Colapso de la función de onda. El colapso de la función de onda es un proceso físico relacionado con el problema de la medida de la mecánica cuántica consistente en la variación abrupta del estado de un sistema después de haber obtenido una medida. La naturaleza de dicho proceso es intensamente discutida en diferentes interpretaciones de la Mecánica cuántica. Algunos autores sostienen que el proceso de decoherencia cuántica de hecho podría explicar como aparentemente el estado de un sistema "colapsa" de acuerdo con el postulado IV de la mecánica cuántica, aunque realmente el sistema formado por el sistema cuántico más el resto de universo, incluyendo el aparato de medida, no ha sufrido efectivamente un "colapso". En esta interpretación el colapso sería aparente, mientras que la función de onda global del universo habría seguido evolucionando de manera unitaria.
Introducción[editar] En la interpretación de Copenhague, este comportamiento se considera natural en una función que describe probabilidades. Paradoja EPR. Teoría de campo de gauge - Wikipedia, la enciclopedia libre-Mozi. Cromodinámica cuántica como teoría gauge, basada en el grupo SU(3). Cada tipo de quark (u o d en la imagen) posee tres «copias» de distinto «color». Los gluones actúan como bosón intermediario entre partículas con color (como un fotón entre partículas con carga eléctrica). Un campo gauge es un campo de Yang-Mills asociado a las transformaciones de gauge asociadas a la teoría y que describe la interacción física entre diferentes campos fermiónicos. Por ejemplo el campo electromagnético es un campo de gauge que describe el modo de interactuar de fermiones dotados con carga eléctrica.
Introducción[editar] En física, las teorías extensamente aceptadas del modelo estándar son teorías de campo de gauge. Esto significa que los campos en el modelo estándar exhiben alguna simetría interna abstracta conocida como invariancia de gauge. Formulación matemática[editar] Mecanismo de Higgs[editar] Para dar cuenta de estos hechos de ruptura de la simetría, se ha propuesto el mecanismo de Higgs. Donde: . . Efecto Casimir. Fuerzas de Casimir en placas paralelas En física, el efecto Casimir o la fuerza de Casimir-Polder es un efecto predicho por la teoría cuántica de campos que resulta medible y consiste en que dados dos objetos metálicos, separados por una distancia pequeña comparada con el tamaño de los objetos, aparece una fuerza atractiva entre ambos debido a un efecto asociado al vacío cuántico. Introducción[editar] El efecto Casimir se puede entender por la idea de que la presencia de metales conductores y dieléctricos alteran el valor esperado del vacío para la energía del campo electromagnético cuantizado.
Puesto que el valor de esta energía depende de las formas y de las posiciones de los conductores y de los dieléctricos, el efecto Casimir se manifiesta como fuerza entre tales objetos. Los físicos holandeses Hendrik B.G. Energía del vacío[editar] Diagrama de Feynman ilustrando la interacción entre dos electrones producida mediante el intercambio de un fotón. Interpretaciones[editar] . Donde y. Conexión (matemática) Después de recorrer una vez la curva es proporcional al área dentro de la curva. La derivada covariante ( ) es una generalización del concepto de derivada parcial ( ) que permite extender el cálculo diferencial sobre con coordenadas cartesianas al caso de coordenadas curvilíneas en (y también al caso todavía más general de variedades diferenciables).
Introducción[editar] Introduciremos primero el caso de . Y un campo vectorial contravariante adicional de tal manera que este campo puede expresarse en términos de la base anterior: Donde son las componentes del vector en dicha base. , los vectores tangentes a las curvas coordenadas cambian de punto a punto. Ya que también es necesario considerar la variación de orientación de la base vectorial al pasar de un punto a otro, es decir, para evaluar la derivada (covariante) anterior necesitamos evaluar: (1) Donde el término segundo adicional da cuenta de como cambia la base vectorial al recorrer una línea coordenada curvilínea.
Los coeficientes (3a) (3b) . Y. Lagrangiano - Wikipedia, la enciclopedia libre-Mozilla Firefox. En física, un lagrangiano es una función escalar a partir de la cual se pueden obtener la evolución temporal, las leyes de conservación y otras propiedades importantes de un sistema dinámico. De hecho, en física moderna el lagrangiano se considera el operador más fundamental que describe un sistema físico. El formalismo lagrangiano permite alcanzar, tanto las leyes de Newton como las ecuaciones de Maxwell, los cuales pueden ser derivados como las ecuaciones de Euler-Lagrange de un lagrangiano clásico. Igualmente la forma del lagrangiano determina las propiedades básicas del sistema en teoría cuántica de campos. Introducción[editar] Más tarde el concepto se generalizó a sistemas con un número no finito de grados de libertad como los medios continuos o los campos físicos.
Más tarde el concepto pudo generalizarse también a la mecánica cuántica, particularmente en la teoría cuántica de campos. Formalismo matemático[editar] Número finito de grados de libertad[editar] Donde Donde: Donde: Electrodinámica cuántica - Wikipedia, la enciclopedia libre-Mozi. La electrodinámica cuántica (QED acrónimo de Quantum Electrodynamics) es la teoría cuántica del campo electromagnético. QED describe los fenómenos que implican las partículas eléctricamente cargadas que obran recíprocamente por medio de la fuerza electromagnética. Historia y predicciones[editar] La QED es una de las teorías más precisas de cuantas que se crearon en el siglo XX.
Es capaz de hacer predicciones de ciertas magnitudes físicas con hasta veinte cifras decimales de precisión, un resultado poco frecuente en las teorías físicas anteriores. Por esa razón la teoría fue llamada "la joya de la física". Entre sus predicciones más exactas están: El momento magnético anómalo del electrón y del muon, para el cual la ecuación de Dirac predecía un valor de exactamente el doble del valor clásico. Es la velocidad de la luz en el vacío. es la permitividad eléctrica del vacío.
El valor del salto de Lamb en los niveles energéticos del átomo de hidrógeno. Descripción de la teoría[editar] [editar] (2) Ruptura espontánea de simetría electrodébil - Wikipedia, la enci. En física la ruptura espontánea de la simetría ocurre cuando un sistema definido por una lagrangiana simétrica respecto a un grupo de simetría cae en un estado vacío que no es simétrico. Cuando eso sucede el sistema no se comporta más de forma simétrica. El grupo de simetría puede ser discreto como el grupo espacial de un cristal, o continuo como un grupo de Lie como la simetría rotacional del espacio.
Sin embargo, si el sistema solo tiene una dimensión espacial entonces solo las simetrías discretas pueden romperse en un estado vacío de la teoría cuántica, aunque también una solución clásica puede romper una simetría continua. La ruptura de la simetría conlleva la aparición de nuevas partículas (asociados a nuevos términos de masas en el nuevo lagrangiano como los bosones de Nambu-Goldstone o los bosones de Higgs) y la aparición de términos de masas de partículas ya existentes en el lagrangiano. Mecanismos que llevan a la ruptura de la simetría[editar] Mecanismo de Nambu-Goldstone[editar] Mecanismo de Higgs.
En física de partículas, mecanismo de Higgs, también llamado como el mecanismo de Brout–Englert–Higgs o mecanismo de Englert–Brout–Higgs–Guralnik–Hagen–Kibble,[1] es uno de los posibles mecanismos para producir la ruptura espontánea de simetría electrodébil en una teoría de gauge invariante. Permitió establecer la unificación entre la teoría electromagnética y la teoría nuclear débil, que se denominó Teoría del campo unificado, por la que obtendrían el premio Nobel en año 1979[2] Steven Weinberg, Sheldon Lee Glashow y Abdus Salam. En el mecanismo de Higgs es el proceso que da masa a las partículas elementales. Las partículas ganan masa interactuando con el campo de Higgs que permea todo el espacio. Más precisamente, en una teoría de gauge, el mecanismo de Higgs dota con masa a los bosones de gauge a través de la absorción de los bosones de Nambu–Goldstone derivados de la ruptura espontánea de simetría.
El mecanismo fue propuesto en 1962 por Philip Warren Anderson. 2010 APS J.J. Tal que: Teoría M. Para una introducción menos técnica véase Introducción a la Teoría M. En esta teoría se identifican 11 dimensiones, donde la supergravedad interactúa entre membranas de 2 a 5 dimensiones. Esto evidenciaría la existencia de infinitos Universos paralelos, algunos de los cuales serían como el nuestro con mayores o menores diferencias, y otros que serían impensables con 4 ó 5 dimensiones. Esto explicaría la debilidad de la gravedad, pues la partícula del gravitón sería la única que podría pasar por todas las membranas, perdiendo su fuerza. A comienzos de los años 1990, se demostró que las varias teorías de las Supercuerdas estaban relacionadas por dualidades, que permitían a los físicos relacionar la descripción de un objeto en una teoría de Supercuerdas para eventualmente describir un objeto diferente de otra teoría. Estas relaciones implican que cada una de las teorías de Supercuerdas es un diferente aspecto de una sola teoría, propuesta por Witten, y llamada “Teoría-M” Introducción[editar]
Bosón de Higgs. El bosón de Higgs ha sido objeto de una larga búsqueda en física de partículas. El 4 de julio de 2012, el CERN anunció la observación de una nueva partícula «consistente con el bosón de Higgs», pero se necesitaría más tiempo y datos para confirmarlo.[1] El 14 de marzo de 2013 el CERN, con dos veces más datos de los que disponía en el anuncio del descubrimiento en julio de 2012, encontraron que la nueva partícula se ve cada vez más como el bosón de Higgs.
La manera en que interactúa con otras partículas y sus propiedades cuánticas, junto con las interacciones medidas con otras partículas, indican fuertemente que es un bosón de Higgs. Todavía permanece la cuestión de si es el bosón de Higgs del Modelo estándar o quizás el más liviano de varios bosones predichos en algunas teorías que van más allá del Modelo estándar.[7] Introducción general[editar] El modelo estándar quedó finalmente constituido haciendo uso de este mecanismo. Historia[editar] Arrinconando al bosón de Higgs[editar] Supersimetría. Zoo de partículas en la supersimetría. Convergencia de las tres fuerzas. Se marca la energía máxima del LHC. En la física de partículas, la supersimetría es una simetría hipotética que podría relacionar las propiedades de los bosones y los fermiones. La supersimetría también es conocida por el acrónimo inglés SUSY. Aunque todavía no se ha verificado experimentalmente que la supersimetría sea una simetría de la naturaleza,[1] reviste interés teórico porque la supersimetría puede resolver diversos problemas teóricos como el problema de la jerarquía, además de ofrecer candidatos adicionales para explicar la materia oscura.
La supersimetría es parte fundamental de muchos modelos teóricos, entre ellos la teoría de supercuerdas, que generaliza a la teoría de cuerdas. Introducción[editar] Sin embargo, debido a que dichas compañeras supersimétricas aún no han podido ser creadas en el laboratorio, sus masas deben ser mucho mayores que las de las partículas originales. Supersimetría y LHC[editar] Teorema de Bell - Wikipedia, la enciclopedia libre-Mozilla Firef. El teorema de Bell o desigualdades de Bell se aplica en mecánica cuántica para cuantificar matemáticamente las implicaciones planteadas teóricamente en la paradoja de Einstein-Podolsky-Rosen y permitir así su demostración experimental. Debe su nombre al científico norirlandés John S. Bell, que la presentó en 1964. El teorema de Bell es un metateorema que muestra que las predicciones de la mecánica cuántica (MC) no son intuitivas, y afecta a temas filosóficos fundamentales de la física moderna.
Es el legado más famoso del físico John S. Bell. El teorema de Bell es un teorema de imposibilidad, que afirma que: Ninguna teoría física de variables ocultas locales puede reproducir todas las predicciones de la mecánica cuántica. Introducción[editar] Ilustración del test de Bell para partículas de espín 1/2. Como en el experimento expuesto en la paradoja EPR, Bell consideró un experimento donde una fuente produce pares de partículas entrelazadas. Y , y a los ejes rotados de Bob .
Y Bob midió en . Es . Cromodinámica cuántica. La cromodinámica cuántica (QCD) es una teoría cuántica de campos que describe una de las fuerzas fundamentales, la interacción fuerte. Fue propuesta a comienzos de los años 70 por David Politzer y por Frank Wilczek y David Gross como teoría para entender la estructura de los bariones (colectivos de tres quarks, como protones y neutrones) y mesones (pares quark-antiquark, como los piones).[1] Por su trabajo en cromodinámica cuántica, a Gross, Wilczek, y Politzer les fue concedido el Premio Nobel de Física del año 2004.
El nombre «cromodinámica» viene de la palabra griega chromos 'color'. Este nombre es oportuno ya que a la carga de los quarks, partículas básicas dentro de esta teoría, se designa como carga de color; aunque no está relacionada con la percepción visual del color. La cromodinámica cuántica es una parte muy importante del modelo estándar de la física de partículas.
Descripción[editar] Características[editar] Libertad asintótica[editar] Conservación de la carga de color[editar] Bosón. Nombre y carga eléctrica de los componentes de la materia. En física de partículas, un bosón o boso, es uno de los dos tipos básicos de partículas elementales de la naturaleza (el otro tipo son los fermiones). La denominación «bosón» fue dada en honor al físico indio Satyendra Nath Bose. Se caracterizan por: Tener un espín entero (0,1,2,...).No cumplen el principio de exclusión de Pauli y siguen la estadística de Bose-Einstein. Esto hace que presenten un fenómeno llamado condensación de Bose-Einstein (el desarrollo de máseres y láseres fue posible puesto que los fotones de la luz son bosones).La función de onda cuántica que describe sistemas de bosones es simétrica respecto al intercambio de partículas. Por el teorema espín-estadística sabemos que la segunda y tercera característica son consecuencia necesaria de la primera.
Algunos bosones, aunque se comportan como bosones, de hecho están compuestos de otras partículas. Ejemplos de bosones[editar] Bosones compuestos[editar] Discusión[editar] Fotón - Wikipedia, la enciclopedia libre-Mozilla Firefox. En física moderna, el fotón (en griego φῶς phōs (gen. φωτός) 'luz', y -ón) es la partícula elemental responsable de las manifestaciones cuánticas del fenómeno electromagnético. Es la partícula portadora de todas las formas de radiación electromagnética, incluyendo los rayos gamma, los rayos X, la luz ultravioleta, la luz visible (espectro electromagnético), la luz infrarroja, las microondas y las ondas de radio.
El fotón tiene una masa invariante cero,[Nota 1] y viaja en el vacío con una velocidad constante donde h es la constante de Planck, c es la velocidad de la luz y es la longitud de onda y Además de energía, los fotones llevan también asociado un momento lineal y tienen una polarización. Siguen las leyes de la mecánica cuántica, lo que significa que a menudo estas propiedades no tienen un valor bien definido para un fotón dado.
La descripción anterior de un fotón como un portador de radiación electromagnética es utilizada con frecuencia por los físicos. Nomenclatura[editar] , siendo. Gluón - Wikipedia, la enciclopedia libre-Mozilla Firefox. Interacción nuclear fuerte - Wikipedia, la enciclopedia libre-Mo. Bosones W y Z - Wikipedia, la enciclopedia libre-Mozilla Firefox. Bosón X - Wikipedia, la enciclopedia libre-Mozilla Firefox. Fermión - Wikipedia, la enciclopedia libre-Mozilla Firefox. Quark - Wikipedia, la enciclopedia libre-Mozilla Firefox. Leptón - Wikipedia, la enciclopedia libre-Mozilla Firefox. Muón - Wikipedia, la enciclopedia libre-Mozilla Firefox.
Electrón. Tau (partícula) - Wikipedia, la enciclopedia libre-Mozilla Firef. Neutrino - Wikipedia, la enciclopedia libre-Mozilla Firefox. Axión. Violación CP. Hadrón - Wikipedia, la enciclopedia libre-Mozilla Firefox. Mesón (partícula) - Wikipedia, la enciclopedia libre-Mozilla Fir. Barión. Hiperón. Paridad (física) - Wikipedia, la enciclopedia libre-Mozilla Fire.
Extrañeza (física) - Wikipedia, la enciclopedia libre-Mozilla Fi. Isospín - Wikipedia, la enciclopedia libre-Mozilla Firefox. Espacio de Hilbert - Wikipedia, la enciclopedia libre-Mozilla Fi. Espacio de Fock - Wikipedia, la enciclopedia libre-Mozilla Firef. Efecto túnel. Efecto Compton.