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Física Nuclear
La radiactividad fue observada por primera vez por Henri Becquerel en 1896. Otros descubrimientos que impulsaron el desarrollo de la física nuclear fueron: las reacciones nucleares observadas en 1930 por sir John Douglas Cockcroft y E. T. S. Walton empleando núcleos de partículas aceleradas artificialmente; el descubrimiento del neutrón en 1932 por sir James Chadwick y laconclusión de que los neutrones integran casi la mitad del núcleo; el descubrimiento de la radiactividad artificial en 1933 por Jean-Frederic Joliot e Irene Curie; el descubrimiento de la fisión nuclear en 1938 por Otto Hahn y Fritz Strassmann; y el desarrollo del primer reactor de fisión controlada en 1942 por Enrico Fermi. En este tema estudiaremos algunos de estos trabajos fundamentales en laconstrucción de la teoría del origen del Universo conocida como la Gran Explosión o Big Bang.
Estructura del núcleo y fuerza nuclear
Fueron los griegos quienes utilizaron la palabra átomo para indicar que una partícula no se puede dividir en fracciones más pequeñas. Hoy en día sabemos que los átomos están formados por núcleos y electrones. Los electrones pueden interactuar y eliminarse por medio deabsorción de fotones o mediante choques, también se pueden compartir entre otros átomos en las reacciones químicas. Sin embargo, la mayoría de las reacciones químicas no modifican los núcleos atómicos, se requiere de reacciones muy energéticas para cambiar los núcleos. Esto nos indica que los núcleos son estructuras compuestas por otras partículas más fundamentales. El núcleo contiene casi toda la masadel átomo pero solo ocupa un volumen del orden de milésimas de billonésima del volumen del átomo; es decir, el núcleo tiene mucha masa en poco volumen. Podemos concluir entonces que los núcleos atómicos son extremadamente densos. Si pudiéramos empacar núcleos y formar una esfera de 1 cm de diámetro esta pesaría 133 millones de toneladas. Aunque las fuerzas eléctricas de repulsión lo impiden. Solobajo circunstancias muy especiales los núcleos de 2 o más átomos entran en contacto, y cuando esto sucede se produce una reacción nuclear muy violenta llamada reacción de fusión. Este tipo de reacciones de nucleares de fusión sucede en el centro de las estrellas produciendo el brillo que se ve durante la noche.

Los núcleos están compuestos por dos clases de partículas: protones y neutrones. Laúnica excepción es el núcleo de hidrogeno el cual es un solo protón. Todos los protones son idénticos. Un protón es caso 2,000 veces más masivo que el electrón, pero su carga eléctrica es igual y opuesta. Al comparar las relaciones de la masa con la carga de diferentes núcleos atómicos se comprueba que en el núcleo hay más protones. Por ejemplo, el núcleo de helio tiene el doble de carga que elnúcleo de hidrogeno ya que en el helio ay dos protones y en el hidrogeno uno, pero se detecto que el helio tiene cuatro veces más masa que el hidrogeno. El exceso de masa significa que existe otra partícula en el núcleo: el neutrón. Desde 1920 Rutherford estableció la existencia de una partícula nuclear neutra, pero fue hasta la década de 1930 cuando James Chadwick, científico del laboratorio Cavendish,de Cambridge, comprobó la existencia del neutrón. Este tiene casi la misma masa que el protón pero carece de carga eléctrica. Para descubrir el núcleo atómico es necesario usar las siguientes cantidades:
1. El numero atómico (Z), que es igual al número de protones en el núcleo.
2. El numero neutrónico (N), que es igual al número de neutrones en el núcleo.
3. El numero de masa (A), quees igual al número de nucleones (neutrones mas protones).
Al representar núcleos se utiliza el símbolo azX, en donde X representa el símbolo químico. Por ejemplo, si se presenta el símbolo 4019K, tenemos que K es el símbolo para el elemento químico potasio. El numero de masa, es decir, los neutrones mas los protones es A = 40 y el numero atómico Z = 19. Por tanto, el potasio tiene un...