Radiación electromagnética y partículas fundamentales

INDICE

-          RADIACIÓN ELECTROMAGNÉTICA

Naturaleza

Usos

Ventajas e inconvenientes

Análisis

-          PARTÍCULAS FUNDAMENTALES

Tipos de partículas

Fuerzas en las que actúan

Características

Clasificación según el espín

RADIACIÓN ELECTROMAGNÉTICA

La radiación electromagnética es una combinación de campos eléctricos y magnéticos oscilantes que se propagan a través del espacio transportando energía de un lugar a otro.

Esta puede presentarse de diferentes formas como calor radiado, luz visible, rayos X o rayos gamma. La radiación electromagnética no necesita un medio material para propagarse por lo que se puede propagar en el vacío. Se caracteriza por la existencia en cada punto del espacio en que se transmiten de un campo eléctrico y un campo magnético relacionado entre sí.

Las ondas electromagnéticas cubren una amplia gama de frecuencias y longitudes de onda. La clasificación no tiene límites precisos ya que fuentes diferentes pueden producir ondas en intervalos de frecuencia parcialmente superpuestos. Las diferentes regiones del espectro electromagnético son:

-          Ondas de radiofrecuencia. Se utilizan para propagar señales de radio y televisión.

-          Infrarrojo. Producidas por cuerpos calientes, tienen muchas aplicaciones en industria, medicina y astronomía.

-          Microondas. Se utilizan en el radar y otros sistemas de comunicaciones.

-          Luz o espectro visible. Es una estrecha banda formada por longitudes de onda para la cual la retina humana es sensible. La luz produce diferentes sensaciones en el ojo que son los colores y que dependen de la longitud de onda.

-          Ultravioleta. Su energía es del orden de magnitud de la energía involucrada en muchas reacciones químicas.

-          Rayos X. Tiene numerosas aplicaciones médicas.

-          Rayos gamma. Son ondas electromagnéticas de origen nuclear y se superponen al límite superior del espectro de rayos X.

-          Rayos gamma. Producida generalmente por elementos radioactivos o procesos subatómicos. Se utilizan para esterilizar instrumentos que no pueden ser esterilizados por otros métodos, y con riesgos considerablemente menores para la salud también son utilizados en la radioterapia.

VENTAJAS E INCONVENIENTES

La principal ventaja de las ondas electromagnéticas es que tienen muchas utilidades como por ejemplo en el campo de la comunicación, en medicina, la industria,… Sin embargo también tienen algunos inconvenientes como los efectos perjudiciales de algunas de ellas sobre la salud. Sus efectos sobre la salud son muy variados en función de su frecuencia. Va desde efectos nulos para frecuencias muy bajas, hasta graves efectos como en el caso de los rayos gamma.

Las radiaciones electromagnéticas conllevan el peligro de efectos biológicos que pueden desencadenar efectos adversos para la salud. Algunos efectos biológicos pueden ser por ejemplo el incremento de flujo sanguíneo en la piel, como respuesta a un ligero calentamiento del cuerpo por la radiación solar, ventajosos como la ayuda en la producción de vitamina D o adversos como el cáncer de piel. Pueden producir también trastornos reproductivos, como alteraciones de ciclo menstrual, abortos, infertilidad y disminución de la libido sexual.

Su influencia sobre la salud puede ser de tres tipos:

-          Efectos térmicos. La absorción de microondas en un medio material produce calentamiento, por lo que los tejidos se calientan. Los órganos más afectados por radiación electromagnética son los de poca irrigación como el cristalino y humor vítreo del ojo, y órganos como el hígado, el páncreas, ganglios linfáticos, las gónadas, el estómago, la vejiga y vesícula biliar. Además de la menor capacidad para realizar tareas físicas y psíquicas que produce debido al aumento de la temperatura corporal.

-          Efectos no térmicos. Las exposiciones prolongadas a la baja intensidad son potencialmente nocivas. Estas no producen calentamiento significativo sino que provoca corrientes y campos eléctricos en los tejidos.

-          Efectos atérmicos. A partir de 1996 se empezó a ver síntomas específicos en trabajadores expuestos a las radiaciones electromagnéticas de hiperfrecuencias describiéndose por primera vez la denominada enfermedad de radiofrecuencias que se caracteriza por: fatiga, irritabilidad, cefalea, nauseas, anorexia, modificaciones de la frecuencia cardiaca y de la presión arterial, somnolencia, insomnio, alteraciones sensoriales. Además del riesgo de contraer cataratas, el aumento en la aparición de cáncer, fatiga crónica, alergias, alteraciones del sueño, y otros efectos más.

Por otro lado la radiación electromagnética también tiene una serie de ventajas, como sus numerosas aplicaciones en medicina, que es el área que más se ha beneficiado de estas radiaciones, como sus usos para radiografías, radioterapia o medicina nuclear. Además la radiación electromagnética facilita la comunicación sin necesidad de cables.

Finalmente después de un estudio sobre las ventajas e inconvenientes, y los efectos que provocan las radiaciones electromagnéticas, he podido ver que a pesar de todos los inconvenientes y efectos que tienen sobre la salud como pueden ser el cáncer u otras alteraciones, también podemos ver que sin ellas no se podría hacer frente a muchas enfermedades entre otras el cáncer. Al igual que nos resultaría más complicado comunicarnos. Por lo que se podría decir que además de provocar enfermedades, estas nos facilitan mucho nuestra vida cotidiana.

LAS PARTÍCULAS FUNDAMENTALES

A principios del siglo XX se descubrió que el átomo era divisible y que estaba formado por partículas más pequeñas en forma de protones y neutrones agrupados en el núcleo y los electrones girando en órbitas alrededor. Y se pensó que estas eran las partículas elementales e indivisibles.

Pero esto no era así, los protones y los neutrones están formados por quarks y además otras partículas que se dividen en dos grupos:

-          Las partículas que forman la materia. Denominadas como fermiones que a su vez se divide en dos grupos según interaccionen mediante la fuerza nuclear fuerte son los quarks, o mediante la fuerza nuclear débil que son los leptones. A su vez se clasifican en tres grandes familias compuestas cada una de ellas por un electrón o un muón o tau, con carga negativa, y un neutrino asociado a cada uno y dos quarks.

Leptones	Electrón	Muón	Tau
	Neutrino del electrón	Neutrino del muón	Neutrino del tau
Quarks	Quark arriba	Quark encanto	Quark cima
	Quark abajo	Quark extraño	Quark fondo

A estas doce se suman sus respectivas antipartículas, que son las mismas pero de antimateria.

-          Las portadoras de las distintas fuerzas que reciben el nombre de bosones. Cuando dos cuerpos interactúan entre sí mediante alguna fuerza intercambian bosones entre ellos.

PARTICULA	FUERZA
Fotón	Electromagnética
W, Z	Nuclear débil
Gluón	Nuclear fuerte
Gravitón (aún no observado)	Gravitatoria

Los quarks tienen espín y carga de color. Que tengan la carga de color es una característica diferenciadora que se descubrió al comprobar que dos quarks con las demás propiedades idénticas ocupaban el mismo espacio, lo cual es imposible. Existen tres posibles estados de color: verde, rojo y azul. Esta carga hace que los quarks no puedan existir individualmente, ya que ningún cuerpo puede tener carga de color no neutra (blanco o transparente).

Siguiendo el criterio del spin hay dos clases de objetos:

Fermión: definición de partícula con espín semientero. A su vez se dividen en leptones y quarks.

Bosón: con espín entero. No cumple el principio de exclusión de Pauli por el cual no puede haber dos partículas idénticas en el mismo espacio, por lo cual cuando dos bosones idénticos están juntos lo que hacen es sumarse, el campo de la fuerza que transportan aumenta.

A partir de aquí ya nos encontramos con partículas complejas compuestas por las anteriores, denominadas hadrones:

Hadrón: partícula compuesta por quarks y/o antiquarks que interactúa mediante las cuatro fuerzas, siendo el único que siente la fuerza nuclear fuerte. Se dividen en bariones y mesones.

Barión: está formado por tres quarks cuyas cargas se anulan. Los protones y neutrones son los más representativos de esta familia por ser los únicos estables. Tiene espín semientero.

Mesón: formado por un número variable de pares quark y antiquark, por lo que son todos inestables. Se siguen buscando mesones exóticos y el primero en ser descubierto fue el mesón pi o pión. Otros son el kaón (mesón ka). Posee espín entero.