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relatividad

Diagramas de Feynman (9)

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En vez de entrar a comentar polémicas deportivas, ¿qué os parece si seguimos taladrando con los diagramas de Feynman? Si no recuerdo mal, estábamos en el punto de empezar a ver qué reglas debemos utilizar para saber qué tipo de líneas pueden confluir en un vértice de interacción.

Lo primero que restringe las líneas que podemos juntar en un vértice son las leyes de conservación. Hay varios tipos de ellas.

La más importante de todas ellas, es conocida por todo el mundo: «la energía, ni se crea ni se destruye, cambia de forma». Es decir, la suma de la energía de todas las partículas que entran debe ser idénticamente igual a la suma de la energía de todas las partículas salientes de la interacción. Y esto es inviolable, sin excepciones.

Ojo que la conservación de la energía implica que la masa total no tiene porqué conservarse. Puede ser que la suma de las masas de las partículas salientes sea menor a la suma de masas iniciales. Eso quiere decir que parte de la masa se ha perdido, y se ha convertido en otra forma de energía, normalmente cinética. Las partículas salientes son más livianas, pero se mueven más rápido.

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Diagramas de Feynman (8)

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Diagrama de la interacción nuclear fuerte residual entre un protón y un neutrón

Como íbamos diciendo, resulta que, en cada vértice de un diagrama de Feynman, las partículas salientes pueden ser diferentes a las entrantes, lo cual significa que destruido y creado partículas.

En principio, puede sonar un poco raro. Pero lo cierto es que es algo comprobado experimentalmente de sobras. De hecho, está muy relacionada con la relatividad y la conocida fórmula de Einstein: E = m c2.

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¿Se puede convertir energía en materia?

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E=mc²

La fórmula más famosa de Albert Einstein es E = m·c². La energía es igual a la masa multiplicada por el cuadrado de la velocidad de la luz. En resumen, significa que la materia no es más que una forma de energía, descubrimiento que tuvo (y tiene) unas consecuencias impactantes en el mundo de la Física.

La fórmula además indica que desintegrando cantidades muy pequeñas de materia podemos conseguir grandes cantidades de energía. Esto abrió el camino a la era nuclear. En las reacciones nucleares, parte de la materia se convierte en energía, por ejemplo, en forma de fotones de rayos gamma (los fotones, por definición, no tienen masa).

La Humanidad ha conseguido dominar las reacciones nucleares de fisión y fusión con fines destructivos (bomba atómica y bomba H, respectivamente), pero para aplicaciones pacíficas (energía nuclear) sólo la de fisión es viable en la actualidad.

Hagámonos la pregunta, ¿es posible recorrer el camino inverso y convertir energía en materia?

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Descubriendo la tercera dimensión

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Triángulo trirrectángulo

Aunque se nos siga haciendo raro, ya hemos aceptado al tiempo como cuarta dimensión de nuestro Universo. Pero nuestra mente sigue siendo incapaz de imaginarse más dimensiones, tal como proponen la Teoría de las Supercuerdas y similares. En realidad, ningún humano (por muy físico cuántico que sea) puede percibir esas dimensiones. Sencillamente, suponer la hipótesis de que existen hace que los cálculos cuadren.

Para entender esto, vamos a imaginarnos cómo intuir la existencia de una tercera dimensión a partir de un mundo aparentemente bidimensional. Supongamos un planeta como nuestra tierra, pero liso como una bola de billar, sin ningún tipo de relieve. Este planeta a efectos prácticos es plano para alguien que viva en él.

Este planeta está habitado por una raza especie inteligente de hormigas. Las hormigas viven a ras de suelo, son incapaces de saltar o ponerse de pie. Además, viven en un planeta totalmente liso. Sin elevaciones, ni agujeros, ni ningún tipo de irregularidad. Para ellas, el mundo es bidimensional. Sólo pueden moverse en dos dimensiones, y además, no tienen ninguna forma de saber ni intuir que existe una tercera.

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Viaja rápido para vivir más

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Viajar es como el elixir de la eterna juventud. El tiempo subjetivo parece pasar más lento y las experiencias que acumulamos equivalen a varias vidas de sendentarismo y monotonía.

A nivel científico, viajar también tiene implicaciones temporales, aunque sean más pequeñas, casi imperceptibles. Gracias a Einstein, hoy sabemos que el tiempo es relativo. Y esta idea se ve muy bien ilustrada por una célebre historia.

Imaginad a un hombre que le dice a su esposa que va a pasear el perro. La esposa se queda en casa. El hombre pasea al perro y el perro brinca y mueve la cola de alegría. Al volver a casa, algo les ha pasado a los tres.

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