ELECTRICIDAD Y ESAS COSAS
Capítulo 41

ACCIÓN A DISTANCIA.
 

Autor:

Ing. Víctor Cires
 Gavidia

Octubre, 2003

E

El concepto de "campo de acción" que Faraday introdujo para tratar de explicar los fenómenos eléctricos y magnéticos, no deja de tener sus inconvenientes.
Este campo que Faraday utilizaba para explicar los fenómenos eléctricos y magnéticos, fue también utilizado por Einstein para explicar

los fenómenos de la gravitación y de ahí su "campo gravitacional".
Pero esta idea de "campo", nos implica algo estático, como si estuviera "fijo" allí en el "espacio".
Como verán, no se deben de creer de todo lo que les digo, yo mismo les hice ver la similitud de la deformación del campo gravitacional de Einstein con la manta de los bomberos, ¿recuerdan?
Bien, pues ahora resulta, que los físicos cuánticos nos dicen que esa acción a distancia no existe, que no hay "fuerzas" que se propaguen en el "vacío", es más, que el "vacío" no existe, que si del vacío quitamos el espacio-tiempo (para que realmente esté vacío), llegamos a un punto (singularity) cero.
Entonces, ¿cómo pueden repelerse dos electrones?
Si lanzamos dos electrones (los electrones nunca están quietos), para que choquen uno contra el otro, podremos observar que se aproximan y que al llegar a cierta distancia cambian su trayectoria como si existiera entre ambos una fuerza de repulsión en el vacío.
Feynman nos dice que la cosa no sucede así, que al llegar a cierta distancia crítica (dada por un número cuántico), un electrón, cualquiera de ellos (o los dos), lanza un fotón hacia el otro, al lanzar el fotón cambia su energía y por lo tanto su trayectoria y el que recibe el fotón, también cambia su energía y por lo tanto su trayectoria.
El fotón en este caso es la partícula (u onda) que se encarga de transmitir la energía entre los dos electrones que hace que cambien su trayectoria.
Como ven, con esta explicación ya no es necesario imaginar "fuerzas en el vacío".
Los físicos cuánticos han inventado (y encontrado) toda clase de partículas, de distintos tamaños, para explicar todas las interacciones y eliminar las "fuerzas en el vacío".
Así han inventado (y encontrado) los gluones, que mantienen a los quarks del núcleo del átomo unido con gran "fuerza", a los mesones, que producen la "fuerza débil" de la radioactividad, a los piones que actúan entre los protones y los neutrones, a los gravitones que producen la gravedad y a los fotones que se encargan de las "fuerzas" electromagnéticas.
Feynman y sus sucesores, se han encargado de elaborar toda clase de diagramas para "explicar" todas estas interacciones.
En l935, Hideki Yukawa en la universidad de Osaka, sugirió una explicación para determinar cómo era que los protones y neutrones del núcleo se mantuvieran unidos sin explotar por la "fuerza" eléctrica de repulsión.
Para ello se necesitaba imaginar una fuerza más grande que los mantuviera unidos.
Yukawa dijo que debería haber partículas de intercambio entre  protones y neutrones que realizaran esta interacción.
Deberían ser partículas de una masa intermedia entre los protones y los electrones de allí el nombre de mesones, de spin unitario, por lo que deberían ser bosones y de vida efímera.
Por ser de vida tan corta es difícil encontrarlos fuera del núcleo y esto sólo en circunstancias especiales.
Gracias a los aceleradores de partículas, estos mesones fueron encontrados poco después y se comportaban de acuerdo a las predicciones de Yukawa.
Yukawa recibió el premio Nobel de Física en 1939.
Actualmente se han encontrado todas las partículas que la física cuántica ha indicado para la realización de las interacciones, por lo que se ha descartado totalmente la existencia de "fuerzas en el vacío" que efectúen una "acción a distancia".
Así resulta que nuestros motores eléctricos se mueven gracias a la interacción de fotones portadores de la energía electromagnética.
Quizás el nombre de fotones no haya sido el más adecuado para bautizar a estas partículas intercambiadoras de la energía electromagnética, según yo, Maxwell debería haberlos bautizado como electromagnetones.
Pero, como decía el poeta "una rosa, bajo cualquier otro nombre, es de todas formas una rosa".
La física cuántica choca contra la imaginación, pues ¿de donde salen todas estas partículas necesarias para realizar las interacciones?
Los físicos cuánticos nos dicen que salen del principio de incertidumbre que aplica las propiedades complementarias de tiempo y energía o posición y momento, es decir de la nada.
De acuerdo con esto, un electrón no existe solo, pues con el principio de incertidumbre, puede ceder energía a un fotón en determinado momento y reabsorberlo después en 10-15 seg.
Por lo tanto, los electrones están rodeados de una nube de fotones virtuales que están saliendo y entrando en ellos; y con un poco de energía externa, los sueltan volviéndose reales para el mundo exterior.
En forma similar es el proceso que mantiene unido al núcleo.
Hablando en términos generales, puesto que masa y energía son intercambiables, la distancia a que puede llegar la "fuerza" de una partícula es inversamente proporcional a su masa.
Como la masa en reposo de los fotones es cero, la distancia a que puede llegar su acción es infinita.
De aquí dedujo Yukawa que la masa de sus mesones debería de ser de 200 a 300 veces la masa del electrón de forma que la distancia de acción de su fuerza queda restringida al núcleo.
Los mesones fueron descubiertos en 1946 en los rayos cósmicos y les denominaron mesones pi o piones, encontrando que tenían una masa de 246 veces la del electrón.
Los protones se mantienen unidos en el núcleo gracias al intercambio de piones y aunque éstos representan una fracción considerable de la masa del protón, los protones conservan su misma masa gracias al principio de incertidumbre.
Dicho en otras palabras la distancia de acción de los piones, debida a su masa, es pequeña y está dada por el principio de incertidumbre.
Es más, el protón es el centro de actividad aún mayor que el electrón, rodeado de mesones y fotones virtuales, que puede estar soltando y reabsorbiendo, de acuerdo con el principio de incertidumbre, así un protón puede soltar un pión positivo y convertirse en neutrón y un neutrón, recibir este pión positivo y convertirse en protón y así sucesivamente.
La cosa no termina aquí, pues en esta danza de las partículas todo es posible, siempre y cuando se cumpla el principio de conservación de carga eléctrica y de masa, o sea partículas y antipartículas.
Así un electrón y un positrón pueden surgir de la "nada" y reabsorberse tiempo después, siempre y cuando el tiempo sea menor que el dado por el principio de incertidumbre.
En este mundo de la física cuántica, la "nada" está llena de partículas virtuales de toda índole, que pueden hacerse "reales" bajo las circunstancias adecuadas.
¿Qué les parece ahora nuestra Ciencia comparada con la Ciencia Ficción?

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Última revisión: Domingo, 19 Noviembre 2006.