Divulgación ¿Por qué las partículas emiten otras partículas?

[alar]

En una interacción a nivel subatómico las partículas intercambian otras partículas para realizar la interacción según tengo entendido, pero ¿qué hace que estas partículas 'lancen' otras partículas? Por ejemplo, en la repulsión de dos electrones, se intercambia un fotón y los electrones se desvían,¿por qué los electrones interactúan lanzándose el fotón para interaccionar? ¿Qué motiva a las partículas a intercambiar bosones? Y ¿cómo en estás interacciones partículas sin subestructura pueden pasar a ser otras partículas sin tampoco subestructura? Gracias

[pod]

Re: ¿Por qué las partículas emiten otras partículas?

La respuesta corta es un poco decepcionante: porque pueden hacerlo. Así de simple.

Cuánticamente, todo lo que es posible tiene asociada una probabilidad de que ocurra, y por lo tanto acabará ocurriendo tarde o temprano. A la práctica, lo que acaba ocurriendo la mayor parte del tiempo es lo que tiene una gran probabilidad de ocurrir. ¿Qué es lo que tiene una gran probabilidad de ocurrir? Pues todo aquello que tiende a disminuir las energías potenciales (en realidad, aquello que tiende a diminuir la acción). Por ejemplo, si dos electrones intercambian momento a través de un fotón "mensajero", y como resultado de eso tienden a separarse (es decir, se han "repelido"), obviamente están perdiendo energía potencial, luego este proceso tendrá una buena probabilidad de pasar.

Eso es lo que "motiva" a las partículas: disminuir la energía potencial (o, mejor dicho, la acción).

Ahora bien, ¿por qué ese intercambio es posible? Básicamente, lo que es posible y lo que no depende de las leyes de conservación. Se debe conservar la energía total, el momento total, la carga eléctrica total, y un montón de otras cosas que probablemente no te suenen. Por ejemplo, no es posible que un electrón emita otro electrón porque entonces la carga total no se conservaría.

Cualquier cosa permitida por las leyes de conservación es, a priori, posible. Por ejemplo, es posible destruir una partícula y utilizar su energía para crear otras. Sin embargo, no es posible que una partícula concreta desaparezca sin mas (o se cree sin más), ya que su energía desaparecería y no se conservaría. También es posible que una partícula pierda parte de su momento y energía para crear una segunda partícula. Y viceversa, es posible que dos partículas se junten para sumar sus energías y momento en una sola partícula. Estas son las dos cosas que ocurren en el intercambio de fotones que comentas.

Luego, no es que el fotón estuviera dentro del electrón. Simplemente, el electrón pierde parte de su energía, que se invierte en crear un fotón.

[alar]

Re: ¿Por qué las partículas emiten otras partículas?

La respuesta corta es un poco decepcionante: porque pueden hacerlo. Así de simple.

Cuánticamente, todo lo que es posible tiene asociada una probabilidad de que ocurra, y por lo tanto acabará ocurriendo tarde o temprano. A la práctica, lo que acaba ocurriendo la mayor parte del tiempo es lo que tiene una gran probabilidad de ocurrir. ¿Qué es lo que tiene una gran probabilidad de ocurrir? Pues todo aquello que tiende a disminuir las energías potenciales (en realidad, aquello que tiende a diminuir la acción). Por ejemplo, si dos electrones intercambian momento a través de un fotón "mensajero", y como resultado de eso tienden a separarse (es decir, se han "repelido"), obviamente están perdiendo energía potencial, luego este proceso tendrá una buena probabilidad de pasar.

Eso es lo que "motiva" a las partículas: disminuir la energía potencial (o, mejor dicho, la acción).

Ahora bien, ¿por qué ese intercambio es posible? Básicamente, lo que es posible y lo que no depende de las leyes de conservación. Se debe conservar la energía total, el momento total, la carga eléctrica total, y un montón de otras cosas que probablemente no te suenen. Por ejemplo, no es posible que un electrón emita otro electrón porque entonces la carga total no se conservaría.

Cualquier cosa permitida por las leyes de conservación es, a priori, posible. Por ejemplo, es posible destruir una partícula y utilizar su energía para crear otras. Sin embargo, no es posible que una partícula concreta desaparezca sin mas (o se cree sin más), ya que su energía desaparecería y no se conservaría. También es posible que una partícula pierda parte de su momento y energía para crear una segunda partícula. Y viceversa, es posible que dos partículas se junten para sumar sus energías y momento en una sola partícula. Estas son las dos cosas que ocurren en el intercambio de fotones que comentas.

Luego, no es que el fotón estuviera dentro del electrón. Simplemente, el electrón pierde parte de su energía, que se invierte en crear un fotón.

¿Me podrías explicar esto de la 'energía potencial' (estoy en bachillerato y no creo que lo que haya estudiado corresponda con esto)?

Entiendo lo de la conservación de la energía y del momento pero ¿por qué el electrón que interactúa con el otro electrón?, supongo que sí, ¿pero esto tendrá que ver con la existencia de campos cuánticos? ¿cómo se crean estos?

[pod]

Re: ¿Por qué las partículas emiten otras partículas?

¿Me podrías explicar esto de la 'energía potencial' (estoy en bachillerato y no creo que lo que haya estudiado corresponda con esto)?

No estoy muy puesto en los temarios, pero estoy convencido que la energía potencial es un concepto que se introduce antes de bachillerato.

[QUOTE=alar;115802]¿por qué el electrón que interactúa con el otro electrón?

No interactúan directamente. Los dos interactúan con el fotón (uno pierde parte de su energíay momento para crearlo, otro lo absorbe sumando la energía y momento del fotón a los suyos).

¿pero esto tendrá que ver con la existencia de campos cuánticos? ¿cómo se crean estos?

No creo que sea necesario mezclar los campos cuánticos en este asunto. Pero, a modo de resumen, cada partícula tiene asociado su campo (o, mejor dicho, al revés: cada capo cuántico tiene asociada una partícula).

[alar]

Re: ¿Por qué las partículas emiten otras partículas?

No estoy muy puesto en los temarios, pero estoy convencido que la energía potencial es un concepto que se introduce antes de bachillerato.

Sí, por eso digo que no creía que correspondiese con lo que yo hubiese estudiado con algo relacionado con física de partículas, pero si es el mismo concepto...

[pod]

Re: ¿Por qué las partículas emiten otras partículas?

Sí, por eso digo que no creía que correspondiese con lo que yo hubiese estudiado con algo relacionado con física de partículas, pero si es el mismo concepto...

La cuántica se construye en base a la clásica.

El concepto que realmente importa es el de accion, que ese supongo que no conocerás. Hablar de energía potencial es una simpliciracion para tratar con un concepto que te suene más.

[ignorante]

Re: ¿Por qué las partículas emiten otras partículas?

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¿Me podrías explicar esto de la 'energía potencial' (estoy en bachillerato y no creo que lo que haya estudiado corresponda con esto)?

Hola alar. Eso de la energía potencial tiene que ver con una situación donde dos o más fuerza se oponen entre sí generando una "tensión". En clase tal vez te dieron el ejemplo de sostener en lo alto un objeto en el campo de gravedad de la Tierra. En este caso hay energía potencial porque el objeto está "sometido a una tensión" por las dos fuerzas que los afectan: la gravedad y la mano que lo sostiene. Cuando estiras una banda elástica (liga) también hay energía potencial, ya que la liga está sometida a una tensión. Hay muchos otros ejemplos, pero en todos aparecen fuerzas en oposición y la consecuente "tensión". Y esto se aplica tanto a objetos macroscópicos (cotidianos) como a partículas.

p.d. He dado esta explicación con toda mi buena voluntad pero no descarto que sea inexacta o tenga algún errorcillo, por lo que si alguien detecta que he dicho algo nocivo a este pequeñuelo deseoso de aprender, que me corrija de inmediato. Gracias.[/FONT]

[Julián]

Re: ¿Por qué las partículas emiten otras partículas?

En la definición de energía potencial no se hace referencia a la existencia de dos fuerzas, sino que la energía potencial es la capacidad de producir un trabajo en función a la posición con respecto a un punto tomado como referencia. Una fuerza conservativa es la que establece la energía potencial de manera de que si es esta fuerza la que realiza trabajo la energía potencial disminuye y si una fuerza externa, la energía potencial aumenta.
En el caso de los elásticos la energía potencial es la capacidad de producir un trabajo que posee un cuerpo unido al sistema elástico en función de la posición con respecto al punto de equilibrio (de relajamiento del resorte,elástico)

[Weip]

Re: ¿Por qué las partículas emiten otras partículas?

Sí, por eso digo que no creía que correspondiese con lo que yo hubiese estudiado con algo relacionado con física de partículas, pero si es el mismo concepto...

Me gustaría aclarar por si acaso que el concepto de energía potencial vendría a ser la que ya tienes, pero la forma de trabajar con ella es diferente. Tú puedes hablar de momentos, de energías y de otras magnitudes en otros tipos de mecánica que no sean clásicas, pero su trato es diferente (otras matemáticas, tomar en cuenta las nuevas relaciones que surgen entre ellas...). Solo lo digo porque por ejemplo no es correcto decir que una determinada partícula puede tener una energía potencial gravitatoria de mgh, o cualquier otra expresión clásica.

Espero haberte ayudado.