La diferencia es la energía. Los fenómenos descritos por la física molecular son los menos energéticos seguidos por la física atómica, la física nuclear y finalmente la física de partículas (que también se conoce como “física de alta energía”).
La física molecular es la física de las moléculas: cómo giran y cómo vibran los átomos individuales que las componen. La energía de estas rotaciones y vibraciones es pequeña, casi igual a la energía transportada por un fotón de microondas o radiación infrarroja.
La física atómica es la física de los electrones en los átomos, su giro y vibración. Se mueven entre los niveles de energía en el átomo que emite y absorben la energía electromagnética como lo hacen. La energía de estas transiciones suele ser aproximadamente igual a la de un fotón de luz visible (alrededor de 50 a 100 veces más energía que la luz infrarroja lejana).
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La física nuclear es la física de los núcleos atómicos. Es responsable del movimiento de los nucleones (protones y neutrones) que se mantienen unidos muy fuertemente por la fuerza nuclear fuerte y se separan por la fuerza electromagnética. La transición entre los niveles de energía en los núcleos suele ser la misma que los poderosos rayos X y los rayos gamma, más de 100 mil veces más energéticos que un fotón de luz.
Cuando te vuelves tan enérgico que las partículas ni siquiera pueden permanecer juntas en un núcleo, estás en el ámbito de la física de partículas. No hay límite en la energía para la física de partículas. Cuanta más energía pueda bombear una partícula, como un protón, habrá más para convertirse en nuevas partículas cuando el protón se estrella contra otra cosa.
El laboratorio de física de partículas más poderoso del mundo es el Gran Colisionador de Hadrones cerca de Ginebra. Allí pueden dar a cada protón una energía de 7 billones de voltios de electrones (es como tener una batería de 7 billones de voltios). Eso es aproximadamente una millonésima de julios, lo que no parece mucho, pero es enorme en la escala de un protón.
Si llamamos ‘1 unidad’ a la energía de la física molecular, entonces la energía de la física atómica será de aproximadamente 100 unidades, la energía de la física nuclear de aproximadamente 1 millón de unidades y la energía del Gran Colisionador de Hadrones de aproximadamente 100 billones de unidades. Sorprendentemente, hay similitudes sorprendentes en la física de los átomos en las moléculas, los electrones en los átomos, los núcleos en los núcleos y las partículas, incluso en este enorme rango de energías.
