Un campo electromagnético es electromagnético es un campo físico, físico, de tipo tensorial tensorial,, producido por aquellos elementos cargados eléctricamente, que afecta a partículas con carga eléctrica. Convencionalmente, dado un sistema de referencia, el campo electromagnético se divide en una "parte eléctrica" eléctrica" y en una "parte magnética" magnética". Sin embargo, esta distinción no puede ser universal sino dependiente del observador . Así un observador en movimiento relativo respecto al sistema de referencia medirá efectos eléctricos y magnéticos diferentes, que un observador en reposo respecto a dicho sistema. Esto ilustra la relatividad de lo que se denomina "parte eléctrica" y "parte magnética" del campo electromagnético. Como consecuencia de lo anterior tenemos que ni el "vector" campo eléctrico ni el "vector" de inducción magnética se comportan genuinamente como magnitudes físicas de tipo vectorial vectorial,, sino que juntos constituyen un tensor tensor para para el que sí existen leyes de transformación físicamente esperables.
Mecánica cuántica del campo magnético Mecánica cuántica del campo magnético . Autor : Juan Carlos Aviles Moran. Un imán puede crear o IMITAR IMITAR gracias gracias a la Mecánica cuántica del ordenamiento de sus átomos el m conductor. Autor : Juan Carlos Aviles Moran
En el interior de un imán se producen saltos cuánticos creando un flujo de corriente por ordenamient orbitales del mov https://es.wikipedia.org/wiki/Campo_electromagnético imiento de los electrones como part
Mecánica cuántica
El movimiento de una carga eléctrica produce un campo magnético. La electricidad y el magnetismo son dos aspectos diferentes de un mismo fenómeno.
El movimiento de una carga eléctrica produce un campo magnético, la variación de un campo magnético pro ------------------------------------------------------------------------------------ _EL campo eléctrico es una radiación de Ondas fijas y perpendiculares a la carga eléctrica que las genera ; _La carga eléctrica (Electrón) emite radiación en forma de Ondas fijas y perpendiculares a la carga eléctric [EL movimiento de cargas eléctricas genera ondas de fuerza magnética ; en la carga eléctrica estas ondas de
-------------------------------------------------------------------------------------------"La relacion entre electricidad , magnetismo y movimiento es tan intima que dos de ellas producen el tercero"(movimiento electrones tienden a orientarse en la misma dirección, creando una fuerza magnética grande o pequeña dependiendo del número de electrones que estén orientados o ordenados. Ordinariamente, innumerables electrones de un material están moviendose aleatoriamente en diferentes direcciones pero e
En un imán debe de producirse un orden en los dipolos de sus moléculas interiores (imanes elementales ordenado al azar al ordenarse TODOS en la misma direccion producen https://sites.google.com/site/.../mecanica-cuantica-del-campo-magnetico 1.
Qué no es un electrón. Mucha gente tiene en mente una imagen errónea de un electrón como una pequeña bolita con carga eléctrica que rota sobre sí misma. Los lectores de este blog saben que dicha imagen es errónea y muchos creen que la imagen correcta del electrón como “partícula puntual” es el límite para radio cero de la imagen anterior, es decir, el electrón es un punto del espaciotiempo, sin tamaño ni radio característico, que se mueve con cierta velocidad, dada por su energía (E) y momento (p) según la famosa fórmula de Einstein E²=(mc²)²+(pc)², donde m es su masa (según E=mc² es su energía para p=0) y que posee ciertas propiedades intrínsecas, como un espín (1/2) y una carga eléctrica (−1). Esta imagen, propia de la mecánica clásica relativista, también es completamente errónea. Una partícula puntual no es un punto con propiedades, entre otras cosas porque el concepto de punto es una idealización matemática. Qué radio máximo tiene un electrón. Los experimentos en los grandes colisionadores de partículas indican que el electrón no tiene estructura interna y que por tanto no tiene sentido calcular su “radio,” sin embargo, también nos dan un límite superior a dicho valor, unos metros. Medidas indirectas, basadas en espectroscopia atómica, indican que su radio es menor de metros (Hans Dehmelt, “A Single Atomic Particle Forever Floating at Rest in Free Space: New Value for Electron Radius,” Physica Scripta T22: 016, 1988; Hans Dehmelt “Experiments on the Structure of an Individual Elementary Particle,” Science 247: 539-545, 1990; por cierto, Dehmelt es Premio Nobel de Física 1989). Con el electrón pasa lo mismo que con los átomos, tenemos una imagen “clásica” que es errónea. Muchos lectores de este blog se imaginan un átomo como un pequeño núcleo esférico con una radio de una billonésima de centímetro, rodeado por una nube de electrones situados en capas concéntricas a éste con un radio diez mil veces mayor. Muchas veces se dice que el núcleo es como un mosca en el interior de una catedral. Muchos lectores se imaginan el átomo como espacio vacío. Lo siento, esta imagen también es errónea.
La física de partículas se denomina teoría cuántica de campos porque los físicos creemos que las partículas no son objetos fundamentales, sino derivados. Los campos cuánticos son los objetos fundamentales de los que derivan las partículas. Una partícula es una fluctuación localizada de un campo cuántico, pero hay fluctuaciones localizadas de campos cuánticos que no son partículas. Incluso el vacío corresponde a fluctuaciones del campo (el estado del campo en ausencia de partículas).
El electrón es una partícula con ciertas propiedades, pero ¿qué es una partícula? Una partícula es un tipo concreto de fluctuación de un campo cuántico, es decir, un electrón es una fluctuación localizada del campo electrónico (el campo de “electronicidad”). Una partícula es un campo, pero entonces ¿qué es un campo? El concepto de campo es un concepto fundamental en física, como lo son los conceptos de espacio y tiempo, y como ellos no tiene una definición fácil con palabras sin utilizar matemáticas, aunque todo el mundo tiene una idea intuitiva de lo que es un campo.
Permíteme preguntarte, ¿qué es el tiempo? La respuesta no es fácil, pero todos tenemos una idea intuitiva de lo que es el tiempo (lo que podríamos llamar la flecha “psicológica” del tiempo). Los físicos usamos di ferentes definiciones matemáticas del concepto de tiempo según la rama de la física de la que estemos hablando. El tiempo en mecánica clásica, mecánica relativista, mecánica cuántica, termodinámica, cosmología, etc., tiene definiciones matemáticas diferentes en apariencia, pero compatibles entre sí en cierto sentido; por ello, todos lo físicos creemos que todas estas definiciones corresponden al mismo concepto fundamental, el tiempo. ¿Qué es el espacio? De nuevo depende de la rama de la física de la que estemos hablando nos encontramos con diferentes definiciones (por ejemplo, en apariencia no tiene nada que ver el espacio en cosmología con el espacio dentro del horizonte de sucesos de un agujero negro), sin embargo, todos los físicos creemos que estas definiciones corresponden al mismo concepto fundamental, el espacio. Además, todo el mundo tiene una cierta noción intuitiva de lo que es el espacio. Con el concepto fundamental de campo pasa lo mismo, hay varias definiciones matemáticas precisas, pero todos tenemos una cierta noción intuitiva de lo que es un campo pues todos los días luchamos contra el campo gravitatorio de la Tierra.Permíteme una descripción clásica no relativista de este campo. Si tomo un lápiz con mi mano y lo suelto observaré que cae hacia el suelo. ¿Por qué cae? Porque el campo gravitatorio produce una fuerza en el lápiz dirigida hacia el centro de la Tierra. Este experimento físico que realizamos todos los días al andar pone en evidencia que existe un campo gravitatorio que nos rodea por doquier y nos atrae hacia abajo. Si yo quitara el aire, el objeto seguiría cayendo. El campo gravitatorio está en el espacio que me rodea incluso si no hay ningún objeto que me sirva para demostrar su existencia. El campo es algo que está ligado al espacio de forma intrínseca. El Sol, la Luna, la Tierra y yo mismo producimos un campo gravitatorio, pero todos son el mismo campo gravitatorio, son “el campo gravitatorio” del universo. La masa del Sol perturba este campo gravitatorio universal de tal forma que influye en el movimiento de la Tierra y de la Luna, pero no influye en tu cuerpo ahora mismo, porque su contribución es muy pequeña comparada con la perturbación de este campo introducida por la Tierra. La perturbación de “el campo gravitatorio” introducida por la Tierra alcanza la superficie de la Luna, pero ningún astronauta de las misiones Apolo llegó a notar dicha perturbación, pues es despreciable comparada con la de la Luna allí, en su superficie. Sin embargo, aunque en la Tierra yo no noto el campo gravitatorio de la Luna o del Sol, basta contemplar el fenómeno de las mareas (el cambio periódico del nivel del mar) para observar que dicho campo nos alcanza. En la teoría de la relatividad general de Einstein “el campo gravitatorio” es el propio espaciotiempo del universo; la intensidad local de este campo depende de la curvatura local y cualquier distribución de energía (o masa) curva el espaciotiempo. Profundizar sobre esta idea nos alejaría de nuestro objetivo. Otro campo clásico del que todos también tenemos una noción intuitiva es el campo magnético de los imanes . Un imán tiene dos polos norte y sur. Si tomo dos imanes, al acercar sus polos norte noto una fuerza de repulsión entre ellos; al acercar
un polo norte al polo sur del otro imán notaré una fuerza de atracción y me costará trabajo evitar que no se peguen. Con unas limaduras de hierro en una hoja de papel y un imán puedo llegar a ver las líneas equipotenciales de este campo magnético, al que los físicos llamamos campo electromagnético, que también es producido por los objetos con carga eléctrica. El campo electromagnético se distribuye por todo el espacio del universo. El imán altera este campo electromagnético universal solo en sus cercanías y si nos alejamos su efecto se vuelve despreciable (al separar mucho dos imanes no notaremos ninguna fuerza entre ellos). No es que lejos del imán desaparezca el campo magnético producido por el imán, lo que ocurre es que el imán altera “el campo electromagnético” que perm ea todo el espacio del universo, pero su efecto es local y lejos es tan débil que no podemos medirlo. Cada pequeña región de espacio del universo “contiene” un campo electromagnético; todo punto matemático del espacio tiene un valor concreto del campo. Este campo tiene dos componentes y podemos decir que se trata de dos campos, un campo eléctrico y un campo magnético asociados de forma simultánea a todos y cada uno de los puntos del espacio. Cuando una región del espacio está vacía, se encuentra alejada de fuentes de campo magnético y de campo eléctrico, nos parece que dicha región no contiene nada, pero no es así, esta región está “ocupada” por el vacío del campo electromagnético (también por el vacío del campo gravitatorio y otros campos). Cuando uno piensa en un campo en el vacío se imagina un valor nulo, un valor cero que sugiere la ausencia de campo. Esta imagen clásica no tiene nada que ver con la realidad, ya que los campos que existen en el universo son campos cuánticos, cuyo vacío cuántico no corresponde a un valor nulo sino a fluctuaciones constantes en espacio y tiempo.
El principio de incertidumbre de la mecánica cuántica afirma que en regiones muy pequeñas del espacio todos los campos se encuentran fluctuando de forma continua y anárquica. El vacío no está vacío; el espacio vacío está ocupado por campos. El vacío del campo electromagnético es el estado del campo en el que yo no tengo ninguna partícula (las partículas del campo electromagnético se llaman fotones, son las partícula de la luz), pero dicho campo fluctúa de forma constante y los físicos han sido capaces de diseñar experimentos para verificar la existencia de este vacío cuántico del campo (gracias al efecto de Casimir o al efecto de Lamb, aunque no puedo entrar en detalles). Las fluctuaciones del campo en el estado del vacío no paran nunca.
¿Por qué afirmo que el concepto de campo es más fundamental que el de partícula?Muchos físicos que lean esto dirán opinarán lo contrario; para ellos las partículas son reales y los campos son entelequias matemáticas que nos ayudan a entender el comportamiento de las partículas. Lo cierto es que aún no se han descubierto fluctuaciones de los campos que no sean partículas, partículas virtuales o vacío, sin embargo, muchos físicos creemos que la existencia teórica de fluctuaciones de los campos que no son partículas (como los instantones, monopolos y otras soluciones no lineales, que han sido observados en física del estado sólido pero no a nivel fundamental), que quizás algún día se descubran, apoya la idea de que los campos son más fundamentales que las partículas. En este sentido, no quiero que os
confundáis, estoy ofreciendo una opinión personal que no es compartida por todos los físicos. ¿Qué es un electrón? El electrón es una fluctuación localizada del campo cuántico electrónico (el campo de “electronicidad”). El vacío de este campo corresponde a la ausencia de electrones (un estado con cero electrones); en una región del vacío el campo está constantemente fluctuando, pero no hay ningún electrón “on-shell” en dicha región, por tanto no hay ningún electrón. En las regiones del espacio donde hay un electrón lo que hay son fluctuaciones localizadas del campo electrón que corresponden a una partícula on-shell. Un punto importante a destacar es la indistinguibilidad de las partículas. Todos los electrones son exactamente idénticos entre sí, no hay ninguna diferencia entre ellos(más allá de su posición en el espacio, velocidad y energía) que nos permite distinguir uno de otro. El principio de exclusión de Pauli nos dice que dos electrones no pueden estar en el mismo lugar salvo que tengan valores opuestos del espín (más adelante veremos lo que es el espín). Si yo tomo dos electrones (con espín opuesto) colocados en las posiciones 1 y 2, y los acerco mucho, las fluctuaciones del campo electrón que corresponden a cada uno se sumarán y darán lugar a una fluctuación del campo electrón que representa dos electrones. Observando esta fluctuación será imposible distinguir a ambos electrones. Si aplico un campo magnético y separo ambos electrones de nuevo hasta llevarlos a sus posiciones originales no puedo saber si el electrón que ahora ocupa la posición 1 era el que antes la ocupaba o el otro. La mecánica cuántica afirma que es imposible saberlo. ¿Qué es el espín del electrón? Como las unidades físicas del espín son las mismas que las del momento angular que mide cómo gira un cuerpo, mucha gente se imagina el electrón como una bolita que gira; los dos valores del espín serían las dos direcciones posibles de giro. Esta analogía no tiene ningún sentido físico. El espín del electrón lo que nos dice que el campo electrónico tiene varias componentes y cómo estas componentes se deben relacionar entre sí para que el campo sea invariante relativista. Un campo con un espín 1/2 y masa no nula quiere decir que dicho campo tiene 4 componentes, divididas en dos parejas (como si fueran 4 campos que pueden fluctuar de forma separada) y cómo dichas componentes se deben transformar en cierta región del espaciotiempo cuando dos observadores inerciales deciden estudiar el campo en dicha región. La noción de campo, como las nociones de tiempo y espacio, son ideas matemáticas que describen lo que observamos en la Naturaleza gracias a una serie de experimentos. Las propiedades de los campos (como el espín de sus partículas) son propiedades físicas que observamos en una serie de experimentos. En física solo contamos con los experimentos y las descripciones matemáticas que permiten predecir qué se obtendrá en un experimento concreto. La ventaja de la descripción matemática es su concisión, pues con unas pocas leyes físicas y un gran número de poderosas herramientas matemáticas podemos describir infinidad de experimentos y todos sus resultados. Pero siempre hay que recordar que si nuestras leyes físicas fallan en algún experimento, debemos acudir a unas leyes, una nueva descripción
matemática, pero que la Naturaleza es la misma. La realidad es la misma. Solo ha cambiado nuestra descripción (o conocimiento) de dicha realidad.
http://francis.naukas.com/2013/01/09/que-es-un-electron-en-teoria-cuantica-de-campos/
