Divulgación ¿Toda fuerza e interacción siempre es intercambio del momento lineal?

[andrewcraig]

Buenas,

Mi pregunta viene por la definición que he encontrado de fuerza, en física de partículas, dentro del modelo estándar ¿ocurre lo mismo? ¿Siempre se producen interacciones en el sentido de intercambio de momento lineal?

Saludos

[pod]

Re: ¿Toda fuerza e interacción siempre es intercambio del momento lineal?

El modelo estándar es física de partículas, así que no acabo de entender la pregunta.


En cualquier caso, en física de partículas las interacciones no siempre son un mero intercambio de momento lineal entre partículas preexistentes. En ocasiones pueden aparecer nuevas partículas que no existían antes. O desaparecer partículas existentes. Lo que sí es cierto es que el momento lineal total se conserva.

[andrewcraig]

Re: ¿Toda fuerza e interacción siempre es intercambio del momento lineal?

Gracias Pod,

Esa era la respuesta que buscaba, hablo de física de partículas porque es el ámbito donde esperaba que sucedieran interacciones distintas a un simple cambio de momento lineal.

Saludos

[pod]

Re: ¿Toda fuerza e interacción siempre es intercambio del momento lineal?

Gracias Pod,

Esa era la respuesta que buscaba, hablo de física de partículas porque es el ámbito donde esperaba que sucedieran interacciones distintas a un simple cambio de momento lineal.

Saludos

Es que el modelo estándar es física de partículas.


En general, todas las interacciones se componen en vértices de interacción. En cada vértice de interacción entran y salen partículas. Esto se suele representar mediante diagrama de Feynman, donde la trayectoria de cada partícula se representa mediante una linea. Por ejemplo, en la interacción electromagnética sólo hay un tipo de vértice posible, donde confluyen tres lineas: dos partículas cargadas y un fotón. Dependiendo de la orientación de las lineas, esto puede representar los siguientes fenómenos:

• Una partícula cargada y su antipartícula entran al vértice, y sale un fotón. Es decir, el par de partícula anti-partícula se aniquilan para dar un fotón.
• Entra un fotón y sale un par de partícula anti-partícula. Esto es el inverso temporal del anterior.
• Entra una partícula cargada y un fotón, y sale la misma partícula cargada pero con otro momento. Es decir, una partícula cargada absorbe un fotón.
• Entra una partícula cargada y sale la misma partícula cargada con otro momento más un fotón. Es decir, una partícula cargada emite un fotón. Esto es el inverso temporal del anterior.

Se ha de decir que estos vértices no pueden ocurrir por si sólos, ya que llevarían a procesos que están prohibidos por la conservación de la energía y el momento. Sin embargo, la mecánica cuántica permite que se violen esas leyes siempre que sea durante un instante de tiempo muy corto.

Eso quiere decir que al menos una de las partículas salientes después tiene que entrar en otro vértice de interacción, es una partícula que vive muy poco tiempo. Es lo que llamamos partícula virtual.

Juntando dos (o más) de estas partículas, llegamos a diagramas de Feynman tan complicados como queramos. El ejemplo más sencillo es la típica repulsión de dos electrones, que se dibuja tal que así:

En este diagrama hay dos vértices de interacción, y como dije al principio son de tres líneas, dos de partículas cargadas y una de fotón. Cada vértice no podría ocurrir por si solo, pero juntos sí. El fotón, por lo que hemos dicho antes, puede vivir muy poco, así que puede recorrer poca distancia. Aunque puede vivir más tiempo conforme su energía sea más pequeña (es decir, cuanto menor sea el intercambio de momento). Por lo tanto, si la interacción se produce a largas distancias, el fotón virtual debe ser muy débil para poder vivir lo suficiente y llegar al siguiente vértice, así que la interacción es muy débil. Por eso, la interacción electormagnética decrece con la distancia.

Si quieres un diagrama en que, además de intercambio de momento, haya creación de nuevas partículas, por ejemplo mira este:

Este es un diagrama típico de la interacción nuclear débil, ya que está mediado por una partícula W en vez de un fotón. En este, un neutrón (udd) se convierte en un protón (udu) emitiendo un antinetruino y un electrón. Los primeros quarks ud no hacen nada durante esta interacción, es el segundo quark d que se convierte en un "u" emitiendo una partícula W, que después se desintegra en el antineutrino y el electrón. Esto es lo que se conoce como desintegración beta.

[andrewcraig]

Re: ¿Toda fuerza e interacción siempre es intercambio del momento lineal?

Gracias Pod,

Eres un magnífico divulgador!

Saludos

[Nightcrow]

Re: ¿Toda fuerza e interacción siempre es intercambio del momento lineal?

Perdón por revivir un hilo de hace casi 1 año xD, pero me llama la atención el primer diagrama de Feynman: los signos de los electrones no deberían ser todos iguales (-)?

[pod]

Re: ¿Toda fuerza e interacción siempre es intercambio del momento lineal?

Perdón por revivir un hilo de hace casi 1 año xD, pero me llama la atención el primer diagrama de Feynman: los signos de los electrones no deberían ser todos iguales (-)?

No tiene porqué, tenemos un electrón y un positrón.

[Nightcrow]

Re: ¿Toda fuerza e interacción siempre es intercambio del momento lineal?

En ese caso, ¿no estaría mal lo que has indicado? "El ejemplo más sencillo es la típica repulsión de dos electrones"...
Creo que el gráfico corresponde a una aniquilación electrón-positrón, no estoy seguro..

Pregunto para saber, no pretendo dar clases xD

[[Beto]]

Re: ¿Toda fuerza e interacción siempre es intercambio del momento lineal?

En ese caso, ¿no estaría mal lo que has indicado? "El ejemplo más sencillo es la típica repulsión de dos electrones"...
Creo que el gráfico corresponde a una aniquilación electrón-positrón, no estoy seguro..

No, en una aniquilación se produce energía u otras partículas ... el diagrama representa una repulsión pues las patículas que entran son las mismas que las que salen (por decirlo de una manera algo burda)

[pod]

Re: ¿Toda fuerza e interacción siempre es intercambio del momento lineal?

En ese caso, ¿no estaría mal lo que has indicado? "El ejemplo más sencillo es la típica repulsión de dos electrones"...
Creo que el gráfico corresponde a una aniquilación electrón-positrón, no estoy seguro..

Pregunto para saber, no pretendo dar clases xD

Cierto. Supongo que escribí el texto antes de encontrar la foto y no me di cuenta.

De todas formas, con dos electrones sería idéntico, sólo cambiando la dirección de las flechas de una de las líneas continuas. Este es el "canal t" de la interacción.