Modelo atomista de la materia

Modelo atomista de la materia en línea

Este artículo trata de los modelos históricos del átomo. Para la historia del estudio de cómo se combinan los átomos para formar moléculas, véase la historia de la teoría molecular. Para la visión moderna del átomo que se desarrolló a partir de la teoría atómica, véase física atómica.
La teoría atómica es la teoría científica de que la materia está compuesta por partículas llamadas átomos. La teoría atómica tiene su origen en una antigua tradición filosófica conocida como atomismo. Según esta idea, si se tomara un trozo de materia y se cortara en trozos cada vez más pequeños, se llegaría a un punto en el que los trozos no podrían cortarse en nada más pequeño. Los antiguos filósofos griegos llamaban a estas hipotéticas partículas finales de la materia átomos, palabra que significaba “sin cortar”.
A principios del siglo XIX, el científico John Dalton observó que las sustancias químicas parecían combinarse y descomponerse en otras sustancias por su peso en proporciones que sugerían que cada elemento químico está formado en última instancia por diminutas partículas indivisibles de peso constante. Poco después de 1850, algunos físicos desarrollaron la teoría cinética de los gases y del calor, que modelaba matemáticamente el comportamiento de los gases suponiendo que estaban formados por partículas. A principios del siglo XX, Albert Einstein y Jean Perrin demostraron que el movimiento browniano (el movimiento errático de los granos de polen en el agua) está causado por la acción de las moléculas de agua; esta tercera línea de evidencia acalló las dudas que quedaban entre los científicos sobre si los átomos y las moléculas eran reales. A lo largo del siglo XIX, algunos científicos habían advertido que las pruebas de los átomos eran indirectas y que, por tanto, los átomos podían no ser reales, sino sólo parecerlo.

John dalton

La modelización atomística de los materiales magnéticos proporciona detalles sin precedentes sobre los procesos físicos subyacentes que gobiernan sus propiedades macroscópicas, y permite la simulación de efectos complejos como la anisotropía superficial, la dinámica de espín inducida por láser ultrarrápido, el sesgo de intercambio y los efectos microestructurales. Aquí presentamos los métodos clave utilizados en los modelos atomísticos de espín que luego se aplican a una serie de problemas magnéticos. Detallamos las estrategias de paralelización utilizadas que permiten la simulación rutinaria de sistemas extendidos con una resolución atomística completa.
El contenido de este trabajo puede utilizarse bajo los términos de la licencia Creative Commons Attribution 3.0. Cualquier distribución posterior de este trabajo debe mantener la atribución al autor o autores y el título del trabajo, la cita de la revista y el DOI.
Figura 1.  Evolución temporal de un espín aislado en un campo aplicado de 10 T y paso de tiempo de 1 fs. Las trazas de magnetización (a) y (c) muestran la relajación de la magnetización en la dirección z y la precesión de la componente x (la componente y se omite para mayor claridad) para las constantes de amortiguamiento λ = 0,1 y λ = 0,05 respectivamente. Los puntos son el resultado de la integración de la dirección del LLG y las líneas son la solución analítica trazada según la ecuación (21). Los paneles (b) y (d) muestran las correspondientes trazas de error (diferencia entre las componentes de espín esperadas y calculadas) para las dos constantes de amortiguación para (a) y (c) respectivamente. Para λ = 0,1 el error está por debajo de 10-6, mientras que para un amortiguamiento menor el error numérico aumenta significativamente debido al mayor número de precesiones, lo que pone de manifiesto la dependencia del amortiguamiento del paso de tiempo de integración.Descargar figura: Imagen estándar

Escala atomística

Atomistic Modeling of Materials Failure es una introducción a las técnicas de modelización molecular y atomística aplicadas a la deformación y fractura de sólidos. Centrándose en una variedad de materiales frágiles, dúctiles y geométricamente confinados, esta detallada visión general incluye métodos computacionales a escala atómica, y describe cómo estas técnicas pueden utilizarse para modelar la dinámica de las grietas, dislocaciones y otros mecanismos de deformación.
Una descripción completa de la dinámica molecular (DM) como herramienta de modelización numérica abarca el uso de potenciales interatómicos clásicos y la implementación de instalaciones informáticas masivamente paralelas a gran escala, además de las filosofías generales de construcción de modelos, simulación, interpretación y análisis de resultados. Los lectores encontrarán una discusión analítica de las técnicas numéricas junto con una revisión de los fundamentos matemáticos y físicos necesarios. Se ofrecen ejemplos de aplicaciones para materiales específicos (como el silicio o el cobre) como estudios de caso para cada una de las técnicas, áreas y problemas tratados.

Filosofía del atomismo

El atomismo (del griego ἄτομον, atomon, es decir, “no cortable, indivisible”)[1][2][3] es una filosofía natural que propone que el mundo físico está formado por componentes fundamentales indivisibles conocidos como átomos.
Las referencias al concepto de atomismo y sus átomos aparecieron tanto en la antigua tradición filosófica griega como en la india. Los antiguos atomistas griegos teorizaban que la naturaleza consta de dos principios fundamentales: el átomo y el vacío. Los grupos de diferentes formas, disposiciones y posiciones dan lugar a las diversas sustancias macroscópicas del mundo[4][5].
Las partículas de materia química de las que los químicos y otros filósofos naturales de principios del siglo XIX encontraron pruebas experimentales se consideraron indivisibles, y por ello John Dalton les dio el nombre de “átomo”, utilizado durante mucho tiempo por la filosofía atomista. Aunque la conexión con el atomismo histórico es, en el mejor de los casos, tenue, las partículas elementales se han convertido en un análogo moderno de los átomos filosóficos.
El atomismo filosófico es un argumento reduccionista, que propone no sólo que todo está compuesto de átomos y vacío, sino que nada de lo que componen existe realmente: lo único que existe realmente son los átomos que rebotan unos contra otros de forma mecánica en un vacío por lo demás. El atomismo contrasta con una teoría de la sustancia en la que un continuo de materia prima permanece cualitativamente invariable bajo la división (por ejemplo, la proporción de los cuatro elementos clásicos sería la misma en cualquier porción de una materia homogénea).

Acerca del autor

admin

Ver todos los artículos