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La Constante de Estructura Fina

Autor por Emilio Silvera    ~    Archivo Clasificado en General    ~    Comentarios Comments (4)

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         Constante Estructura FinaCiencias Planetarias y Astrobiología : La constante de estructura fina en nuestro Universo

No pocas veces os he hablado aquí de Alpha (\alpha ), la Constante de estructura fina, y, para que tengáis una idea más concreta, aquí os dejo lo que diría de ella cualquier diccionario de Física.

Sommerfeld: el eterno candidato al Nobel | OpenMind

     Sommerfeld, el eterno candidato al Nobel

Sommerfeld, un físico sin suerte que, sin embargo, realizó trabajos de una importancia vital para la física. Por ejemplo, lo que dedujo de la constante de estructura fina (símbolo α) la constante física fundamental que escenifica la fuerza de la fuerza electromagnética. Resulta ser una cantidad sin dimensiones, por lo que su valor numérico  es independiente del sistema utilizado de unidades. La expresión que la define sería:

                                                                                                                  {\displaystyle \alpha ={\frac {e^{2}}{4\pi \epsilon _{0}\ \hbar c}}}

 

Esta constante también la podemos definir como:        {\displaystyle \alpha ={\frac {k_{C}e^{2}}{\hbar c}}={\frac {e^{2}}{2\epsilon _{0}hc}}}

En unidades electrostáticas egs, la unidad de carga eléctrica se define de tal forma que el factor de permisividad {\displaystyle 4\pi \epsilon _{0}}, es la constante sin dimensiones 1. Así, la constante de estructura fina es:

                                                                                                   {\displaystyle \alpha ={\frac {e^{2}}{\hbar c}}}
La QDC predice una relación entre el momento magnético sin dimensiones del electrón (o el g-factor de Lande y la constante de estructura fina \alpha . Una nueva medida de g usando un ciclotrón cuántico de un electrón, junto con un cálculo QED que involucra 891 diagramas de Feynman, determina el valor actual más preciso de \alpha .
                                                                         ​{\displaystyle \alpha ^{-1}=137,035\,999\,710\,(96)}
La constante de estructura fina puede tomarse como el cuadrado del cociente de la carga elemental con la carga de Planck.
                                                                        {\displaystyle \alpha =\left({\frac {e}{q_{P}}}\right)^{2}}
Para una longitud arbitraria  {\displaystyle s\ }, la constante de estructura fina es el cociente de dos energías (la necesaria para atraer a dos electrones desde el infinito a una distancia {\displaystyle s\ }trabajando contra su repulsión electrostática, y  (ii) la energía de un simple fotón de longitud de onda igual a la misma longitud multiplicada por 2π (esto es,{\displaystyle 2\pi s=\lambda ={\frac {c}{\nu }}} donde {\displaystyle \nu \ } es la frecuencia de radiación asociada con el fotón).
                                        {\displaystyle \alpha ={\frac {e^{2}}{4\pi \epsilon _{0}s}}\div h\nu ={\frac {e^{2}}{4\pi \epsilon _{0}s}}\div {\frac {hc}{2\pi s}}={\frac {e^{2}}{4\pi \epsilon _{0}\hbar c}}}
En la teoría de electrodinámica cuántica, la constante de estructura fina juega el rol de una constante de acoplamiento, representando la fuerza de la interacción entre electrones y fotones. Su valor no puede predecirse por la teoría, y debe insertarse uno basado en resultados experimentales. De hecho, es uno de los veinte «parámetros externos» en el modelo estándar de física de partículas.
La constante de estructura fina fue introducida en la física en 1916 por Arnold Sommerfeld como una medida relativista de las desviaciones en las líneas espectrales atómicas de las predicciones hechas por el modelo de Bohr.

Salvo mejor parecer o resultados más recientes.

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Esta entrada fue publicada el viernes, 1 de abril de 2022 a las 16:43 y está clasificada bajo: General. Puede hacer un seguimiento de los comentarios de esta entrada gracias al feed RSS 2.0. Puede dejar un comentario, o enviar un trackback desde su sitio.
 

  1. 1
    Emilio Silvera
    el 1 de abril del 2022 a las 16:52

    Cuando  de esta constante estamos hablando, siempre me viene a la memoria lo que decía León Lederman sobre ella:

    “Todos los físicos del mundo, deberían tener, en el lugar más destacado de sus casas, un gran letrero con el número 137, ese número puro y adimensional en el que están escondido los secretos del electromagnetismo (e), de la constante de Planck (h), y de la velocidad de la luz 8c).

    Hay cosas de la Física que me fascinan y, alguna de sus ecuaciones me transportan a otro mundo, pienso en la capacidad intelectual que han tenido esas mentes para “escenificar” en signos y números tanto como algunas de ellas expresan.

    Los físicos son unos privilegiados que trabajan con “esa verdad” que la naturaleza esconde a los ojos de las personas corrientes. Ellos saben el por qué de tantas cosas que, sin poder evitarlo, siento hacia ellos esa envidia sana de querer ser uno de ellos. 

    Responder
  2. 2
    Carlos
    el 16 de julio del 2022 a las 2:52

    Sin pretensión alguna de rotular lo mio como verdadero, me gustaría compartir un resultado meditable. El orden de avance más o menos fue en la forma siguiente.

    1. La ecuación de onda electromagnética tiene solución exponencial compleja. Siempre vemos esta solución referida a medios materiales. ¿ Hay algo infranqueable que prohiba referirla al vacío ? No hay prohibición si la hipótesis a examinar es la polarización del vacío como fenómeno ligado a la propagación de cualquier onda electromagnética en ese medio, desde la frecuencia menor posible hasta la frecuencia mayor posible en la naturaleza. La electrodinámica maxwelliana implica y explica esto.

    2. Cuando insertamos esa hipótesis en el análisis la solución exponencial compleja en el vacío adquiere significado físico simple, evidente y preciso. Aparece una densidad de carga que no pertenece a la onda. Pertenece al espacio. Es una densidad dinámica, que cumple una función senoidal en (x,y,z,t), sin que haya movimiento físico de carga en el espacio. Algo análogo sucede en un monitor de PC o en una pantaslla de televisor, pues cada celdilla de la pantalla permanece fija en su lugar mientras su iluminación varía. Eso permite presentar ante la vista imágenes móviles, sin que algo material se mueva. La densidad de carga en cada punto del espacio varía según una función senoidal y eso produce ante el observador un efecto formulable matemáticamente como corriente, sin necesidad de mover algo material.

    3. En el análisis maxwelliano que tiene en cuenta la piolarización universal del vacío, inmediatamente aparece la distribución discreta de la radiación. Energía, volumen de alojamiento de la energía, todas las propiedades dinámicas y la carga asociada con cada semiciclo de la unidad discreta elemental presentan distribución discreta. La carga elemental de polarización del vacío es mayor que la carga del electrón. El análisis maxwelliano determina exactamente el cociente entre la carga elemental del vacío y la carga del electrón. La constante alfa de estructura fina resulta igual a ese cociente al cuadrado dividido por 4 pi.

    Todo eso, más un conjunto amplio de consecuencias relevantes está desarrollado en un documento asequible en el enlace siguiente.

    http://www.vixra.org/abs/1711.0313

    Responder
  3. 3
    emilio silvera
    el 16 de julio del 2022 a las 12:21

    Estimado Carlos:

    Has dejado plasmado en el comentario la r4alidad física de los hechos tal y como se desarrollan en la Naturaleza. Poco más se podría añadir a todas y cada una de las observaciones ahí reseñadas. Breno, al menos mi intelecto no llega a tanto.

    Gracias por la visita y por la clase.

    Un cordial saludo.

    Responder
  4. 4
    emilio silvera
    el 16 de julio del 2022 a las 12:26

    Recomiendo a todos los visitantes que lean el enlace que nos manda Carlos y que comienza;

    “Las ecuaciones de Maxwell son los postulados del desarrollo presentado. De ellas se deducen como teoremas propiedades físicas fundamentales, como9 la distribución discreta de la energía, el valor teórico de la constante de estructura fina, el factor g del electrón, la unidad de masa elemental basada en las leyes de las partículas elementales (no de tipo convencional como la una) y varias propiedades más. El documento tiene estilo ameno y didáctico, para optimizar la comprensión.·

    Hay cosas que no nos debemos perder, su valioso contenido nos enseña y seremos un poquito más sabio si le prestamos atención.

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