FSICA EN EL SIGLO XX

El siglo XX estuvo marcado por el desarrollo de la fsica como ciencia capaz de promover el desarrollo tecnolgico. A principios de este siglo los fsicos consideraban tener una visin casi completa de la naturaleza. Sin embargo pronto se produjeron dos revoluciones conceptuales de gran calado: El desarrollo de la teora de la relatividad y el comienzo de la mecnica cuntica.LA RELATIVIDAD:La teora de la relatividad incluye tanto a la teora de la relatividad especial como a la de relatividad general, formuladas por Albert Einstein a principios del siglo XX, que pretendan resolver la incompatibilidad existente entre la mecnica newtoniana y el electromagnetismo.La teora de la relatividad especial, publicada en 1905, trata de la fsica del movimiento de los cuerpos en ausencia de fuerzas gravitatorias, en el que se hacan compatibles las ecuaciones de Maxwell del electromagnetismo con una reformulacin de las leyes del movimiento.La teora de la relatividad general, publicada en 1915, es una teora de la gravedad que reemplaza a la gravedad newtoniana, aunque coincide numricamente con ella para campos gravitatorios dbiles y "pequeas" velocidades. La teora general se reduce a la teora especial en ausencia de campos gravitatorios.MECNICA CUNTICA:La mecnica cuntica describe, en su visin ms ortodoxa, cmo en cualquier sistema fsico y por tanto, en todo el universo existe una diversa multiplicidad de estados, los cuales habiendo sido descritos mediante ecuaciones matemticas por los fsicos, son denominados estados cunticos. De esta forma la mecnica cuntica puede explicar la existencia del tomo y revelar los misterios de la estructura atmica.La mecnica cuntica es la parte de la fsica que estudia el movimiento de las partculas muy pequeas o microobjetos. Los fundamentos de la mecnica cuntica fueron establecidos en 1924 por Louis de Broglie, quien descubri la naturaleza corpuscular-ondulatoria de los objetos fsicos. El concepto de partcula "muy pequea" atiende al tamao en el cual comienzan a notarse efectos como la imposibilidad de conocer con exactitud infinita y a la vez la posicin y la velocidad de una partcula, entre otros. A tales efectos suele denominrseles "efectos cunticos". As, la Mecnica cuntica es la que rige el movimiento de sistemas en los cuales los efectos cunticos sean relevantes.DESARROLLO HISTRICO La teora cuntica fue desarrollada en su forma bsica a lo largo de la primera mitad del Siglo XX. El hecho de que la energa se intercambie de forma discreta se puso de relieve por hechos experimentales como los siguientes, inexplicables con las herramientas tericas "anteriores" de la mecnica clsica o la electrodinmica: Espectro de la radiacin del Cuerpo negro, resuelto por Max Planck con la cuantizacin de la energa. La energa total del cuerpo negro result que tomaba valores discretos ms que continuos. Este fenmeno se llam cuantizacin, y los intervalos posibles ms pequeos entre los valores discretos son llamados quanta (singular: quantum, de la palabra latina para "cantidad", de ah el nombre de mecnica cuntica). El tamao de un cuanto es un valor fijo llamado constante de Planck, y que vale: 6.626 10-34 julios por segundo. Bajo ciertas condiciones experimentales, los objetos microscpicos como los tomos o los electrones exhiben un comportamiento ondulatorio, como en la interferencia. Bajo otras condiciones, las mismas especies de objetos exhiben un comportamiento corpuscular, de partcula, ("partcula" quiere decir un objeto que puede ser localizado en una regin concreta del espacio), como en la Dispersin de partculas. Este fenmeno se conoce como Dualidad onda-partcula. Las propiedades fsicas de objetos con historias relacionadas pueden ser correlacionadas en una amplitud prohibida por cualquier teora clsica, en una amplitud tal que slo pueden ser descritos con precisin si nos referimos a ambos a la vez. Este fenmeno es llamado Entrelazamiento cuntico y la Desigualdad de Bell describe su diferencia con la correlacin ordinaria. Las medidas de las violaciones de la desigualdad de Bell fueron de las mayores comprobaciones de la mecnica cuntica. Explicacin del efecto fotoelctrico, dada por Albert Einstein, en que volvi a aparecer esa "misteriosa" necesidad de cuantizar la energa. Efecto Compton. El desarrollo formal de la teora fue obra de los esfuerzos conjuntos de varios fsicos y matemticos de la poca como Schrdinger, Heisenberg, Einstein, Dirac, Bohr y Von Neumann entre otros (la lista es larga). Algunos de los aspectos fundamentales de la teora estn siendo an estudiados activamente. La mecnica cuntica ha sido tambin adoptada como la teora subyacente a muchos campos de la fsica y la qumica, incluyendo la Fsica de la materia condensada, la Qumica cuntica y la Fsica de partculas. La regin de origen de la mecnica cuntica puede localizarse en la Europa central, en Alemania y Austria, y en el contexto histrico del primer tercio del Siglo XX. FISIN NUCLEAR:

La fisin nuclear de los tomos fue descubierta en 1938 por los investigadores Otto Hahn y Fritz Strassmann a partir del trabajo desarrollado por el propio Hahn junto a Lise Meitner durante aos anteriores. Por este descubrimiento recibi en 1944 el Premio Nobel de qumica. El estudio de la fisin nuclear se considera parte de los campos de la qumica nuclear y la fsica.La fisin es una reaccin nuclear, lo que significa que tiene lugar en el ncleo atmico. La fisin ocurre cuando un ncleo pesado se divide en dos o ms ncleos pequeos, adems de algunos subproductos como neutrones libres, fotones (generalmente rayos gamma) y otros fragmentos del ncleo como partculas alfa (ncleos de helio) y beta (electrones y positrones de alta energa).ENERGA NUCLEAR:La energa nuclear o energa atmica es la energa que se libera espontnea o artificialmente en las reacciones nucleares. Sin embargo, este trmino engloba otro significado, el aprovechamiento de dicha energa para otros fines, tales como la obtencin de energa elctrica, trmica y mecnica a partir de reacciones atmicas, y su aplicacin, bien sea con fines pacficos o blicos.La energa desprendida en esos procesos nucleares suele aparecer en forma de partculas subatmicas en movimiento. Esas partculas, al frenarse en la materia que las rodea, producen energa trmica. Esta energa trmica se transforma en energa mecnica utilizando motores de combustin externa, como las turbinas de vapor. Dicha energa mecnica puede ser empleada en el transporte, como por ejemplo en los buques nucleares; o para la generacin de energa elctrica en centrales nucleares. Bomba atmica: Existen dos formas bsicas de utilizar la energa nuclear desprendida por reacciones en cadena descontroladas de forma explosiva: la fisin y la fusin. fisin: utilizando uranio altamente enriquecido o utilizando plutonio. Ambos tipos se fundamentan en una reaccin de fisin en cadena descontrolada y solo se han empleado en un ataque real en Hiroshima y Nagasaki, al final de la Segunda Guerra Mundial. Bomba de fusin: Se la llam bomba termonuclear, bomba H o bomba de hidrgeno. Este tipo de bomba no se ha utilizado nunca contra ningn objetivo real. El llamado diseo Teller-Ullam (o secreto de la bomba H) separa ambas explosiones en dos fases. Este tipo de bombas pueden ser miles de veces ms potentes que las de fisin. En teora no existe un lmite a la potencia de estas bombas, siendo la de mayor potencia explotada la bomba del Zar, de una potencia superior a los 50 megatones.