domingo, 28 de febrero de 2010

ENTRE FERMIONES Y BOSONES



Lo que vemos arriba son nubes compuestas por dos isótopos de litio: la de la izquierda está formada a partir de bosones, mientras que la de la derecha está formada a partir de fermiones. A medida que baja la temperatura, los bosones se apilan unos sobre otros, pero los fermiones se mantienen separados.

Las nubes de átomos se muestran a tres temperaturas diferentes: 810, 510 y 240 nano-Kelvin. Un nano-Kelvin es una temperatura extremadamente fría - es una milmillonésima de grado sobre el cero absoluto, que es -460 grados Fahrenheit. Cuando la temperatura es más fría, uno puede ver que el gas de bosones, que se muestra a la izquierda, se funde en una nube compacta, mientras que el tamaño de los gases de fermiones se estabiliza a un tamaño específico. Esto ilustra el principio de la "degeneración de Fermi", en que los fermiones no se puede condensar aún más, debido a una ley de la mecánica cuántica - el principio de exclusión de Pauli - que mantiene fermiones idénticos de ocupar el mismo espacio al mismo tiempo. El mismo efecto se estabiliza estrellas enanas blancas contra el colapso bajo su propia atracción gravitatoria, después de haber reducido su núcleo que en principio adquiriera una dimensión definitiva, a los que no estarán ajenos los elementos que son bosones como aportante de una sección mucho mas reducida a igual masa.

El enigma a resolver consiste en conocer que pasa si todos los elementos del nucleo de una enana blanca fueran todos bosones, conforme surge de la imagen superior la reducción será mayor, por lo que estimo que no pareciera que la implosión fuera el destino final.

En el descaimiento de los átomos se van transformando alternativamente en uno y otro.

Cada fermion se puede imaginar que contiene un diminuto imán, la fuerza del imán y sus demás características son especificadas por una propiedad llamada "spin"

Entonces, mientras los bosones aceptan su reducción espacial no ocurre los mismo con los fermiones que la resisten, que no me resulta difícil de comprender porque entiendo el mundo atómico y subatómico como una "sopa" de partículas, multiespacial ordenada y trabada por alineamientos magnéticos.
Todas las partículas elementales pueden ser bosones o fermiones, las partículas compuestas por otras partículas, como los protones,neutrones o núcleos atómicos pueden ser bosones o fermiones dependiendo de su Spin total. Así entre los isótopos alternativamente mientras uno es fermión el subsiguiente será bosón
Boson: Espin entero
Fermión: Espín semientero
Las partículas alfa son bosones así como los fotones.

Hoy es un buen día porque merced a la imagen de Apod he podido redondear este tema que desde hace tiempo por irresuelto me tenía preocupado.

Una curiosidad adicional, la naturaleza anti-social de los fermiones los hace difícil para enfriar a temperaturas bajas. Pero se ha descubierto que por un principoio de "simpatía", se puede lograr el enfriamiento. Los bosones, como el refrigerador, mientras que los fermiones reducen su temperatura por el contacto con los bosones.