Acerca de Atomario

Atomario es el sexto sitio público de la familia -ario y forma parte del programa Fisicario: cubrir la Licenciatura en Física, en español y gratis, sitio a sitio. Este cubre la física atómica y molecular — en el plan de la UCM de 2003, la asignatura de Física Atómica y Molecular de 4.º y las optativas de 5.º Procesos Atómicos y Procesos Moleculares.

Dónde empieza y dónde acaba este sitio

Un sitio que lo intenta todo no explica nada, así que las fronteras se declaran y se enlazan en vez de duplicarse:

• La mecánica cuántica de base es de Cuantario (Física Cuántica I y II, Mecánica Cuántica, Mecánica Cuántica Avanzada). Aquí se aplica, no se funda: por qué existen los niveles discretos lo cuenta su artículo sobre los espectros de rayas, y Atomario empieza en la pregunta siguiente — qué niveles tiene cada elemento y qué se hace con eso.
• La óptica y el láser como instrumento son de Fotonario (Óptica I y II, Óptica Electromagnética). Lo que le pasa al haz —cavidades, modos, coherencia, propagación— está allí. Lo que le pasa al átomo cuando la luz llega, aquí.
• El núcleo es de Nucleario, que todavía no existe. En Atomario el núcleo aparece sólo como lo que es para un electrón: una carga puntual, una masa finita y, en la estructura hiperfina, un espín. Todo lo demás —estructura nuclear, desintegraciones— queda fuera y se enlazará cuando haya adónde.

Autoría

Escrito y mantenido por José Ramón Martínez Saavedra, físico (UCM). Hermano de Fotonario (óptica), Particulario (partículas), Mecanario (mecánica clásica), Termario (calor y estadística) y Cuantario (mecánica cuántica). Contacto a través de jrmsaavedra.com.

Fuentes

• C. J. Foot, Atomic Physics, Oxford University Press, 2005 — texto guía del Nivel II.
• B. H. Bransden y C. J. Joachain, Physics of Atoms and Molecules, 2.ª ed., Pearson, 2003 — texto guía del Nivel III.
• W. Demtröder, Atoms, Molecules and Photons, 3.ª ed., Springer, 2018 — texto guía del Nivel III para la parte molecular y de espectroscopía.
• NIST Atomic Spectra Database (ASD), versión 5 — niveles, longitudes de onda y probabilidades de transición. Todas las longitudes de onda de catálogo del sitio salen de aquí, y son longitudes de onda en aire salvo que se diga lo contrario.
• CODATA 2022 — constantes fundamentales, en src/data/constants.ts, con lo derivado calculado y no pegado. De ahí salen también los cocientes de masa que el módulo II.1 necesita para la masa reducida: m_p/m_e = 1836,153, m(⁴He²⁺)/m_e = 7294,300 y m(³He²⁺)/m_e = 5495,885.
• NIST X-Ray Transition Energies Database — las energías K_α1 del hierro, el cobre, el molibdeno y el wolframio que usa el problema 2 de la hoja del II.1. No salen de ASD, que no tabula rayas X de sólidos.
• S. Klarsfeld, Phys. Lett. A 30 (1969) 382 — la tasa de emisión de dos fotones del 2s del hidrógeno, 8,2206 s⁻¹. Es la única cifra del módulo II.1 que se cita en vez de calcularse: obtenerla exige teoría de perturbaciones de segundo orden.
• Los defectos cuánticos del sodio del artículo 02 del II.1 —1,373, 0,883 y 0,0102— están ajustados a los niveles 3s, 3p y 3d de NIST ASD, y por eso los reproducen exactamente. No son valores asintóticos de toda la serie: un defecto cuántico depende algo de n, y éstos valen para n = 3.
• M. Asplund, N. Grevesse, A. J. Sauval y P. Scott, «The chemical composition of the Sun», Annu. Rev. Astron. Astrophys. 47 (2009) 481 — composición solar.
• CIE 1931, función de eficacia luminosa fotópica V(λ) — para las cifras de lúmenes por vatio.
• I. Angeli y K. P. Marinova, «Table of experimental nuclear ground state charge radii», At. Data Nucl. Data Tables 99 (2013) 69 — radios de carga nucleares.
• CRC Handbook of Chemistry and Physics, 97.ª ed. — densidades, masas atómicas y parámetros de red.
• M. Wang, W. J. Huang, F. G. Kondev, G. Audi y S. Naimi, «The AME2020 atomic mass evaluation», Chin. Phys. C 45 (2021) 030003 — masas de los núclidos.
• CIAAW / IUPAC, Atomic weights of the elements 2021 — composiciones isotópicas representativas y pesos atómicos estándar, con sus intervalos.
• M. Stuiver y H. A. Polach, «Discussion: reporting of ¹⁴C data», Radiocarbon 19 (1977) 355 — la actividad del «carbono moderno», 0,226 Bq/g.
• D. A. Steck, Sodium D Line Data y Cesium D Line Data — anchuras naturales, longitudes de onda en vacío e intensidades de saturación de las transiciones de enfriamiento.
• CIPM, Recommended values of standard frequencies (2021) — transición de reloj del ⁸⁷Sr, 429 228 004 229 873,0 Hz.
• P. D. Lett et al., «Observation of atoms laser cooled below the Doppler limit», Phys. Rev. Lett. 61 (1988) 169 — la melaza de sodio a 43 µK.
• K. B. Davis et al., «Bose-Einstein condensation in a gas of sodium atoms», Phys. Rev. Lett. 75 (1995) 3969 — densidad y temperatura del primer condensado de sodio.
• C. W. Chou et al., «Optical clocks and relativity», Science 329 (2010) 1630, y T. Bothwell et al., Nature 602 (2022) 420 — corrimiento gravitatorio medido a 33 cm y a 1 mm.
• IERS / WGS-84 — GM terrestre, radio medio y día sidéreo, para el cálculo de las correcciones relativistas del GPS.
• BIPM, Le Système international d'unités, 9.ª ed. (2019) — las definiciones del mol, del kilogramo y del segundo tras la revisión de 2019.
• C. Kittel, Introduction to Solid State Physics, 8.ª ed. — densidad de electrones de conducción y módulos de compresibilidad.
• F. J. Dyson y A. Lenard, «Stability of Matter I», J. Math. Phys. 8 (1967) 423 — la exclusión como condición de la estabilidad de la materia.

Todo el texto del sitio es redacción propia; no reproduce texto ni figuras de los libros. Definiciones y resultados estándar se atribuyen a sus fuentes; los datos numéricos —longitudes de onda, energías de niveles, vidas medias, abundancias— vienen de valores públicos de referencia y se verifican con cálculo antes de publicarse.

Método

Como el resto de la familia: cada concepto con un ejemplo y números reales, ejercicios resueltos en cada artículo, hoja de problemas por módulo en los Niveles II y III, y — antes de declararse versión 1.0 — evaluaciones críticas asistidas por IA con perfiles de experto (docente, practicante y editor), cuyos hallazgos se verifican uno a uno. Los informes se archivan en el repositorio.

La regla número uno del programa es que ningún dato entra en un artículo sin haberse calculado antes de escribir la frase que lo contiene, y sin comprobarse por un segundo camino independiente. El guion de verificación de cada módulo se versiona en el repositorio (scripts/verificar-i1.py, scripts/verificar-i2.py, scripts/verificar-i3.py, scripts/verificar-i4.py, scripts/verificar-hidrogeno.py): cualquiera puede recomprobar las cifras sin fiarse del texto. En el I.1 esa comprobación cazó dos errores propios antes de publicar — un factor de vida media mal comparado y una potencia relativa exagerada en cincuenta veces. En el I.2 cazó cuatro más: dos de precisión numérica en el propio guion (una tolerancia absoluta que daba el nodo del 3s con un 0,4 % de error y una cuadratura que se saltaba el pico de la densidad radial), un contador de nodos del interactivo que perdía el del 2s porque la función radial vale exactamente cero en el nodo, y una etiqueta de unidades equivocada en un factor mil. En el I.3 cazó dos más: una actividad de 0,0017 Bq descrita como «un cuarto de desintegración por minuto» cuando es una cada diez, y una diferencia entre dos escalas de peso atómico que el texto daba por el valor histórico en vez de por el que sale de las abundancias de hoy. En el I.4, el guion incorpora un Monte Carlo de la melaza óptica —el mismo algoritmo que ejecuta el interactivo en el navegador— contrastado con la fórmula cerrada del límite Doppler en cuatro puntos de trabajo, y cazó tres cifras escritas de memoria: la anchura de la raya del sodio traducida a velocidad (5,8 m/s, no 10), el contenido de cromo de un rubí «al 0,05 %», que es en peso de Cr₂O₃ y no de cromo, y una comparación de densidades entre un condensado y el aire equivocada en un factor seis. Ninguno se veía leyendo. La revisión independiente del I.3 —quien escribe un módulo no lo verifica— añadió cuatro: la columna «masa − A» del deuterio copiada de la columna de al lado (+0,119 % en vez de +0,705 %), la esfera del Proyecto Avogadro calculada con la densidad del silicio natural cuando es de ²⁸Si enriquecido, el hierro dado por máximo estricto de la curva de enlace en lugar del ⁶²Ni, y dos fallos de dibujo en el espectrómetro interactivo. La del I.4 añadió otros cuatro: la masa de un condensado dada en attogramos cuando son femtogramos —el salto de kilogramos a gramos, un factor mil—, un satélite GPS que daba «media vuelta a la Tierra cada medio día sidéreo» cuando da una entera, el aumento de captura de un desacelerador Zeeman al subir de 1000 a 1400 m/s (40 %, no 10, porque la distribución que cuenta es la del chorro y no la del gas), y la longitud de onda del sodio en el umbral de condensación, que el artículo daba a la vez como 257 y como 259 nm según el sitio. En el II.1, que es el primero en el que las cifras se deducen en vez de citarse, el guion tiene 189 comprobaciones cruzadas en catorce secciones: cada resultado se obtiene por dos caminos distintos —el virial por escalado y por integración, la ecuación radial por sustitución y como ecuación diferencial integrada, el elemento de matriz dipolar en tres dimensiones y en forma cerrada— y la última sección recalcula lo que los tres paneles interactivos computan en el navegador.

Versión y erratas

Versión 0.5 — agosto de 2026. Publicados los módulos I.1, I.2, I.3 y I.4 completos y el II.1, que arranca el Nivel II (20 artículos, 1 hoja de problemas, 13 visualizaciones, 125 términos de glosario). El II.1 estrena las dos cosas que distinguen al Nivel II: el cálculo —derivadas parciales, ecuaciones diferenciales, números complejos y momento angular, todos dados por sabidos— y la hoja de problemas, seis problemas graduados con pistas y sin soluciones, que es el fichero 05 de cada módulo de los Niveles II y III y no cuenta como artículo. Los catorce módulos del plan —cinco de Nivel I, cinco de Nivel II y cuatro de Nivel III— están anunciados en el índice con su contenido previsto; los que no están escritos se muestran como pendientes, que es el compromiso público del sitio.

Erratas sustantivas corregidas tras la publicación (las de redacción no se listan). ¿Ves una nueva? Escribe a través de la web de contacto.

Ninguna todavía.

Tecnología

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