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Para otros usos, consulte Partícula (desambiguación) .
Los soldadores de arco deben protegerse de las chispas de soldadura , que son partículas metálicas calientes que salen despedidas de la superficie de soldadura.

En las ciencias físicas , una partícula (o corpúsculo en textos más antiguos) es un pequeño objeto localizado al que se le pueden atribuir varias propiedades físicas o químicas como volumen , densidad o masa . [1] [2] Varían mucho en tamaño o cantidad, desde partículas subatómicas como el electrón , hasta partículas microscópicas como átomos y moléculas , hasta partículas macroscópicas como polvos.y otros materiales granulares . Las partículas también se pueden usar para crear modelos científicos de objetos aún más grandes dependiendo de su densidad, como humanos que se mueven en una multitud o cuerpos celestes en movimiento .

El término "partícula" tiene un significado bastante general y se refina según sea necesario en varios campos científicos. Cualquier cosa que esté compuesta de partículas puede denominarse particulada. [3] Sin embargo, el sustantivo " partículas " se usa con mayor frecuencia para referirse a los contaminantes en la atmósfera de la Tierra , que son una suspensión de partículas no conectadas, en lugar de una agregación de partículas conectadas .

Propiedades conceptuales [ editar ]

Las partículas a menudo se representan como puntos . Esta figura podría representar el movimiento de átomos en un gas , personas en multitudes o estrellas en el cielo nocturno .

El concepto de partículas es particularmente útil al modelar la naturaleza , ya que el tratamiento completo de muchos fenómenos puede ser complejo y también implicar cálculos difíciles. [4] Se puede utilizar para hacer supuestos simplificadores sobre los procesos involucrados. Francis Sears y Mark Zemansky , de University Physics , dan el ejemplo de cómo calcular la ubicación del aterrizaje y la velocidad de una pelota de béisbol lanzada al aire. Gradualmente despojan a la pelota de béisbol de la mayoría de sus propiedades, primero idealizándola como una esfera rígida y suave , luego descuidando la rotación , flotabilidad y fricción , reduciendo en última instancia el problema a la balística de una partícula puntual clásica . [5] El tratamiento de un gran número de partículas es el ámbito de la física estadística . [6]

Tamaño [ editar ]

Las galaxias son tan grandes que las estrellas pueden considerarse partículas en relación con ellas.
Ver también: tamaño de partícula

El término "partícula" se aplica normalmente de manera diferente a tres clases de tamaños. El término partícula macroscópica , generalmente se refiere a partículas mucho más grandes que los átomos y las moléculas . Por lo general, se abstraen como partículas puntuales , aunque tengan volúmenes, formas, estructuras, etc. Ejemplos de partículas macroscópicas incluirían polvo , polvo , arena , pedazos de escombros durante un accidente automovilístico o incluso objetos tan grandes como las estrellas. de una galaxia . [7] [8]

Otro tipo, partículas microscópicas generalmente se refiere a partículas de tamaños que van desde átomos a moléculas , como dióxido de carbono , nanopartículas y partículas coloidales . Estas partículas se estudian en química , así como en física atómica y molecular . Las partículas más pequeñas son las subatómicas , que se refieren a partículas más pequeñas que los átomos. [9] Estos incluirían partículas como los constituyentes de los átomos: protones , neutrones y electrones.- así como otros tipos de partículas que solo pueden producirse en aceleradores de partículas o rayos cósmicos . Estas partículas se estudian en física de partículas .

Debido a su tamaño extremadamente pequeño, el estudio de partículas microscópicas y subatómicas cae en el ámbito de la mecánica cuántica . Exhibirán fenómenos demostrados en la partícula en un modelo de caja , [10] [11] incluida la dualidad onda-partícula , [12] [13] y si las partículas pueden considerarse distintas o idénticas [14] [15] es una cuestión importante en muchas situaciones.

Composición [ editar ]

Un protón está compuesto por tres quarks .

Las partículas también se pueden clasificar según su composición. Las partículas compuestas se refieren a partículas que tienen composición , es decir, partículas que están hechas de otras partículas. [16] Por ejemplo, un átomo de carbono 14 está formado por seis protones, ocho neutrones y seis electrones. Por el contrario, las partículas elementales (también llamadas partículas fundamentales ) se refieren a partículas que no están hechas de otras partículas. [17] Según nuestra comprensión actual del mundo , solo existe una pequeña cantidad de estos, como leptones , quarks y gluones.. Sin embargo, es posible que, después de todo , algunas de ellas resulten ser partículas compuestas y, por el momento, parezcan simplemente elementales. [18] Si bien las partículas compuestas a menudo pueden considerarse puntuales , las partículas elementales son verdaderamente puntuales . [19]

Estabilidad [ editar ]

Se sabe que tanto las partículas elementales (como los muones ) como las compuestas (como los núcleos de uranio ) sufren desintegración de partículas . Las que no lo hacen se denominan partículas estables, como el electrón o el núcleo de helio-4 . La vida útil de las partículas estables puede ser infinita o lo suficientemente grande como para obstaculizar los intentos de observar tales desintegraciones. En el último caso, esas partículas se denominan " observacionalmente estables ". En general, una partícula se desintegra de un estado de alta energía a un estado de menor energía emitiendo alguna forma de radiación , como la emisión de fotones..

Simulación de N -cuerpo [ editar ]

Artículo principal: simulación de N-body

En física computacional , las simulaciones de cuerpos N (también llamadas simulaciones de partículas N ) son simulaciones de sistemas dinámicos de partículas bajo la influencia de ciertas condiciones, como estar sujeto a la gravedad . [20] Estas simulaciones son muy comunes en cosmología y dinámica de fluidos computacional .

N se refiere al número de partículas consideradas. Como las simulaciones con N más alto son más intensivas desde el punto de vista computacional, los sistemas con un gran número de partículas reales a menudo se aproximarán a un número menor de partículas, y los algoritmos de simulación deben optimizarse mediante varios métodos . [20]

Distribución de partículas [ editar ]

Artículo principal: coloide
Ejemplos de dispersión coloidal estable e inestable.

Las partículas coloidales son los componentes de un coloide. Un coloide es una sustancia que se dispersa microscópicamente de manera uniforme en otra sustancia. [21] Dicho sistema coloidal puede ser sólido , líquido o gaseoso ; así como continuos o dispersos. Las partículas en fase dispersa tienen un diámetro de entre aproximadamente 5 y 200 nanómetros . [22] Las partículas solubles más pequeñas que esto formarán una solución en lugar de un coloide. Los sistemas coloidales (también llamados soluciones coloidales o suspensiones coloidales) son el tema de la ciencia de interfaces y coloides . Sólidos suspendidospueden mantenerse en un líquido, mientras que las partículas sólidas o líquidas suspendidas en un gas forman juntas un aerosol . Las partículas también pueden estar suspendidas en forma de material particulado atmosférico , que puede constituir contaminación del aire . De manera similar, las partículas más grandes pueden formar desechos marinos o desechos espaciales . Un conglomerado de partículas macroscópicas sólidas discretas puede describirse como un material granular .

Ver también [ editar ]

  • Antipartícula
  • movimiento browniano
  • Corpuscularismo
  • Paquete fluido
  • Importar
  • Contador de particulas
  • Detector de partículas
  • Partículas fisicas
  • Segregación de partículas
  • Partícula autopropulsada
  • Lista de partículas
  • Dualidad onda-partícula

Referencias [ editar ]

  1. ^ "Partícula" . Glosario AMS . Sociedad Meteorológica Estadounidense . Consultado el 12 de abril de 2015 .
  2. ^ "Partícula" . Diccionario de inglés de Oxford (3ª ed.). Prensa de la Universidad de Oxford . Septiembre de 2005.
  3. ^ TW Lambe; RV Whitman (1969). Mecánica de suelos . John Wiley e hijos . pag. 18 . ISBN 978-0-471-51192-2. La palabra "particulado" significa "de o perteneciente a un sistema de partículas".
  4. ^ FW Sears; MW Zemansky (1964). "Equilibrio de una partícula". Física Universitaria (3ª ed.). Addison-Wesley . págs. 26-27. LCCN 63015265 . 
  5. ^ FW Sears; MW Zemansky (1964). "Equilibrio de una partícula". Física Universitaria (3ª ed.). Addison-Wesley . pag. 27. LCCN 63015265 . Un cuerpo cuya rotación se ignora como irrelevante se llama partícula. Una partícula puede ser tan pequeña que sea una aproximación a un punto, o puede ser de cualquier tamaño, siempre que las líneas de acción de todas las fuerzas que actúan sobre ella se crucen en un punto. 
  6. ^ F. Reif (1965). "Descripción estadística de sistemas de partículas". Fundamentos de Física Estadística y Térmica . McGraw-Hill . págs.  47 y sigs . ISBN 978-0-07-051800-1.
  7. ^ J. Dubinski (2003). "Dinámica de galaxias y cosmología en Mckenzie" . Instituto Canadiense de Astrofísica Teórica . Consultado el 24 de febrero de 2011 .
  8. ^ G. Coppola; F. La Barbera; M. Capaccioli (2009). "Galaxia Sérsic con modelos de halo Sérsic de galaxias de tipo temprano: una herramienta para simulaciones de N-cuerpo" . Publicaciones de la Sociedad Astronómica del Pacífico . 121 (879): 437. arXiv : 0903.4758 . Código Bibliográfico : 2009PASP..121..437C . doi : 10.1086 / 599288 .
  9. ^ "Partícula subatómica" . YourDictionary.com . Archivado desde el original el 5 de marzo de 2011 . Consultado el 8 de febrero de 2010 .
  10. ^ R. Eisberg; R. Resnick (1985). "Soluciones de ecuaciones de Schroedinger independientes del tiempo". Física cuántica de átomos, moléculas, sólidos, núcleos, iones, compuestos y partículas (2ª ed.). John Wiley e hijos . págs.  214-226 . ISBN 978-0-471-87373-0.
  11. ^ F. Reif (1965). "Estadísticas cuánticas de gases ideales - Estados cuánticos de una sola partícula". Fundamentos de Física Estadística y Térmica . McGraw-Hill . págs. vii – x. ISBN 978-0-07-051800-1.
  12. ^ R. Eisberg; R. Resnick (1985). "Fotones: propiedades de radiación similares a partículas". Física cuántica de átomos, moléculas, sólidos, núcleos y partículas (2ª ed.). John Wiley e hijos . págs.  26–54 . ISBN 978-0-471-87373-0.
  13. ^ R. Eisberg; R. Resnick (1985). "Postulado de de Broglie: propiedades onduladas de las partículas". Física cuántica de átomos, moléculas, sólidos, núcleos y partículas (2ª ed.). John Wiley e hijos . págs.  55–84 . ISBN 978-0-471-87373-0.
  14. ^ F. Reif (1965). "Estadísticas cuánticas de gases ideales - requisitos de simetría y partículas idénticas". Fundamentos de dinámica estadística y térmica . McGraw-Hill . págs.  331 y sigs . ISBN 978-0-07-051800-1.
  15. ^ F. Reif (1965). "Estadísticas cuánticas de gases ideales - implicaciones físicas de la enumeración de estados cuántico-mecánicos". Fundamentos de dinámica estadística y térmica . McGraw-Hill . págs.  353–360 . ISBN 978-0-07-051800-1.
  16. ^ "Partícula compuesta" . YourDictionary.com . Archivado desde el original el 15 de noviembre de 2010 . Consultado el 8 de febrero de 2010 .
  17. ^ "Partícula elemental" . YourDictionary.com . Archivado desde el original el 14 de octubre de 2010 . Consultado el 8 de febrero de 2010 .
  18. ^ IA D'Souza; CS Kalman (1992). Preons: modelos de leptones, quarks y bosones indicadores como objetos compuestos . World Scientific . ISBN 978-981-02-1019-9.
  19. ^ Consejo Nacional de Investigación de Estados Unidos (1990). "¿Qué es una partícula elemental?". Física de partículas elementales . Consejo Nacional de Investigaciones de EE . UU . pag. 19. ISBN 0-309-03576-7.
  20. ↑ a b A. Graps (20 de marzo de 2000). "Métodos de simulación de N-cuerpo / partículas" . Archivado desde el original el 5 de abril de 2001 . Consultado el 18 de abril de 2019 .
  21. ^ "Coloide" . Encyclopædia Britannica . 1 de julio de 2014 . Consultado el 12 de abril de 2015 .
  22. ^ EN Levine (2001). Química física (5ª ed.). McGraw-Hill . pag. 955 . ISBN 978-0-07-231808-1.

Lectura adicional [ editar ]

  • "¿Qué es una partícula?" . Universidad de Florida , Centro de Investigación de Ingeniería de Partículas. 23 de julio de 2010.
  • DJ Griffiths (2008). Introducción a la física de partículas (2ª ed.). Wiley-VCH . ISBN 978-3-527-40601-2.
  • M. Alonso; EJ Finn (1967). "Dinámica de una partícula". Física Universitaria Fundamental, Volumen 1 . Addison-Wesley . LCCN  66010828 .
  • M. Alonso; EJ Finn (1967). "Dinámica de un sistema de partículas". Física Universitaria Fundamental, Volumen 1 . Addison-Wesley . LCCN  66010828 .
  • S. Segal (sin fecha). "¿Qué es una partícula? - Definición y teoría" . Química de la escuela secundaria: ayuda y revisión . Study.com. Capítulo 4, Lección 6.
  • "Una guía básica para la caracterización de partículas" (PDF) . Instrumentos de Malvern . 2015.