos de televisión y monitores de ordenador tradicionales.
Cuando la corriente eléctrica se enciende, el tubo comenzaría a brillar verde. En 1897, Thomson era responsable del laboratorio Cavendish en Cambridge, Inglaterra, y se puso a poner a prueba las propiedades de este cátodo resplandor tubo de rayos. Se descubrió que el brillo era debido a un haz de partículas cargadas negativamente que vuelan entre las placas.
Estas partículas de carga negativa más tarde llegaron a ser llamados electrones. Thomson también descubrió que los electrones eran increíblemente luz - 2.000 veces más ligero que un átomo de hidrógeno.
Thomson no sólo descubrió el electrón, pero la teoría de que el electrón era parte del átomo (átomos no eran una idea completamente aceptada en el tiempo) que de alguna manera se golpeó libre desde el cátodo y fluía a través del vacío al ánodo. Con este descubrimiento, los científicos empezaron a descubrir maneras de explorar el interior de los átomos.
El núcleo es la hora de la media
En el centro del átomo es una bola densa de materia, llamada núcleo, con una carga eléctrica positiva. Poco después se descubrieron los electrones, se hizo evidente que si extrajo un electrón de un átomo, el átomo se quedó con una carga eléctrica ligeramente positivo.
Durante un tiempo, la suposición era que el átomo era una masa de carga positiva que contenía electrones negativos dentro de ella, como piezas de fruta cargado negativamente en un pastel de frutas cargado positivamente. Todo el pastel de frutas sería neutral, a menos que extrajo un poco de fruta de la misma.
En 1909, sin embargo, un experimento realizado por Hans Geiger y Ernest Marsden, trabajando bajo Ernest Rutherford, desafió a esta imagen. Estos científicos dispararon cargados positivamente partículas a una delgada lámina de hoja de oro. La mayor parte de las partículas pasan directamente a través de la lámina, pero de vez en cuando uno de ellos se recuperaron fuertemente.
Video: Química y Física: Primeros modelos de átomo (Dalton,Thomson,Rutherford, y Bohr)
Rutherford concluyó que la carga positiva del átomo de oro no se extendió a todo el átomo en el modelo de pastel de frutas, pero se concentró en un pequeño núcleo cargado positivamente, y que el resto del átomo era espacio vacío. Las partículas que rebotaban fueron las que afectaron a este núcleo.