la física cuántica

física cuántica

I

El movimiento clásico de un electrón en combinación con una geometría matricial donde el espacio no es “sólido” daría explicación a los fenómenos de interferencia en los experimentos de Young y con cristales que se realizan con electrones

De la misma manera, el movimiento clásico del electrón en el átomo daría sentido y explicación al empaquetamiento de los fotones por unidades de Planck (energía del electrón en un ciclo del radio de Bohr).

 

La dualidad onda-partícula, no sería necesaria. Y el proceso matemático consecuencia de entender al electrón como una onda que genera el principio de incertidumbre, tampoco sería necesario. El electrón orbital sería otra vez clásico, eso si, con una trayectoria descrita por el principio de mínima acción (Maupertuisiana, de Feynman…)

En un universo con espacio discreto, si viajamos a lo muy pequeño, obligatoriamente nos encontraremos con formulaciones cuantizadas.

El hecho de poder explicar, mediante la matriz M y la física clásica (relativista) los principios fundamentales de la física cuántica (dualidad y indeterminación), significaría que ambas físicas son la misma… quedando ambas “unificadas”. Mas allá de sus principios fundamentales, quedaría por explicar lo que son los números cuánticos, es decir, el orden interno de los sistemas de partículas. Esta sería una segunda parte, que si bien hay que darle explicación, no debe de desdecir a lo primero. Considero que esta organización o estructura de la materia compleja (núcleos complejos o elementos de la tabla de Mendeleyev) son una propiedad independiente de lo que dio nombre a la llamada física cuántica: la capacidad dual de la materia al poder considerarla onda y la cuantización de los procesos microscópicos o atómicos.

Que los fotones, con comportamiento de interferencia y por lo tanto considerados ondas tuvieran la unidad de Planck para expresarse (cuantización), generó el concepto de dualidad onda-partícula.

La necesaria pérdida de energía por aceleración de una carga sugería la imposibilidad de equilibrio orbital del electrón. Unido al experimento de Rutherfort hizo que De Broglie arrojara su tesis de la dualidad partícula-onda, dándole la vuelta al argumento de los experimentos de Young. La difracción de electrones mediante rendijas y cristales hizo que su tesis quedase corroborada.

Que pasaría si, en lugar de intentar encontrar la razón de esta difracción en la partícula, intentáramos encontrar la respuesta en la geometría o estructura del mismo espacio. Es decir: en el caso de no tener un espacio tridimensional descartiano sólido (con curvatura o sin ella), sino que tuviéramos un espacio matricial de “n” dimensiones y no sólido, donde la trayectoria de la partícula no tiene mas razón que un cálculo matemático de Maupertuis. Es decir que el escenario estuviera constituido por la relación de distancias (o áreas barridas de Kepler), es decir una matriz a la que podamos llamar “M”.

Los electrones, en un escenario M, trazarían todas las trayectorias, materializándose solo la menor de ellas. En el caso de simetría de dos o mas trayectorias, todas ellas serían seguidas por los electrones y se producirían interferencias entre las mismas. Los casos de dos rendijas equidistantes del centro de un cañón de electrones o bien estructuras cristalinas contra las que se hacen interaccionar electrones son dos casos en  donde la simetría ha de darse y por lo tanto pueden surgir patrones de interferencia.

La solución a la “dualidad” no vendría de la mano de la partícula, sino de parte del espacio mismo: sinónimo de variable oculta “no local”. La no localidad del espacio mismo parece clara, máximo si éste es matricial en donde cada elemento está relacionado con el resto de las partículas. La definición de partícula ya nombrada en este escrito (geometría del universo) sería el mismo vector de distancias (áreas de Kepler) con el resto de las “n” partículas. Este concepto permite pensar en una partícula como puntual, es decir sin dimensiones espaciales concretas, pero también se puede describir como una partícula no local de “n” dimensiones: el vector de distancias respecto al resto de las partículas del universo.

El teorema de Bell quedaría resuelto no mediante unas propiedades reales (que dejarían de serlo) de los sistemas físicos, sino mediante la no localidad del propio espacio que, en lugar de ser de Euclides (o de Riemann), es una matriz en donde las partículas son vectores y donde las trayectorias, lejos de ser en un espacio sólido, son de mínima acción, éstas tienen el carácter de poder colapsarse realizando un “cálculo” instantaneo y, por lo tanto, superlumínico.

El cálculo de las trayectorias de mínima acción, como tal principio que no solo “gestiona” tales trayectorias, sino la totalidad de los fenómenos del universo ha de considerarse algo intrínseco al propio sistema. Cualquier otro sistema (mas complejo) necesitaría un mayor número de instrucciones para poder funcionar. Ha de entenderse algo así como que la Naturaleza (de manera automática) selecciona el menor set de axiomas posible a la hora de resolver sus problemas… pero no ha de considerarse como una velocidad de información, sino una esencia de la Naturaleza misma que como hemos dicho solo podría complicarse si no fuera la que es.

Por otro lado, los primeros pasos de la física cuántica vinieron dados por los experimentos de Planck, confirmados por el efecto fotoeléctrico de Einstein y posteriormente por el efecto Compton… Todo ello otorgó la primera de las dualidades: la de onda como partícula.

Pero que ocurriría si el origen de todo fotón fuera el átomo y, este átomo siempre vibrara con el mismo armónico: h. Las emisiones (y absorciones) de luz (fotones) tendrían siempre la misma unidad: h.

Si el origen de la luz es la estructura de la materia (los átomos), entonces el radio de Bohr explicaría que los fotones siempre estuvieran constituidos por paquetes de unidades múltiplos de h. De tal manera que la dualidad no sería tal: los fotones no serían partículas, pues existiría una explicación clásica para el orbital del electrón con ese radio de Bohr.

La ecuación fβ le concede una explicación clásica (relativista) al electrón en equilibrio orbital alrededor de un núcleo y ello hace innecesario considerar al fotón como partícula, así podríamos considerar al fotón como una mera información a distancia que se transmite a la velocidad causal “c”, alejada de cualquier comparación con las partículas masivas (electrón, protón, etc.).

Dibujo con las trayectorias de Maupertuis:

trayectorias de mínima acción

Trayectorias de Maupertuis… que serían superlumínicas, venciendo las salvedades de Bell.

Así, el experimento de original de Young (con fotones), puede explicarse por idéntica razón al realizado con electrones: la geometría de propio espacio. Tendríamos así una realidad sin ondas, la luz tampoco sería una onda, sino solo un flujo de partículas (fotones), eso si, al no poseer masa, sino ser una mera partícula de información, se regiría por la pura matemática de sus choques y reflexiones, respetando en todo momento la velocidad estándar “c”, que es la que genera la simultaneidad en nuestro universo: respeto por la misma lógica o causalidad.

De manera que tenemos que el fotón no se necesita que sea una onda, ni tampoco se necesita que sea una partícula (esto último si es necesario para la materia: el electrón).

Decir del fotón que no es una onda ni una partícula y que viaja a la velocidad del a luz son tres afirmaciones que creo son enormemente consistentes dado que la velocidad de la luz es incompatible (o parece serlo) con la materia que es la naturaleza de lo que se puede considerar como corpúsculo.

Algo que no es materia y que viaja mas allá de lo posible para ésta sería claramente algo de naturaleza diferente en el más amplio sentido posible, luego no hacer comparaciones entre luz y materia parece razonable. Tendríamos, pues, dos naturalezas diferentes:

  • Materia corpuscular (electrones, positrones, etc…)
  • Fotones no corpusculares ni con naturaleza ondulatoria.

… la solución de todo ello es considerar a éstos como elementos de mera “información” entre las estructuras atómicas. Los fotones serían apuntes contables de intercambio de energía entre la materia que viajarían a la velocidad que unifica el tiempo en el universo (la velocidad “c”), para que exista una causalidad (lógica) entre los múltiples fenómenos que se desarrollan en éste.

Los fotones serían algo así como la causalidad “a distancia” entre la materia. De manera que dos elementos no hace falta que choquen para interactuar, sino que lo pueden hacer a distancia, siempre respetando el criterio de causalidad que confiere la velocidad “c”.

El otro pilar de la física cuántica es el principio de indeterminación cuya naturaleza obedece al cálculo matemático derivado del principio de dualidad ya comentado. El hecho de que los átomos vibren o sean resonantes en la energía h no significa que su momento por su posición sea un valor constante en donde el electrón permanece indeterminado, sino que es el valor de la energía por ciclo que posee éste en el orbital de equilibrio donde Fβ = FЄ. Y es desde ese equilibrio desde donde el átomo absorbe y emite fotones, teniendo todos ellos como una energía función de (h).

El cuanto “h”, la dualidad y el principio de indeterminación serían explicados por esas dos variables ocultas del espacio con estructura matricial (M) y la función magnética relativista dada la estructura del protón como conjunto de tres partículas elementales: dos positrones y un electrón f(β).

Dibujo de un átomo con su Δp y su Δx:

indeterminación

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Además de dar una descripción de la estructura del protón, y de explicar el equilibrio del átomo, mediante una geometría matricial parece que se puede acometer la razón para la dualidad de efectos de los electrones y de los fotones cuando se les hace interaccionar con ranuras, la dualidad. Y parece que puede explicarse también el principio de indeterminación.

Sin embargo, la formación de núcleos complejos (fuerzas nucleares) y la generación de las partículas del modelo estándar y los niveles de energía de los electrones orbitales excitados se han de explicar por una característica adicional de la matriz (M): la de generar a M*, es decir hacer variar el número de elementos (vectores) de la matriz o el valor (suma de sus elementos) de uno de ellos, siempre respetando las leyes de conservación de la energía, en el último de los casos median fotones y en el segundo se generan, adicionalmente a los fotones, partículas de información neutrinos.

Pero esto es independiente de aquello, y respecto a la teoría de Partición no resulta algo fundamental. Toda la teoría de la Partición hasta el átomo elemental (hidrógeno) se podría considerar que habla de física, y los procesos de excitación de orbitales y de constitución y decaimiento de núcleos se podría considerar química.

II

Vistos los principios fundamentales de la física cuántica, toca analizar los procesos de solapamiento de la matriz:  M→M*, de donde surgirán los números cuánticos, las fuerzas nucleares y las partículas del modelo estándar (qcd y qed)

La matriz M es susceptible de variar en número “n” de sus elementos, es decir pueden desintegrarse dos elementos o bien generarse una pareja de partículas elementales (electrón-positrón). Todo ello habrá de respetar la ley de conservación de la energía, y además respetar la tercera ley de Newton (o principio segundo o de geometría matricial). La desintegración positrónica sería el primero de los casos, donde una pareja electrón  – positrón desarrollan todo su m.a.s. hasta llegar a contactar, momento en el que se desintegran en dos fotones opuestos de alta energía. La generación de partículas se suele dar en choques de alta energía, donde el aporte de momento es suficiente para que surjan (fluctuación de vacío) una pareja nueva de partículas elementales.

Estos procesos en donde tenemos M→M* o bien en donde M*→M, existe un cambio en el número de elementos de M(n+2), o bien M(n-2).

Dibujo de desintegración y de creación de parejas de partículas y su correspondiente diagrama de Feynman:

desintegración y creación

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La matriz M tiene también la propiedad que dos de sus partículas queden solapadas, es decir que dos partículas elementales queden en un mismo vector M(n-1), y su proceso contrario que sería que dos partículas que comparten el mismo vector decaigan en dos vectores, uno para cada partícula M(n+1).

Así como el anterior proceso de desintegración y creación de parejas obedece a procesos energéticos, este caso obedece a la presión ejercida entre dos partículas con la misma carga eléctrica (energía cinética) cuando ésta es superior a la repulsión de sus fuerzas eléctricas. La solución a este problema es la superposición de vectores, de tal modo que la fuerza eléctrica entre ambos pase a ser invertida, es decir impida que se separen. Esta inversión de la fuerza eléctrica puede entenderse como la misma fuerza nuclear fuerte.

Son los casos de la formación de nucleones donde dos átomos de hidrógeno formarían uno de helio. Los neutrones serían el proceso de solapamiento del electrón orbital por parte del núcleo, el cual permanecería estable dentro de un núcleo atómico (en presencia de otros nucleones) pero sería inestable fuera de ese entorno… que es el mismo caso que las partículas elementales del modelo estándar. Parece como si fuera necesaria una estructura de tres partículas o mas pare dar estabilidad  a este proceso de solapamiento.

En el caso de solapamiento desaparecería un vector completo, y por lo tanto la simetría de distancias quedaría comprometida. Toda partícula tiene su antipartícula que equilibra las distancias positivas con las negativas de su pareja (aij ϵ e+) = (aij ϵ e-)-1 como describimos en el apartado de materia-antimateria de esta sección II.

De tal manera que si solo desaparece el vector de una partícula (un electrón por ejemplo), la matriz M debe de reiniciarse como M(n-1) y el encargado de realizar esto es un neutrino en el momento de un solapamiento y un antineutrino en el decaimiento o proceso inverso. La simetría de M es reiniciada (a la velocidad de simultaneidad “c”) por un proceso al que le llamamos neutrino: una partícula de información similar al fotón. El fotón sería una reinicialización de momento y el neutrino una reinicialización de distancias, el primero afecta a las partículas elementales y el segundo a la propia matriz M.

Dibujo de solapamiento y decaimiento de partículas:

solapamiento y decaimiento

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A estos cuatro procesos de desintegración y creación de pareja de partículas y al solapamiento y decaimiento de partículas los encuadramos en la cromodinámica. Y a los procesos siguientes de duplicación de orbitales (energías estacionarias) y su decaimiento los encuadramos en la electrodinámica.

La matriz M es también susceptible de duplicarse en una sola de sus casillas (en lugar de en todo el vector) cuando ésta es estable es decir cuando es un estado estacionario (m.a.s. truncado) y por lo tanto la distancia permanece constante (área barrida de Kepler). Es decir, en este caso, se “genera” un electrón virtual solo para la casilla concreta entre el electrón de cortejo y el núcleo.

De esta manera, un electrón quedaría duplicado en su propia casilla absorbiendo un fotón de energía suficiente para duplicar su área barrida, y su correspondiente energía cuántica según “n”. Este solapamiento no sería de la totalidad de la partícula (vector) como en el caso anterior sino solo de una casilla: la interacción entre éste y el protón.

Dibujo de la duplicidad y decaimiento de orbitales en M*: (qed)

duplicidad y decaimiento

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Los procesos    M→←M*   son siempre cuantizados, no pertenecen al mundo clásico sino que están presididos por números enteros, aunque algunos de estos números puedan estar ajustados por determinados parámetros.

 Sin embargo, el valor inicial del cuanto en lo referente a la cromodinámica será el valor de la masa del electrón y del protón, que son determinados clásicamente y el cuanto en lo referente a la electrodinámica (la constante de Planck o energía por ciclo del electrón orbital) será determinado también clásicamente, así como los conceptos de dualidad en los procesos de interferencia y la incertidumbre en los cálculos de lo muy pequeño pertenecen al mundo clásico también.

Así tenemos el esquema de estas dos cuestiones: clásica y cuántica

clasica - cuantica

Dibujo del H1 y Hn con las partes clásicas (M) y cuánticas (M*). Para el hidrógeno y resto de los átomos:

clasica y cuantica en el atomo

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La cromodinámica cuántica tratará los procesos M→M* producido sobre los nucleones mediante solapamiento, y su proceso contrario, el decaimiento. El neutrino sería un fenómeno (partícula de información) exclusivo de este tipo de procesos (qcd).

La fuerza nuclear fuerte es una consecuencia de este solapamiento de partículas, cuando dos de ellas quedan solapadas ejercen la fuerza eléctrica de manera invertida. La fuerza nuclear débil afloraría en el proceso de decaimiento como la misma fuerza eléctrica que se activa en el momento de deshacerse ese solapamiento.

Las partículas del modelo estándar generadas en colisionadores obedecen al mismo fenómeno, pero son inestables, probablemente dado su naturaleza puntual (sin estructura)

Los procesos de desintegración y de creación de parejas de partículas vistos en la introducción de este punto II, no los veremos con mas detalle.

M* intenta contestar a la pregunta:

¿ como responde la Naturaleza a la situación de un choque en donde la energía del momento de dos partículas con carga del mismo signo es superior a la repulsión eléctrica de esas cargas ?

M* es un espacio inferior al radio (re), y por lo tanto es un espacio de radio “cero”, donde no puede, por tanto, haber movimiento. Dicho de otra manera, la velocidad sería nula, lo mismo que el momento. Sería un lugar completamente estático, una especie de caja de potencial en donde lo único que puede existir es un orden:

  • r = 0
  • tiempo, velocidad y momento →      no existen
  • solo puede establecerse un relación de orden en éste espacio

Desde el punto de vista matricial sería cuando dos vectores en representación de sus dos partículas, se van acercando cada vez más. Es decir que las casillas de éstos se van pareciendo en los números que contienen, cada vez mas y mas, hasta el punto en que llegan a ser “el mismo vector”: quedando solapados.

Cuando esto ocurre, y para ello es necesario que el choque sea violento, de manera que las cargas, ahora, actúan de manera contraria y en lugar de rechazarse hacia direcciones opuestas dentro de la matriz M, se repelen pero hacia afuera de la matriz M. Es el efecto del clip, que una vez llegado a un límite, invierte su resistencia.

Que ocurre con las fuerzas nucleares. Pues éstas no son aplicables a la totalidad del espacio astronómico sino que se circunscriben a una pequeña área que coincide con las dimensiones del núcleo. No forman parte de unos elementos nacidos de una partición y por lo tanto no locales, de manera tenemos una pista para definir tales fuerzas como fenómenos emergentes de una razón subyacente que, sin lugar a dudas, ha de ser la electricidad. Si de alguna manera un protón positivo pasara la frontera de distancia con otro protón (y resulta válido para toda partícula del mismo signo), quedando en una especie de limbo o de doblez de la propia matriz del que no podría salir.

FNF como solapamiento de la matriz M→M*:

fuerza fuerte

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Una vez ocurrido esto, uno de los vectores desaparece de la matriz M, de manera que el espacio de ese vector (o partícula) ha de redistribuirse entre el resto de la matriz M para que se cumpla el segundo principio de simetría matricial. Estamos ante una operación M→M*.

Se podría ver como la superposición de vectores de manera que M tendrá menos elementos… y además disminuirá el sumatorio de distancias… se dejaría de cumplir el requisito de la segunda propiedad de simetría matricial o tercera ley de Newton. Probablemente el neutrino sea esa “suelta” de unidades de espacio a la matriz.

El neutrino sería algo así como un incremento de ( ∑vi ), es decir las unidades de distancia que alberga un elemento, en la matriz M, que se produciría de manera simétrica a lo largo de todo el espacio y sin alterar las proporcionalidades de las posiciones del resto de los elementos del universo. Algo así como un reposicionamiento de toda la matriz pero de una manera simétrica, sin alterar las proporciones, de manera que el total del espacio siga siendo constante: ∑ M = ctte.

Solapamiento de M→M*:

solapamiento y decaimiento

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Este solapamiento de dos vectores en uno ocurre tanto si es una partícula elemental como en el caso de un protón. En los casos en donde la presión es suficiente como para vencer la fuerza eléctrica de las seis partículas involucradas y además éstas no pueden desviarse de sus trayectorias mediante un ángulo y quedar solapadas, tendremos el caso de la generación de núcleos complejos. Tenemos pues, dos casos diferentes.

  • Partículas elementales (electrones y positrones) que, al quedar solapados sean inestables…. Como es el caso de las partículas del modelo estándar que se generan en los colisionadores
  • Y tenemos el caso de los protones, que al quedar solapados presentan una estabilidad

M→M* para partículas elementales y protones:

estabilidad e inestabilidad

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Respecto e esta estabilidad-inestabilidad de estas estructuras cabe pensar que la existencia de una estructura base (protón), hace que la superposición de sus tres elementos con sus homólogos en el otro nucleón consiga este efecto de estabilidad. El decaimiento de las tres parejas debería de ser simultáneo, lo que dificultaría éste. Sin embargo cuando solo existe una sola partícula, su decaimiento no tendría dificultad alguna en materializarse.

El orden o estructura de estos protones cuando quedan atrapados por la fuerza fuerte parece un orden diferente del que se genera en los electrones orbitales. Aquellos, como veremos mas tarde parece que es un orden matricial, sin embargo en el caso de la superposición de nucleones parece mas bien una superposición lineal, según una o dos funciones… la primera haría disminuir la masa debido a una simetría en aumento y la otra una función también que haría aumentar la masa por una disminución de la simetría de estas estructuras compuesta. Sea de una manera o de otra, no parece hallarse relación matricial alguna en este caso de núcleos complejos.

Posibles estructuras internas de la disposición de los nucleones:

simetrias en los nucleones

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Algo así como que en los protones existirían ambas simetrías de ahí el “defecto de masa”, mientras que en el caso de superposición de partículas elementales solo existiría la segunda, es decir que según aumenta el número de partículas superpuestas, se genera un aumento de masa más que proporcional desde la primera de ellas.

Tenemos un panorama muy diferente con esta teoría respecto de lo que es el modelo estándar: por una parte en el protón no habría quarks sino electrones y positrones, no unidos por gluones sino por la fuerza eléctrica y por la discrecionalidad espacial y, a partir de ahí, toda la manera de entender a las partículas varía mucho, la fuerza fuerte sería también la propia electricidad, de la misma manera que el mecanismo magnético que marca el radio del electrón de cortejo, de todos los electrones orbitales. Toda la cromodinámica cambiaría de perspectiva, con una enorme semejanza a la física clásica. Ambas físicas: clásica y cuántica tendrían, sin embargo, algo mas en común que da explicación a la actual razón de separarlas (la dualidad de lo muy pequeño ) y sería un espacio que no es sólido ni de tres dimensiones, sino matricial y discreto. En esto parece que la teoría podría intuir un camino para unificar las físicas.

Quedarían por ver los fenómenos de la electrodinámica. Partiremos de las energías de ionización como fenómeno clásico para llegar a las excitaciones de los electrones orbitales como propio de la física cuántica, procesos de M→M* (qed)

Energías de ionización:

Como hemos visto, según esta teoría existe un electrón real a una distancia (ao) del núcleo y por lo tanto girando a una velocidad aproximada de (2187422 ms-1) en el átomo de hidrógeno, y en el caso de átomos mas pesados existirá una nube de Z electrones alrededor del núcleo atómico, que a su vez interactúan entre si.

Esta nube de electrones en el caso de átomos pesados cumplen con la condición de equilibrio entre Fβ = FЄ. De manera que todos ellos barren la misma área de Kepler, indistintamente de la distancia a la que se encuentren en cada momento, pues su velocidad será la resultante de la ley de Kepler y su órbita dependerá, para cada uno de estos electrones (en lugar y tiempo) de las interacciones en la propia nube. Estas interacciones conseguirán que ninguno realice una órbita exacta, sino un sinfín de trayectorias estocásticas, cuya media si será el área barrida para el caso del orbital del hidrógeno multiplicado por en número de electrones (Z).

Lo que quiere decir que cuando se entre en contacto (interacción) con esta nube se realizará con “el último” electrón, el que se encuentre mas alejado del núcleo. Además se realizará de una manera estocástica, lo que llevará a tener que hacer suficientes medidas como para poder conocer la trayectoria de éste de manera fiable.

La energía resultante de las medidas, deberá de darnos una órbita que ha de corresponder con un área barrida idéntica al resto de los electrones, pero que a de tener una excentricidad acorde a un orden de colocación exacto de la totalidad de los electrones en la nube. Este orden parece ser el de los números cuánticos que podemos detallar en los siguientes figuras como un orden matricial (Möeller) de n, l, m, y s.

Es decir, las energías de ionización serán la conclusión de un orden matricial o de Möeller, respetando la condición de área barrida (función del cuanto de Plank para el caso basal del electrón del hidrógeno). Todo ello dado por la física clásica. Hasta ahora no ha entrado en juego M*.

Dibujo de “núcleo simple” y de núcleo “complejo” (órbitas), y la función con su tendencia asintótica, la primera constante y la segunda con escalones:

energias de ionizacion

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Este orden no es acorde “exactamente” a esta distribución de Möeller, dado que en el necesario solapamiento del núcleo (fuerza fuerte) existe una mas compleja disposición de los protones y neutrones. Esta nueva disposición con su defecto de masa y diderente distribución magnética genera un “ajuste” necesario en los números cuánticos de los orbitales. Todo ello hace que las energías de ionización no se correspondan exactamente y solo mediante la experimentación sea posible hallarlas.

Podemos analizar la actual estructura de los números cuánticos, lo que se llama la regla de Moeller.

Regla de Moeller:

diagrama de Moeller

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En el vemos una organización sin demasiado sentido geométrico que se puede reordenar de manera que se ajuste a una geometría matricial, para ello hay que recolocar, sin alterar su orden, los elementos de la pirámide de Moeller , ajustando las columnas corriendolas a la derecha una unidad en la capa “d” y dos unidades en la capa “p” de la siguiente manera:

Regla de Möeller ajustada:

regla de Moeller ajustdada

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 Nuevo orden con simétrica vertical… emula el orden de la tabla de Mendeleyev:

nuevo esquema matricial de las capas

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De esta manera, obtenemos una organización en matrices que se ordenan hacia delante y atrás (o norte y sur) de la matriz, y se van superponiendo unas sobre otras, aumentando en cada paso una unidad:  n2 = 1, 2×2, 3×3, 4×4… en la matriz 4×4 ya se encuentran todos los elementos estables, el último de ésta sería el UUo. Este orden matricial o de todos con todos que constituye la base de la geometría matricial sigue presente. Con este esquema, si consideramos una orientación adicional a los números cuánticos que sería la orientación Norte<>Sur, obtendríamos un esquema de desarrollo de la totalidad de los orbitales en los elementos (tabla de Mendeleyev). Las energías de ionización seguirían este esquema.

Esquema incorporando las orientaciones norte y sur:

esquema matricial completo

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La línea horizontal representaría a la matriz M, y encima de ella irían organizando por un lado los nucleones por solapamiento de la matriz M y consecuentemente, los electrones orbitales tendrían todos un radio medio constante producto de una misma área barrida. Las interacciones entre éstos y con los nucleones, generan un orden estadístico acorde con el matricial… matriz 2×2 para los elementos desde el Litio al Neón y Argón, matriz 3×3 desde éste hasta le Kriptón y Xenon, y así sucesivamente. Todo el orden visto hasta ahora obedece a las relaciones de electricidad y de magnetismo clásicas, y el orden de las energías de ionización sería un orden clásico (estadístico) de las interacciones de los electrones orbitales.

Al desarrollar estas nuevas capas por orden matricial nos encontramos con el siguiente diagrama:

numeroa cuanticos

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Diagrama al que al aplicarle la orientación Norte Sur para completar la totalidad de los elementos de la tabla, queda de la siguiente manera que emula a la tabla de Mendeleyev.

Esquema para todos los elementos:

esquema completo

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El orden matricial no difiere en nada al orden de las capas de las capas en Moeller, y ese “adelanto” en ocupar espacios de la capa siguiente (con menor energía) respecto a las capas mas interiores puede representarse por el orden de llegada siguiente descrito en base a la organización matricial.

Orden de llegada:

orden de llegada

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Obtenemos una secuencia que es idéntica, pero con un orden diferente y lo mismo podemos hacer con la tabla de los elementos, aunque están ordenados por esos mismos números (12 x 2), (22 x 2), (32 x 2) y (42 x 2 … en donde se desplazan lantánidos y actínidos para facilitar su manejabilidad). Los números n2 (matriciales) laten en el orden de la misma.

Todo ello se genera en M, es decir, dentro de la física clásica.

Esquema de un átomo complejo: núcleo y nube de electrones:

nube de electrones

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Los números cuánticos serían una física estadística en donde se establece el lugar (energía) del último de los electrones, entendiendo a éste no como un electrón concreto con una órbita detallada, sino como un proceso estocástico del electrón que en cada ocasión se encuentre mas alejado del núcleo, pues será con éste con el que interactuemos al perturbarlo.

Organizados de esta manera como matricial, derivada del orden de Moeller, ésta debería de coincidir con la tabla de los elementos. Podemos pues dibujar esta última con una organización matricial: 1×1, 2×2, 3×3 y 4×4:

 Reorganización de la tabla de elementos:

tabla de los elementos

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En términos de área barrida (invariante universal), el orden es sencillo, con cada electrón adicional se aumenta un AB estándar. Es decir la que el electrón tiene alrededor de un núcleo con un protón: h.

Sin embargo, en términos de energía el cálculo se complica pues la energía constará de dos factores: la masa inicial de la partícula (me) a la velocidad correspondiente al radio de Bohr (ve) y por otro lado la velocidad que pierde al cambiar de órbita (respetando el AB), es decir con una excentricidad que hará disminuir la energía cinética en el afelio. La velocidad decrecerá en un orden inversamente cuadrado… dando como resultado la fórmula de Balmer y el posterior desarrollo de Schrödinger.

Vemos que las energías de transición podrían ser consecuencia de la física clásica, obedeciendo la regla de la inversa del cuadrado por la velocidad del afelio del electrón con el que entramos en contacto… el mas alejado del núcleo en cada caso, que de manera estadística arroja como resultado la mecánica cuántica o/y ondulatoria. Las estructuras fina y superfina obedecerían a las interacciones de electrones y núcleo pesado, que en la simetría completa para cada capa (o matriz) ha de arrojar una cifra muy semejante al caso hidrogenoide.

Se puede intentar emular las energías de ionización de los elementos en su estructura básica, pendientes de los ajustes del núcleo (defecto de masa, orientación magnética…):

 Emulación de las energías de ionización:

emulacion de las energias de ionizacion

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 La gráfica correspondiente a esta estimación sería la siguiente:

grafica de emulacion de energias de ionizacion

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Podemos expresar esta estimación en una gráfica que identifique las distintas matrices (1×1, 2×2, 3×3, y 4×4), acorde con la tabla de los elementos modificada vista un poco antes:

grafica de estimación de e.i.

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Dicha gráfica, una vez reordenada por el orden de llegada de Moeller, quedaría de la siguiente manera:

reordenamiento de la gráfica de emulación de e.i.

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Este esquema de matrices desde la n=1, hasta la n=4, se repite para los espines (+-1/2) y para las orientaciones (norte- sur). De manera que hay cuatro versiones de cada una de las matrices (n=1, 2, 3, 4). Los datos reales de las mismas confirman la secuencia:

Datos reales de las energías de ionización de los elementos divididas en matrices:

las cuatro versiones de las matrices

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Excitaciones del electrón orbital:

Sin embargo, en cuanto excitemos el átomo, ya sea de un solo electrón o de varios, entra en acción un fenómeno cuántico, de duplicación del área barrida del electrón libre o último. Un proceso que hemos llama de M→M* y que en este caso de electrones orbitales podemos definir mas concretamente como una operación: AB→ABn+-1.

Es decir que duplicamos un área barrida estandar cuando el último electrón absorbe un fotón, o descontamos un área barrida estándar cuando el sistema emite un fotón. Así obtenemos que ese electrón pase de una energía a otra superior (proceso estocástico en la nube, y proceso estocástico por interacción consigo mismo), y esto es ya producto no de una física clásica, sino producto de un solapamiento de la matriz M al que podemos definir como cuántico, o de M*.

Todo el proceso de orbitales sin excitar obedecería al orden de la física clásica, mientras que lo referente a la excitación de sistemas, obedecería a la física cuántica.

Cuando un electrón interacciona con cualquier otra partícula o con un fotón, absorbe un cierto momento, pero la totalidad del electrón se ve afectado: cada uno de los elementos del vector que compone esa partícula se modifican, de manera que cambia su situación: el lugar que ocupa en la matriz:

variación de a1,2  ϵ  δk      →     variación de todo aij tal que ∑ vk =  ctte

Ese es el caso de un choque tipo Compton o la interacción eléctrica con otro electrón o protón, o el choque con un átomo. Todo ello se podría calcular con la física clásica. Pero cuando existe una interacción que afecta solo a una casilla o elemento del vector de la partícula, entonces hacemos que varíe la distancia neta de ese elemento, y como consecuencia de ello la de toda la matriz:

            variación de a1,2  ϵ  δk      →     variación ∑ vk     →      Mn → Mn+1

Los fotones actúan como partículas con momento, de manera que la energía se conserva. Son como apuntes contables entre una partícula que pierde momento o distancia y otra que lo gana… pero en el caso de los orbitales estacionarios, es como si el AB respecto al núcleo se pudiera aumentar sin necesidad de afectar al resto del vector de la partícula… el electrón no se desplaza en los ejes (x y z) respecto al resto de las partículas, sino que solo aumenta una energía estacionaria respecto al núcleo.

Las excitaciones de los electrones orbitales serían incrementos de las energías estacionarias que siguen la misma configuración matricial o del número cuántico (n), pero sin necesidad de que exista otro electrón… será un doblez o duplicación de M en M* lo que hace que un electrón aumente su AB en una unidad sobre la estándar.

Representación del fenómeno AB(n) →AB(n+-1):

absorcion y emision

.

A modo de resumen:

resumen

.

1             esta variación es solo en una casilla o elemento del vector: aij ϵ vi, de tal manera que no se alteran el resto de los elementos del vector. En un choque normal con otro electrón o con un fotón, el resto de los elementos del vector también varían, haceindo que el sumatorio de las distancias del vector permanezca constante:

variación aij  →  ∑ vi = ctte

En el caso de que una casilla absorba un fotón que la duplique sin que varíen el resto de los elementos del vector, hará que varíe el sumatorio de sus distancias, un efecto de (n+1), parecido a cuando se genera una pareja de partículas por choque de fotones. Y el decaimiento de esta figura sería equivalente a la desintegración positrónica:

variación aijv  →  variación ∑ vi

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3 respuestas a la física cuántica

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