Secundaria concepto moderno de fuerza

[incipiente]

Hola.Soy nuevo en el foro,al que he accedido con la idea de resolver ciertas dudas concretas que tengo acerca de temas muy variados.He de hacer incapié en que carezco de formación específica en física (mi nivel es de bachillerato,y aprovadillo,puesto que mi interés por esta ciencia es relativamente reciente).Pues bien;lo primero que me gustaría aclarar es lo siguiente:En el marco de la teoría cuántica de campos se habla de cuatro fuerzas o interacciones fundamentales (aquellas que no se pueden definir en función de otras),la gravitatoria,la electromagnética,la nuclear débil (combinada modernamente con la anterior en la electrodébil) y la nuclear fuerte.Ahora bien,he de suponer por tanto que todas las demás fuerzas derivan de aquellas,pero ¿de que modo?,¿cómo se explica el concepto "clásico" de fuerza(ente vectorial asociado a la interacción entre cuerpos,a la modificación de la cantidad de movimiento)a partir de las mismas?
En fin,espero que me podais echar una mano.Gracias.

[aLFRe]

Re: concepto moderno de fuerza

Hola.Soy nuevo en el foro,al que he accedido con la idea de resolver ciertas dudas concretas que tengo acerca de temas muy variados.He de hacer incapié en que carezco de formación específica en física (mi nivel es de bachillerato,y aprovadillo,puesto que mi interés por esta ciencia es relativamente reciente).Pues bien;lo primero que me gustaría aclarar es lo siguiente:En el marco de la teoría cuántica de campos se habla de cuatro fuerzas o interacciones fundamentales (aquellas que no se pueden definir en función de otras),la gravitatoria,la electromagnética,la nuclear débil (combinada modernamente con la anterior en la electrodébil) y la nuclear fuerte.

No.
Que cualquier fuerza se puede reducir a una de esas cuatro o a una suma de estas es una conclusión a partir de los trabajos de muchos físicos
dentro de lo que se llama Física Clásica,
no una deducción de la Teoría Cuántica de Campos.
El proceso por el que se llegó a esta conclusión es largo y por ejemplo te puedo comentar que el electromagnetismo
es la unificación de la electrostática, las fuerzas magnéticas esto lo hizo Faraday
y del trabajo teórico y experimental de Hertz sobre ondas electromagnéticas.

Ahora bien,he de suponer por tanto que todas las demás fuerzas derivan de aquellas,pero ¿de que modo?,¿cómo se explica el concepto "clásico" de fuerza(ente vectorial asociado a la interacción entre cuerpos,a la modificación de la cantidad de movimiento)a partir de las mismas?
En fin,espero que me podais echar una mano.Gracias.

[pod]

Re: concepto moderno de fuerza

En Física moderna, las interacciones se producen intercambiando partículas. Según cual sea la partícula que se intercambia, hablamos de un tipo de interacción u otro:

- Si se intercambian fotones, hablamos de interacción electromagnética.

- Si se intercambian partículas W o Z, hablamos de interacción débil.

- Si se intercambian gluones, hablamos de interacción fuerte (o partículas que a su vez se mantienen unidas mediante gluones, como por ejemplo piones; en este caso hablamos de interacción fuerte residual).

- Se se intercambian gravitones, hablamos de interacción gravitatoria.

Estas partículas intercambiadas, llevan algo de cantidad de movimiento (o momento lineal, como prefieras llamarlo). Ese momento se resta de la partícula emisora, y se suma a la partícula receptora. Por lo tanto, si miramos desde lejos, el resultado neto es que las dos partículas han intercambiado momento. Como recordarás, la segunda ley de Newton se puede escribir como

$$F = \frac{\dd p}{\dd t} .$$

Por lo tanto, ese intercambio de momentos se puede interpretar como una fuerza clásica.

[incipiente]

Re: concepto moderno de fuerza

OK.Ahora me parece evidente.Gracias de nuevo

[Davil]

Re: concepto moderno de fuerza

Hay pruebas concretas de la existencia del gravitron? No se si lo que leí esta desactualizado..

[Raul]

Re: concepto moderno de fuerza

Supongo que llega un poco tarde la respuesta, pero NO, no hay pruebas. Es mas, hasta hace poco no había ni propuestas par poder demostrar su existencia (años 70). El mejor experimento que se ha planteado (no ejecutado) es uno que pretendía mandar tres sondas a una determinada órbita solar, estas se configurarían en triangulo a una gran distancia entre ellas observando a un pulsar (estrella pulsante) y con esas observaciones pretendían encontrar evidencias de las ondas gravitacionales. Si no recuerdo mal el lanzamiento de estas sondas estaba previsto para 2015 por capital Estadounidense cuando yo estudié la carrera (hacia 2005-2006), pero dada la situación económica actual y las variaciones en los programas científicos según las distintas administraciones de EEUU, así como de las variaciones de los proyectos de la NASA es posible que esa fecha esté modificada o incluso cancelada.
Si me equivoco en algo marcarlo (lo digo sobre todo por "pod" y "aLFRe").

[Entro]

Re: concepto moderno de fuerza

Supongo que llega un poco tarde la respuesta, pero NO, no hay pruebas. Es mas, hasta hace poco no había ni propuestas par poder demostrar su existencia (años 70). El mejor experimento que se ha planteado (no ejecutado) es uno que pretendía mandar tres sondas a una determinada órbita solar, estas se configurarían en triangulo a una gran distancia entre ellas observando a un pulsar (estrella pulsante) y con esas observaciones pretendían encontrar evidencias de las ondas gravitacionales. Si no recuerdo mal el lanzamiento de estas sondas estaba previsto para 2015 por capital Estadounidense cuando yo estudié la carrera (hacia 2005-2006), pero dada la situación económica actual y las variaciones en los programas científicos según las distintas administraciones de EEUU, así como de las variaciones de los proyectos de la NASA es posible que esa fecha esté modificada o incluso cancelada.
Si me equivoco en algo marcarlo (lo digo sobre todo por "pod" y "aLFRe").

Este experimento que mencionas es el experimento LISA y no está diseñado para encontrar gravitones sino ondas gravitacionales de manera directa.

[Raul]

Re: concepto moderno de fuerza

El experimento es concretamente http://www.esa.int/esaSC/120376_index_0_m.html y no es solo de la NASA, es de ESA también. Efectivamente trata de medir ondas gravitacionales (postuladas por Einstein en su teoría). Por otro lado no sabría decir la diferencia entre una onda gravitacional y el gravitón, del mismo modo que no se definir la diferencia entre onda electromagnética y fotón, salvo por la explicación que me dio POD de que la onda electromagnética es un fotón real (y no virtual). ¿La onda gravitacional no sería un gravitón real?, lo mismo me estoy liando.

[Entro]

Re: concepto moderno de fuerza

Las ondas salen como soluciones clásicas a ecuaciones de ondas clásicas. Su propagación y sus propiedades son clásicas.

Los fotones (o los gravitones) serían los cuantos de los cuales se formarían dichas ondas en una descripción cuántica. No son lo mismo.

Pero hay que puntualizar que las ondas gravitatorias solo se pueden tener en situaciones de campos gravitorios débiles, es decir, no se darán en cualquier situación. Y por lo tanto uno no espera que una cuantización usual, que de lugar al gravitón, sea la descripción última de una teoría de gravedad cuántica.