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Extraña Mecánica Cuántica

Autor por Emilio Silvera    ~    Archivo Clasificado en General    ~    Comentarios Comments (0)

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La Velocidad de la Luz.

La anti-materia.

El Espacio-Tiempo.

Las fluctuaciones de Vacío.

La efímera vida media de las partículas.

La complejidad del Núcleo Atómico.

Y sigue, sigue y sigue… ¡El extraño mundo de lo infinitesimal!

Aniquilación materia-antimateria: ¿qué significa realmente?

 

Sí, esa es una interpretación física fundamental: Un positrón puede verse como un electrón que viaja hacia atrás en el Tiempo,  una idea propuesta por Richard Feynman y basada en la teoría de Dirac, donde la antipartícula es matemáticamente equivalente a una partícula normal pero con dirección temporal invertida, una idea que simplifica la comprensión de la creación y aniquilación de pares partícula-antipartícula. 
Paul A. M. Dirac y el descubrimiento del positrón - La Ciencia de la Mula Francis
Fórmula de Dirac que demuestra la existencia del Positrón
La Interpretación Feynman-Stueckelberg
  • El Concepto: Los positrones (antipartículas del electrón) tienen la misma masa pero carga opuesta (+1). La ecuación de Dirac permitía soluciones de energía negativa. Feynman interpretó estas soluciones no como partículas con energía negativa, sino como partículas idénticas (electrones) moviéndose hacia atrás en el tiempo.
  • Unificación: Bajo esta visión, un electrón y un positrón que chocan y se aniquilan no es una creación/destrucción, sino un único electrón que cambia de dirección en el tiempo, de futuro a pasado, y luego de pasado a futuro.
  • Símbolos y Símbolos: En diagramas de Feynman, las antipartículas (como el positrón) se dibujan con una flecha apuntando hacia atrás en el tiempo, mientras que las partículas (electrones) apuntan hacia adelante. 
En Resumen:
  • Electrón: Viaja hacia adelante en el tiempo (carga negativa).
  • Positrón: Es un electrón que viaja hacia atrás en el tiempo (carga positiva). 
Esta interpretación, aunque parezca extraña, es una herramienta poderosa en física de partículas y es completamente equivalente a otras descripciones, unificando la antimateria con la materia bajo las mismas leyes fundamentales. 
POR QUÉ NO PODEMOS VIAJAR A LA VELOCIDAD DE LA LUZ? – CURIOSIDADES ASTRONÓMICAS "Divulgación de la Astronomía"
La Física actual nos dice, debido a la teoría de la Relatividad de Einstein, que postula que se requeriría energía infinita para que un objeto con masa alcanzara o superara esta velocidad. Aunque existen conceptos teóricos como la métrica de Alcubierre (motores de deformación del espacio-tiempo) que podrían permitir “atajos” super-lumínicos, no hay evidencia de que sean factibles.
Por qué es un límite:
  • Masa y energía: A medida que un objeto con masa se acerca a la velocidad de la luz, su masa aumenta, requiriendo una cantidad infinita de energía para seguir acelerando.
  • Causalidad: Superar este límite rompería la causalidad (causa y efecto), permitiendo que la información llegue antes de ser enviada, lo que es imposible.
Excepciones (conceptuales o en medios):
  • Partículas sin masa: Las partículas sin masa (como los fotones) viajan exactamente a la velocidad de la luz.
  • Medios: La luz se ralentiza al pasar por medios como el agua o el cristal, pero nunca en el vacío.
  • Expansión del espacio: El espacio mismo puede expandirse más rápido que la luz, pero no es un movimiento “a través” del espacio.
Ideas teóricas (actualmente imposibles):
  • Métrica de Alcubierre: Sugiere “encoger” el espacio delante y “expandirlo” detrás, permitiendo un viaje aparente más rápido, pero requiere energía negativa, inexistente o no viable.
  • Agujeros de gusano: Túneles hipotéticos que conectarían puntos distantes, sin violar la velocidad de la luz localmente.
En resumen, para todo lo que conocemos y podemos controlar, la velocidad de la luz es el tope, estableciendo un marco para el tiempo y el espacio en el universo.
Posible nuevo método de medida de las fluctuaciones del ...
Las Fluctuaciones de Vacío son la creación y aniquilación espontánea y efímera de pares de partículas y antipartículas virtuales (como electrones y positrones y fotones virtuales)  en lo que se creía que era ·espacio vacío” , un fenómeno fundamental  de la Mecánica cuántica y la teoría  cuántica  de campos. Lejos de estar “vacío”, el espacio está lleno de esta “energía del vacío” que se manifiesta en estas “partículas fantasma” que aparecen y desaparecen constantemente, sin violar el principio de incertidumbre. Estos fenómenos, aunque invisibles, tienen efectos medibles y reales, como el Efecto Casimir.
¿Cómo funcionan?
  1. Principio de Incertidumbre de Heisenberg: Según este principio, no se puede conocer simultáneamente y con precisión la energía y el tiempo. Esto permite que, por breves instantes, se “tome prestada” energía del vacío para crear partículas reales, que deben desaparecer rápidamente antes de que la incertidumbre se haga evidente.
  2. Partículas Virtuales: Estas partículas existen solo por un tiempo extremadamente corto, no se pueden observar directamente, pero interactúan con otras partículas y campos.
  3. Energía del Vacío: El vacío cuántico no es cero absoluto; tiene un estado fundamental lleno de estas fluctuaciones, como un mar de energía constante.
Ejemplos y Efectos Medibles:
  • Efecto Casimir: Dos placas metálicas paralelas muy cercanas en el vacío experimentan una fuerza de atracción porque las fluctuaciones del vacío son diferentes entre las placas (solo caben ciertas longitudes de onda) que fuera de ellas, lo que genera una presión neta.
  • Emisión Espontánea: Las fluctuaciones del vacío son responsables de la emisión de luz en dispositivos como las pantallas de los celulares.
  • Radiación de Hawking: Estas fluctuaciones cerca del horizonte de eventos de un agujero negro pueden llevar a la creación de pares partícula-antipartícula, donde una puede escapar como radiación (radiación de Hawking), y la otra caer en el agujero negro, haciendo que pierda masa.
En resumen, las fluctuaciones de vacío revelan que la “nada” no existe en la física cuántica; en su lugar, hay un espacio dinámico y lleno de actividad subatómica, crucial para entender la física fundamental.
Exponer aquí lo que implican todos esos fenómenos que están presentes en el “universo” cuántico, requeriría exponer aquí muchos trabajos, experimentos, teorías, vastas obras escritas  por los mejores físicos del mundo, y, aún así, no tendríamos todos los datos necesarios para poder comprender la complejidad de ese ámbito “escondido” de nuestro Universo.
Una cosa sí que la debemos tener clara: ¡Todo lo grande está hecho de “cosas” pequeñas!
Los átomos, el núcleo atómico : Blog de Emilio Silvera V.
La complejidad de ese “universo” de lo muy pequeño, está representada por e3l Núcleo atómico.
Imaginemos que dividimos el átomo en cien mil partes. 
El Núcleo sería una de esas partes, y, sin embargo, contiene el 99,9% de toda la masa del átomo.
Ahí moran los nucleones  (partículas subatómicas de la familia de los Hadrones), es decir Protones y Neutrones que a su ves, están conformados por tripletes de Quarks (Familia de partículas elementales),  el protón está formado por 2 Quark up y 1 Quark down, mientras que el neutrón, está conformado por dos 2 Quark down y 1 Quark up.
Gluones y el origen de la masa – Ciencia explicada
Los Quarks están confinados dentro de los nucleones y retenidos por la fuerza nuclear fuerte que es  transmitida por una partícula de la familia de los Bosones, en este caso es el Gluón que, cuanto más traten de alejarse los Quarks los unos de los otros, aumentan la fuerza y lo impiden. Esta fuerza nuclear fuerte es la más poderosa de las cuatro fuerzas fundamentales de la Naturaleza, y, al contrario de las otras, aumenta con la distancia.
¿No es sorprendente que en un espacio infinitesimal, ocurran tantas cosas y contenga tantas otras?
A mí me fascina la enorme complejidad que está encerrada en un espacio tan pequeño que no podemos verlo a simple vista.
El núcleo atómico es increíblemente pequeño, con un diámetro que es aproximado a 1.7  fentómetros (fm) hasta 11.7 fm para elementos peados como el uranio , lo que es unas 100,000 veces menor que el átomo completo, siendo el centro densísimo que contiene casi toda la masa del átomo como antes decía.
  • Radio del átomo: ~10⁻¹⁰ metros (100 picómetros).
  • Radio del núcleo: ~10⁻¹⁴ metros (10 femtómetros).
  • Diferencia: El núcleo es unas 10,000 a 100,000 veces más pequeño que el átomo.

 

 

En fin amigos míos, que la mecánica cuántica, no es que sea fascinante, sino que, como decía Feinmann, no hay quien la llegue a entender totalmente. Todo lo que ahí ocurre está situado en un ´ámbito tan lejano al nuestro que,  para buscar respuestas y llegar a conseguirla, hemos tenido que construir máquinas de enormes dimensiones y utilizar energías de 14 TeV.

 

Emilio Silvera V.

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Esta entrada fue publicada el lunes, 12 de enero de 2026 a las 11:32 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.
 


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