Acercándonos a lo muy pequeño

Después de un primer vistazo a la enormidad del Universo y sus medidas, vamos a iniciar ahora un acercamiento al extremo opuesto: el mundo submicroscópico, el mundo del átomo y sus constituyentes elementales.

Imaginemos que tenemos un trozo de un elemento puro, aluminio, por ejemplo, y lo vamos dividiendo en trozos cada vez más pequeños. Pues bien, a la mínima cantidad de ese elemento que podamos obtener conservando todas sus propiedades y características se le llama "átomo" (del griego átomon, sin partes o indivisible). Durante bastante tiempo se pensó que el átomo era el constituyente más pequeño de la naturaleza, pero los avances científicos mostraron que se podía ir más allá, es decir, que un átomo individual estaba formado por otros componentes más pequeños. Así, hoy sabemos que los átomos tienen una estructura formada por un núcleo central de protones y neutrones, rodeada por una nube probabilística de electrones (ya profundizaremos en esto más adelante), separadas ambas partes por un enorme (en relación a los tamaños de las partículas) espacio vacío. Los protones y neutrones están formados, a su vez, por tres quarks cada uno y se clasifican dentro de las partículas subatómicas, mientras que electrones y quarks forman parte de las partículas elementales (ya que no contienen otros componentes, por lo que sabemos hasta ahora).

A partir del gráfico podemos notar que un átomo es 10.000 veces mayor que su nucleo; o lo que es lo mismo, que entre el núcleo y los orbitales donde podemos encontrar a los electrones hay un espacio vacío 10.000 veces mayor que el diámetro del núcleo. Si éste tuviese el tamaño de una pelota de baloncesto, los electrones orbitarían en una esfera de 2,5 kilómetros de diámetro.

El famoso experimento de Rutherford con la lámina de oro (1911) fue el primero que demostró que, efectivamente, el átomo consiste fundamentalmente en un gran espacio vacío. Entonces, ¿por qué nos parece que las cosas son "sólidas"? Todo es cuestión de escalas y tamaños relativos. Seguiremos hablando de ello en próximos posts.