Física moderna
La física moderna comença entre finals de el XIX i principis de el XX. La física moderna es referix als desenrolls dins dels enfocaments relativiste (teoria de la relativitat) i quàntic (física quàntica). Encara que també durant el XX es varen fer alvanços en atres camps de la física clàssica, com la teoria del caos. Encara que s'han realisat experiments de física moderna en anterioritat, es considera com a punt d'inici de la física moderna l'any 1900, quan l'alemà Max Planck propon l'idea del «quant d'acció». Planck va propondre l'idea de que l'energia es dividia en unitats indivisibles (quanta), i que esta no era contínua com dia la física clàssica; és dir, que tots els nivells d'energia possibles són múltiples d'un nivell d'energia mínim cridat quant. Per això naix esta nova branca de la física, que estudia les manifestacions que es produïxen en els àtoms, els comportaments d'estes partícules que formen la matèria i les forces que les rigen. Es coneix, generalment, per estudiar els fenomens que es produïxen a la velocitat de la llum o valors propencs a ella, o les escales espacials dels quals són de l'orde del tamany del àtom o inferiors.[1] Els temes anteriorment tractats de la física clàssica no servien per a resoldre els problemes presentats, ya que estos es basen en certees i la física moderna en provabilitats, lo que va provocar dificultats per a adaptar-se a les noves idees.
_Surface_Plot.png){kind=link}
Un dels enfocaments de la física actual és comprendre la relació entre les forces que rigen la naturalea, la gravetat, l'electromagnetisme, la força nuclear forta i la força nuclear dèbil. Les tres últimes integrades en el modele estàndar de 1973. No obstant, la gravetat no encaixa en este esquema i tampoc existix una teoria unificada de la cromodinámica quàntica i la teoria electrodébil. Comprendre i conseguir una teoria d'unificació, per a aixina poder entendre l'univers i les seues partícules.[1] La física moderna se sol dividir en dos branques principals, la mecànica quàntica, útil per a abordar temes com la física nuclear, atòmica o molecular, i la teoria de la relativitat, útil per a abordar temes com la cosmologia.[2]
El XX va estar marcat pel desenroll de la física com a ciència capaç de promoure el desenroll tecnològic. A principis d'este sigle els físics consideraven tindre una visió casi completa de la naturalea. No obstant pronte es varen produir dos revolucions conceptuals de gran calat: El desenroll de la teoria de la relativitat i el començ de la mecànica quàntica. Estos dos marcs conceptuals desafiaven assunció fonamentals de la mecànica clàssica. Per un costat, la relativitat acaba en el caràcter absolut del temps i en l'idea de que l'espai físic té geometria euclidiana a qualsevol escala. Per un atre costat, la mecànica quàntica acaba en el determinisme de la mecànica clàssica i admet l'existència d'estats físics que combinen atributs clásicamente incompatibles.
En 1905, Albert Einstein, va formular la teoria de la relativitat especial, en la qual l'espai i el temps s'unifiquen en una sola entitat, l'espai-temps. La relativitat formula equacions diferents per a la transformació de moviments quan s'observen des de distints sistemes de referència inerciales a aquelles donades per la mecànica clàssica. Abdós teories coincidixen a velocitats chicotetes en relació en la velocitat de la llum. En 1915, va estendre la teoria especial de la relativitat per a explicar la gravetat, formulant la teoria general de la relativitat, la qual substituïx a la llei de gravitació universal d'Isaac Newton. En esta teoria açò es fa, assumint que l'espai-temps és curve i, per tant, la seua geometria no seria euclidiana.
En 1911, Rutherford va deduir l'existència d'un núcleu atòmic carregat positivament a partir d'experiències de dispersió de partícules. Als components de càrrega positiva d'este núcleu se'ls va cridar protones. Els neutrons, que també formen part del núcleu pero no posseïxen càrrega elèctrica, els va descobrir Chadwick en 1932.
En els primers anys de el XX Planck, Einstein, Bohr i uns atres varen desenrollar la teoria quàntica a fi d'explicar resultats experimentals anómals sobre la radiació dels cossos. En esta teoria, els nivells possibles d'energia passen a ser discrets. En 1925, Heisenberg i, en 1926, Schrödinger i Dirac varen formular la mecànica quàntica, en la qual expliquen les teories quàntiques precedents. En la mecànica quàntica, els resultats de les mides físiques són provabilístics; la teoria quàntica descriu el càlcul d'estes provabilitats.
La mecànica quàntica va suministrar les ferramentes teòriques per a la física de la matèria condensada, la qual estudia el comportament dels sòlits i els líquits, incloent fenomens tals com estructura cristalina, semiconductividad i superconductivitat. Entre els pioners de la física de la matèria condensada s'inclou Bloch, el qual va desenrollar una descripció mecano-quàntica del comportament dels electrons en les estructures cristalines (1928).
La teoria quàntica de camps es va formular per a estendre la mecànica quàntica de manera consistent en la teoria especial de la relativitat. Va alcançar la seua forma moderna a finals de la década de 1940 gràcies al treball de Feynman, Schwinger, Tomonaga i Dyson. Ells varen formular la teoria de l'electrodinàmica quàntica, en la qual es descriu l'interacció electromagnètica.
La teoria quàntica de camps va suministrar les bases per al desenroll de la física de partícules, la qual estudia les forces fonamentals i les partícules elementals. En 1954, Yang i Mills varen desenrollar les bases del modele estàndar. El model electrodébil, que mostrava que les forces electromagnètiques i la força nuclear dèbil eren aspectes del mateix camp de forces, va ser desenrollat durant els anys 1960 (Sheldon Lee Glashow, Abdus Salam i Steven Weinberg varen rebre el Premi Nobel de Física en 1979 per les seues contribucions a eixa teoria). El model estàndar va ser desenrollat en els anys 1970.
Durant l'última part de el XX, es va desenrollar enormement l'astrofísica, i es va treballar intensament en teories de gran unificació i la teoria de supercuerdas que a principis del sigle XXI seguien sent teories especulatives. En 1998, es va descobrir inesperadament que l'expansió de l'univers s'estava accelerant, lo que creava un nou problema no resolt de la física
La física seguix enfrontant-se a grans reptes, tant de caràcter pràctic com a teòric, al començament del sigle XXI. L'estudi dels sistemes complexos dominats per sistemes d'equacions no llineals, tal i com la meteorologia o les propietats quàntiques dels materials que han possibilitat el desenroll de nous materials en propietats sorprenents. A nivell teòric l'astrofísica oferix una visió del món en numeroses preguntes obertes en tots els seus fronts, des de la cosmologia fins a la formació planetària. La física teòrica continua els seus intents de trobar una teoria física capaç d'unificar totes les forces en un únic formulisme en lo que seria una teoria del tot. Entre les teories candidates devem citar a la teoria de supercuerdas.
El descobriment de l'expansió accelerada de l'univers va dur a un interés renovat per la cosmologia, en particular als treballs teòrics sobre l'energia obscura i la matèria obscura. Ademés, el treball de Juan Martín Maldacena sobre la «correspondència AdS/CFT» tiraria nova llum sobre una atra conjectura física coneguda com principi holográfico.
El periodo que va de 1973 a l'actualitat ha segut considerat per alguns físics importants com Llig Smolin i uns atres, un periodo excepcional ya que durant ell es varen fer proporcionalment menys teòrics nous que durant atres periodos del sigle XX, estant la física dominada per teories altament especulatives sobre les que ha segut difícil obtindre evidències empíriques que permeten un alvanç segur. Gran part dels èxits experimentals com la detecció dels bosones W i Z, o la detecció del bosón de Higgs (2012) són confirmacions de teories desenrollades en anterioritat a 1975, per lo que realment no són confirmacions de les teories en les que han treballat els físics teòrics en les últimes décades.
Referències
- ↑ 1,0 1,1 «El llarc camí des de la Física Clàssica a la Física Quàntica i la Relativitat» (en és). Comissió Nacional d'Investigació Científica i Tecnològica. Archivat des d'el original, el 28 de novembre de 2006. Consultat el 21 d'agost de 2006.
- ↑ «Les 13 Branques de la Física Clàssica i Moderna» (en és). lifeder.com. Consultat el 14 de juliol de 2019.
Bibliografia
Referències
- Este artícul conté una traducció derivada de «Física moderna» de Wikipedia en castellà publicada baix la Llicència de documentació lliure de GNU i la Llicència Creative Commons Reconeiximent-CompartirIgual 4.0 Internacional.