Divulgación Nulidad de carga / compensación

[Avicarlos]

¿Hay algún razonamiento, sobre si el fotón carece de carga, o tiene compensadas ambas, positiva y negativa?

Saludos de Avicarlos.

[pod]

Re: Nulida de carga / compensación

La electrodinámica cuántica es la teoría que describe los fotones, y probablemente sea la teoría científica que se ha puesto a prueba experimentalmente con mayor precisión de toda la historia de la ciencia (algunas prediciones se comprueban con hasta 20 cifras significativas). Según esta teoría, el fotón es una partícula elemental, que no está compuesta por ninguna entidad más pequeña. Si no está compuesta por entidades de menor tamaño, es difícil pensar que pueda contener dos cargas opuestas que se cancelan. Así, pues, la teoría científica que se ha puesto a prueba experimentalmente con mayor precisión apuesta a que el fotón carece completamente de carga.

Además, si hubiera dos cargas que se compensan, habría efectos secundarios (momentos dipolares, por ejemplo), que no se han observado nunca en el fotón.

[Avicarlos]

Re: Nulida de carga / compensación

Este razonamiento, parece bastante bueno, pero pensando en que los campos magnéticos carecen de polaridad, tanto si proceden de una carga positiva como de la negativa, sería útil analizarlo.

De todos modos, los fotones tanto interaccionan con electrones como con protones y no sólo por la atracción gravitatoria. Si hay que tener en cuenta la carga de valor muchos órdenes mayor que la fuerza gravitatoria, no es posible que esta carga, que no tiene porqué ser parte de la partícula sino propiedad, se afecte de un lado por la carga del electrón y por otra la del protón. ¿Vale para ello es espín y sentido direccional?.

Al menos no se ver que considerarlo de una manera, u otra altere los estudios habidos del fotón en más de un siglo. Y tampoco leí nada que se planteara esta propiedad.

Saludos de Avicarlos.

[pod]

Re: Nulida de carga / compensación

Este razonamiento, parece bastante bueno, pero pensando en que los campos magnéticos carecen de polaridad, tanto si proceden de una carga positiva como de la negativa, sería útil analizarlo.

De todos modos, los fotones tanto interaccionan con electrones como con protones y no sólo por la atracción gravitatoria. Si hay que tener en cuenta la carga de valor muchos órdenes mayor que la fuerza gravitatoria, no es posible que esta carga, que no tiene porqué ser parte de la partícula sino propiedad, se afecte de un lado por la carga del electrón y por otra la del protón. ¿Vale para ello es espín y sentido direccional?.

Al menos no se ver que considerarlo de una manera, u otra altere los estudios habidos del fotón en más de un siglo. Y tampoco leí nada que se planteara esta propiedad.

Saludos de Avicarlos.

Verás, de la forma que está definido el concepto carga, cada partícula tiene un valor de la carga y sólo uno. Cuando uno "se inventa" una partícula tiene que dar una serie de propiedades que la define: spin, carga elétrica, paridad, etc. Y cada una de estas propiedades tiene un valor único. Así que cambiar la definición de carga para que una partícula pueda tener dos valores a la vez no sólo implicaría "alterar los estudios habidos del fotón en más de un siglo", sino toda la física de partículas al completo. Teniendo en cuenta que, a día de hoy, la física de partículas no ha fracasado en ninguno de los experimentos realizados (y se realizan experimentos con miles de millones de colisiones), no hay ningún motivo científico para realizar un cambio de paradigma tan radical.

Por otro lado, la electrodinámica cuántica explica perfectamente cómo interactúa el fotón con electrón y con los quarks (que son los componentes de los que está formado un protón; el protón si que no es una partícula fundamental) sin necesidad de que el fotón tenga ninguna carga. Estamos en las mismas: ya tenemos una teoría que funciona a las mil maravillas, por ahora, no hay motivo para substituirla por otra que ha realizado ninguna predicción experimental.

[Avicarlos]

Re: Nulida de carga / compensación

No dudo de la efectividad de lo estudiado, experimentado y comprobado sus resultados miles de veces por multitud de científicos. Simplemente que no entiendo algunas de las proposiciones tomadas como axioma para la teoría. Pues si lo explican todo a la perfección, no capto el que los quarks tengan carga fraccionaria, siendo ellos que merced a su triple combinación formen al protón con la carga contraria a la del electrón, a menos que el electrón también dispusiera de tres cargas negativas fraccionarias.

Luego la interacción del fotón, sin carga alguna, ya no lo hace por carga, sino solo por momento. Y así, deduje que aquí intervendría la gravitación.

Estos son los casos que no sé casar con la teoría que debería explicarlo todo, tal como tanto tú, como todos los físicos y los textos sustentan.

Saludos de Avicarlos.

[pod]

Re: Nulida de carga / compensación

No dudo de la efectividad de lo estudiado, experimentado y comprobado sus resultados miles de veces por multitud de científicos. Simplemente que no entiendo algunas de las proposiciones tomadas como axioma para la teoría. Pues si lo explican todo a la perfección, no capto el que los quarks tengan carga fraccionaria, siendo ellos que merced a su triple combinación formen al protón con la carga contraria a la del electrón, a menos que el electrón también dispusiera de tres cargas negativas fraccionarias.

Hay experimentos en que se nota que el protón no interacciona como un todo, sino que aparecen colisiones que sólo se pueden explicar si "dentro" del protón hubieran tres masas de un tercio de la total (aproximadamente). Esta fue la confirmación experimental de la existencia de los quarks, que ya había sido predicha por Gell-Man. Además, el protón (y el neutrón) sí muestran momentos dipolares, que confirman que la carga en su interior no es puntual sino distribuida en tres "paquetes".

Por cierto, date cuenta que los tres quarks que forman el protón no tienen la misma carga. En el protón, dos de ellos tienen carga igual a 2/3 (quarks up), mientras que el tercero tiene carga -1/3 (down). Verás que suma justamente 1, que es igual (pero de signo contrario) que la carga del electrón. En el neutrón la proporción es justo a la inversa, dos quarks down y uno up, que si haces la suma te sale carga 0; por lo tanto, el neutrón es neutro (de ahí el nombre), pero experimentalmente se observa que tiene momento dipolar y que interacciona por paquetes con un tercio de la masa, lo cual confirma que (al contrario que el fotón), no es una partícula elemental.

Por otra parte, no tiene sentido proponer que el electrón está formado por tres quarks igual que el protón; el quark más liviano es centenares de veces más masivo que el electrón. Sí que existe una partícula formada por tes quarks down, y que por tanto tiene carga -1. No obstante, esta partícula es muy diferente al electrón, recibe el nombre de delta-negativa, $\Delta^-$.

En cambio, para el caso del fotón, los experimentos equivalentes muestran los indicios contrarios: todas las colisiones detectadas se explican perfectamente con partículas puntuales, y no se detecta ningún momento dipolar. Algo similar ocurre para el electrón: también es una única partícula elemental, sin estructura.

Luego la interacción del fotón, sin carga alguna, ya no lo hace por carga, sino solo por momento.

No creo que esto sea cierto. El fotón tiene momento, sí, pero no interacciona con las cargas a causa de su momento. Las interacciones en las que puede participar una partícula dependen de lo que se conoce como "lagrangiano de la teoría", y en este caso el lagrangiano de la teoría viene dictado por la simetría gauge. Así que si el fotón interacciona con las cargas debido a que cumple una simetría gauge, no a su momento.

Y así, deduje que aquí intervendría la gravitación.

La interacción electromagnética no tiene nada que ver con la gravitación. De hecho, no tenemos una buena teoría cuántica de la gravitación; pero si cuando la tengamos sigue esquemas similares a los del resto de interacciones, la gravitación tendrá que ver con los gravitones, no con los fotones.

Estos son los casos que no sé casar con la teoría que debería explicarlo todo, tal como tanto tú, como todos los físicos y los textos sustentan.

Las teorías científicas actuales no lo explican todo. Por eso hay muchos esfuerzos activos por desarrollar las próximas teorías que completarán las actuales. No obstante, este tema que estamos tratando sí está bien explicado por las teorías actuales. Me atrevería a decir que si no sabes casar algo que la comunidad científica da por perfectamente explicado no se debe a un defecto de la teoría, sino de conocimiento personal. Por desgracia, la divulgación científica tiene límites; si leyendo divulgación pudieras obtener el 100% de los conocimientos científicos, entonces leer divulgación sería lo mismo que leer un libro de texto, y todos sabemos que no es así. Así que si quieres entender esto más profundamente, te recomiendo que estudies la Física real relevante al asunto en vez de basarte sólo en la divulgación.

El caso es que el modelo científico funciona de una manera particular. No nos "creemos" las teorías porque a alguien le gusten o le dejen de gustar. Nos las "creemos" porque funcionan bien experimentalmente. Jamás pensaremos que una teoría está confirmada completamente, porque eso no es posible. Pero cada vez que una teoría pasa una prueba experimental tenemos un motivo más para "creernosla", y por lo tanto, aquél que proponga una teoría alternativa deberá proporcionar pruebas experimentales contundentes. Eso es lo que diferencia la ciencia de otras disciplinas humanas: no cuenta lo que alguien diga, o lo que alguien crea, sólo cuentan los experimentos que permiten validar el poder predictivo de cada teoría.

Así, pues, no es que yo sustente una teoría. Yo no tengo ningún amigo fotón como para tener interés personal en decir que es una partícula elemental. Quien lo sustenta son los experimentos.

[Avicarlos]

Re: Nulida de carga / compensación

Apabullante, pod. Suscribo todo lo que dices. Pues efectivamente, intuía que mi incomprensión, se debía a falta de base. No lo negué jamás. por ello pregunto y aguardo a personas como tú que tengan a bien ilustrarme. Lo de estudiar, ahora a mí se me hace demasiado cuesta arriba. Si merezco atención por alguien que quiera documentarme hasta un nivel al que pueda llegar, pues fenomenal.
Así para mí, lo que dices e ignoro,

Las interacciones en las que puede participar una partícula dependen de lo que se conoce como "lagrangiano de la teoría", y en este caso el lagrangiano de la teoría viene dictado por la simetría gauge. Así que si el fotón interacciona con las cargas debido a que cumple una simetría gauge, no a su momento.

Me complacerías si me explicaras tal funcionamiento.

Saludos de Avicarlos.

[pod]

Re: Nulida de carga / compensación

Apabullante, pod. Suscribo todo lo que dices. Pues efectivamente, intuía que mi incomprensión, se debía a falta de base. No lo negué jamás. por ello pregunto y aguardo a personas como tú que tengan a bien ilustrarme. Lo de estudiar, ahora a mí se me hace demasiado cuesta arriba. Si merezco atención por alguien que quiera documentarme hasta un nivel al que pueda llegar, pues fenomenal.
Así para mí, lo que dices e ignoro,

Las interacciones en las que puede participar una partícula dependen de lo que se conoce como "lagrangiano de la teoría", y en este caso el lagrangiano de la teoría viene dictado por la simetría gauge. Así que si el fotón interacciona con las cargas debido a que cumple una simetría gauge, no a su momento.

Me complacerías si me explicaras tal funcionamiento.

Saludos de Avicarlos.

En el blog xatakaciencia hay una serie de 16 posts que explican el tema de las interacciones. Puedes leerlo aquí: http://www.xatakaciencia.com/tag/diagramas-de-feynman (obviamente, al ser un blog las entradas aparecen en orden inverso).

[Avicarlos]

Re: Nulida de carga / compensación

Voy a ello. Veré si saco algo útil, que creo no voy a llegar con las 16 lecciones de Fynman. De él solo tenía dos libros, pero eran de divulgación. Algo más simple.

Saludos de Avicarlos.

[Avicarlos]

Re: Nulida de carga / compensación

Consultando la "Electrodinámica cuántica "de Feynman en la que detalla el proceso de los diagramas, resultó un buen complemento del enlace que me ofreciste pod.
Y lo que en él leí, lo asimilé bastante bien. Una didáctica para legos ejemplar, narrada por Jaume.

Todo lo contrario de "Mecánica cuántica" de Yndurain, que está específicamente destinada a "no legos" y sí, a los "bastante más que iniciados". Lo intenté el año 2003, adquiriendo su libro editado por Ariel Ciencia, y tras un prolongado intento, tuve que rendirme. No está a mí alcance asimilar tanto cálculo. Me faltan cuatro años de estudios específicos de una carrera que se halla a las antípodas de lo estudiado en mi juventud.

Ahora, pues con lo asimilado de las interacciones cuánticas, me será más fácil entender algunos artículos que hasta ahora tenía que saltarme.

Sin embargo, reconociendo que mi ecuación es bastante gratuita para el cálculo de la distancia límite de la interacción fotón-partícula, la podría dejar como un supuesto burdo, al que falta suministrarle cantidad de valores ignorados.

Pero ni por los Diagramas de Feynman, ni por este estudio didáctico de Jaume, sé deducir valor alguno. Solo se contempla el de contacto directo entre fotones, gluones, quarks y electrones. Esto es evidente. Pero ¿qué distancia de alejamiento precisan los fotones, para ignorar a los quark, siguiendo su camino sin alteración?.

¿Se puede deducir de las lecciones de Jaume en xatakaciencia?. Y ¿en las de Feynman?. Tampoco lo menciona, o no supe interpretarlo.

Saludos de Avicarlos.

[pod]

Re: Nulida de carga / compensación

Consultando la "Electrodinámica cuántica "de Feynman en la que detalla el proceso de los diagramas, resultó un buen complemento del enlace que me ofreciste pod.
Y lo que en él leí, lo asimilé bastante bien. Una didáctica para legos ejemplar, narrada por Jaume.

Todo lo contrario de "Mecánica cuántica" de Yndurain, que está específicamente destinada a "no legos" y sí, a los "bastante más que iniciados". Lo intenté el año 2003, adquiriendo su libro editado por Ariel Ciencia, y tras un prolongado intento, tuve que rendirme. No está a mí alcance asimilar tanto cálculo. Me faltan cuatro años de estudios específicos de una carrera que se halla a las antípodas de lo estudiado en mi juventud.

Ahora, pues con lo asimilado de las interacciones cuánticas, me será más fácil entender algunos artículos que hasta ahora tenía que saltarme.

Sin embargo, reconociendo que mi ecuación es bastante gratuita para el cálculo de la distancia límite de la interacción fotón-partícula, la podría dejar como un supuesto burdo, al que falta suministrarle cantidad de valores ignorados.

Pero ni por los Diagramas de Feynman, ni por este estudio didáctico de Jaume, sé deducir valor alguno. Solo se contempla el de contacto directo entre fotones, gluones, quarks y electrones. Esto es evidente. Pero ¿qué distancia de alejamiento precisan los fotones, para ignorar a los quark, siguiendo su camino sin alteración?.

¿Se puede deducir de las lecciones de Jaume en xatakaciencia?. Y ¿en las de Feynman?. Tampoco lo menciona, o no supe interpretarlo.

Saludos de Avicarlos.

No acabo de entender la pregunta.

[Avicarlos]

Re: Nulida de carga / compensación

No acabo de entender la pregunta.

¿Cual es la distancia máxima de acercamiento de un fotón a las partículas por la que pueda librarse de interacción?

Saludos de Avicarlos.

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Re: Nulida de carga / compensación

¿Cual es la distancia máxima de acercamiento de un fotón a las partículas por la que pueda librarse de interacción?

Saludos de Avicarlos.

Infinito.

Pero supongo que quieres saber la distancia mínima a partir de la cual podemos asegurar que no habrá dicha interacción.

[Avicarlos]

Re: Nulida de carga / compensación

Infinito.

Pero supongo que quieres saber la distancia mínima a partir de la cual podemos asegurar que no habrá dicha interacción.

Pues sí. Es más claro como lo expones. Sigo con dificultades para expresar mis pensamientos de manera clara.

Al infinito, e incluso a distancia mucho más corta, como por ejemplo un Km., veo casi imposible que haya fotón alguno que interaccione con una partícula a tal distancia.

Asimismo, veo que los quarks, entre ellos se intercambian energía, merced a los gluones y se supone por los datos que dan las tablas que tales quarks, en un ámbito de diámetro del núcleo atómico, lo hacen.

Tomando pues a bulto que los quarks, pueden moverse a distancias de 10^-15 cm, ( o menores) y no forman una sola pieza, sino que se acercan y separan libres en 10^-15 cm, me hace sospechar que cuando se intercambian gluones, lo hacen estando a distancia inferior a 10^-15 cm.

Mi pregunta es pues, si se conoce cual es esta distancia a partir de la cual ya no interaccionan.

Burdamente aventuré si sería según la energía del fotón a tratar, la distancia de 10^-22 , ó, 10^-24, ó, 10^-26 cm.

Y esto no ví que se expusiera en ningún lugar. Claro, de los pocos que llegaron a mí. Como por Wiki, no sé encontrarlo, por eso lo pregunto aquí. Si existe esta respuesta, vosotros sabréis donde se da.

Saludos de Avicarlos.

[Avicarlos]

Re: Nulida de carga / compensación

Visto que el hilo se desvía, abro uno nuevo para este tema : Campo interacción radiación-partícula.

Saludos de Avicarlos.