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Buenos días.
Estoy volviendo a leer un libro de Gamow (Biografía de la Física) y en las páginas 400-402 de la edición en Alianza editorial, me he encontrado con un epígrafe que tiene el mismo título que he puesto a este hilo y me ha dejado lleno de dudas. Sé que debería hacerse una pregunta por hilo, pero es que tendría que abrir un montón de ellos para tratar sobre el mismo tema, así que espero que e disculpéis si hago varias preguntas aquí.
Primero voy a escribir varios párrafos del libro y luego hago las preguntas. Entresaco sólo los párrafos de interés. Los puntos suspensivos indican que hay párrafos entre medias.
"La teoría cuántica del movimiento ha dado un grave golpe a la teoría cinética del calor...en efecto, si los electrones ...únicamente pueden tener ciertos valores discretos de energía cinética, lo mismo debe aplicarse a las moléculas de gas que se mueven dentro de una vasija cerrada....ya no es posible suponer que las moléculas de gas puedan cualquier energía cinética, como se suponía en las teorías clásicas de Boltzman....por el contrario, debe haber niveles cuánticos...y no puede haber energías intermedias. La situación se complica por el hecho de que algunas partículas...obedecen al principio de Pauli, que prohíbe ocupar el mismo nivel cuántico a más de dos....mientras que otras partículas, como las moléculas de aire, no están sujetas a esas restricciones. Este hecho lleva a dos clases diferentes de estadísticas: la llamada estadística de Fermi-Dirac, aplicable a las partículas que obedecen al principio de Pauli y la estadística de Bosé-Einstein, aplicable a las partículas que no le obedecen".
Preguntas:
1. Supongo yo que el párrafo que he subrayado debe ser un error, no? Entiendo que dos partículas de aire no pueden ocupar el mismo lugar. ¿O no es así?
2. Esto es un lío mental que tengo. Al pensar sobre el párrafo, pensé primero que en el mundo real sólo deben existir las estadísticas de Fermi-Dirac, porque sólo hay interacciones entre partículas y no entre bosones, que son las fuerzas que intermedian las acciones que se producen entre partículas. Pero dándole vueltas, pensé que la luz se curva bajo el efecto de la gravedad, o sea, que según yo lo veo, debe haber una intermediación entre el gravitón y el fotón. Pensé en otras que pudiera haber. Me acordé de las reacciones de fusión nuclear en el Sol, donde el bosón W reacciona con protones y produce electrones y me acordé de la Teoría electro-débil de Weinberg y entonces pensé que puede haber interrelaciones entre los bosones W y Z con el fotón (aunque esto no lo sé con certeza). Y también pensé que igual el bosón W también interacciona con la fuerza fuerte al cambiar un quark up por un down.
De manera que si todo esto es correcto, habría interacción entre fermiones también entre bosones. No sé si esto es correcto o es una barbaridad.
No sé si en realidad se producen estas interacciones entre bosones, porque creo recordar que nunca he visto un diagrama de Feynman por interacciones entre fermiones. ¿Esto es así o no?
3. En el mundo real, cuando se estudia la teoría cinética del calor, ¿se utilizan las estadísticas de Fermi-Dirac? Y si la respuesta es no: ¿por qué no?
Un saludo
Pensando sobre esto, creo que en algunos lugares he metido la pata. La fuerza débil al final es unta interacción entre el bosón W y un protón, y no entre dos bosones. El segundo párrafo subrayado en el que hablo sobre la fuerza fuerte es una gran metedura de pata. Es la fuerza débil la que hace eso.
Así que no veo interacciones entre bosones ahí. Y tampoco en la fuerza fuerte.
Pero como dije, sí las veo entre el gravitón y el fotón. Esto puede ser así o estoy equivocado?
Estoy volviendo a leer un libro de Gamow (Biografía de la Física) y en las páginas 400-402 de la edición en Alianza editorial, me he encontrado con un epígrafe que tiene el mismo título que he puesto a este hilo y me ha dejado lleno de dudas. Sé que debería hacerse una pregunta por hilo, pero es que tendría que abrir un montón de ellos para tratar sobre el mismo tema, así que espero que e disculpéis si hago varias preguntas aquí.
Primero voy a escribir varios párrafos del libro y luego hago las preguntas. Entresaco sólo los párrafos de interés. Los puntos suspensivos indican que hay párrafos entre medias.
"La teoría cuántica del movimiento ha dado un grave golpe a la teoría cinética del calor...en efecto, si los electrones ...únicamente pueden tener ciertos valores discretos de energía cinética, lo mismo debe aplicarse a las moléculas de gas que se mueven dentro de una vasija cerrada....ya no es posible suponer que las moléculas de gas puedan cualquier energía cinética, como se suponía en las teorías clásicas de Boltzman....por el contrario, debe haber niveles cuánticos...y no puede haber energías intermedias. La situación se complica por el hecho de que algunas partículas...obedecen al principio de Pauli, que prohíbe ocupar el mismo nivel cuántico a más de dos....mientras que otras partículas, como las moléculas de aire, no están sujetas a esas restricciones. Este hecho lleva a dos clases diferentes de estadísticas: la llamada estadística de Fermi-Dirac, aplicable a las partículas que obedecen al principio de Pauli y la estadística de Bosé-Einstein, aplicable a las partículas que no le obedecen".
Preguntas:
1. Supongo yo que el párrafo que he subrayado debe ser un error, no? Entiendo que dos partículas de aire no pueden ocupar el mismo lugar. ¿O no es así?
2. Esto es un lío mental que tengo. Al pensar sobre el párrafo, pensé primero que en el mundo real sólo deben existir las estadísticas de Fermi-Dirac, porque sólo hay interacciones entre partículas y no entre bosones, que son las fuerzas que intermedian las acciones que se producen entre partículas. Pero dándole vueltas, pensé que la luz se curva bajo el efecto de la gravedad, o sea, que según yo lo veo, debe haber una intermediación entre el gravitón y el fotón. Pensé en otras que pudiera haber. Me acordé de las reacciones de fusión nuclear en el Sol, donde el bosón W reacciona con protones y produce electrones y me acordé de la Teoría electro-débil de Weinberg y entonces pensé que puede haber interrelaciones entre los bosones W y Z con el fotón (aunque esto no lo sé con certeza). Y también pensé que igual el bosón W también interacciona con la fuerza fuerte al cambiar un quark up por un down.
De manera que si todo esto es correcto, habría interacción entre fermiones también entre bosones. No sé si esto es correcto o es una barbaridad.
No sé si en realidad se producen estas interacciones entre bosones, porque creo recordar que nunca he visto un diagrama de Feynman por interacciones entre fermiones. ¿Esto es así o no?
3. En el mundo real, cuando se estudia la teoría cinética del calor, ¿se utilizan las estadísticas de Fermi-Dirac? Y si la respuesta es no: ¿por qué no?
Un saludo
Pensando sobre esto, creo que en algunos lugares he metido la pata. La fuerza débil al final es unta interacción entre el bosón W y un protón, y no entre dos bosones. El segundo párrafo subrayado en el que hablo sobre la fuerza fuerte es una gran metedura de pata. Es la fuerza débil la que hace eso.
Así que no veo interacciones entre bosones ahí. Y tampoco en la fuerza fuerte.
Pero como dije, sí las veo entre el gravitón y el fotón. Esto puede ser así o estoy equivocado?
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