¿Por qué las partículas tienen carga?

Bueno, esta pregunta ciertamente ha sacado las manivelas de la carpintería. Aquí hay un número mayor de respuestas de pseudociencia de lo habitual, el tipo de cosas que antes de Internet se escribirían en tinta verde y se enviarían a los físicos que trabajan para molestarlas.

Hay buenas razones por las que los físicos no suelen hacer preguntas de “por qué”. La principal es que conduce a una regresión infinita. ¿Porque el cielo es azul? Porque la luz del Sol, que es básicamente blanca (¿por qué? Porque es radiación de cuerpo negro. ¿Por qué …?) Tiene su componente azul más fuertemente disperso que sus componentes rojo y amarillo. ¿Porqué es eso? Porque la fuerza de interacción de dispersión es como la cuarta potencia inversa de la longitud de onda. ¿Por qué el cuarto poder, y no el tercero o el quinto? Debido a que la interacción del campo eléctrico incidente de la luz con las cargas en la atmósfera parece un oscilador armónico (dependencia cuadrática de la frecuencia) y la potencia media disipada es el cuadrado de esto (dependencia cuántica, es decir, [matemática] \ sim \ omega ^ 4 \ \ sim \ lambda ^ {- 4} [/ math]). Pero, ¿por qué la interacción se parece a un oscilador armónico? Y así. Es por qué todo el camino hacia abajo .

Sin embargo, hay una forma restringida de “por qué” que es razonable preguntar. Básicamente se basa en preguntar: “¿qué tiene la naturaleza del universo, según lo descrito por nuestras teorías y modelos, que hace que X emerja como una predicción?” En el caso de la carga eléctrica, estas son dos subpreguntas: por qué ¿Nuestras teorías predicen que debería existir una carga? ¿Por qué el cuanto de carga tiene el valor que tiene (y por qué está cuantizado)? Para deshacerse de la segunda pregunta primero: nadie lo sabe . Parece que tiene que tener un valor, pero se desconoce por qué es 160 zeptocoulomb. Este y otros parámetros gratuitos son un dolor de cabeza para nuestras teorías actuales. También se desconoce por qué solo tiene ese valor (o un tercio de ese valor en el caso de los quarks). Si las predicciones de las Grandes Teorías Unificadas de que habrá monopolos magnéticos son correctas, entonces la cuantización de la carga surge de forma bastante natural, pero nunca hemos visto monopolos magnéticos.

La respuesta a la primera pregunta es esta: nuestro modelo actual de las interacciones entre la materia y las fuerzas es una forma de teoría cuántica de campos (QFT). Las QFT son descripciones de campos, campos de fuerza como el electromagnetismo y campos de materia (como el campo de electrones). La matemática de los QFT induce las llamadas simetrías en el campo. Las simetrías en este sentido son operaciones matemáticas en el campo que dejan ciertos aspectos sin cambios. Una buena metáfora de una simetría es una rotación en el espacio. Hay una “rotación” en algún tipo de espacio abstracto que puede, por ejemplo, convertir un protón en un neutrón. Un principio fundamental de la física (conocido como Principio de Noether) establece que por cada operación de simetría que podemos realizar en un sistema, hay una cantidad conservada correspondiente. En el caso de los protones y neutrones, esta cantidad se llama isospin . Hay una operación de simetría que podemos hacer en los campos que gobiernan el electromagnetismo. Es una llamada simetría de calibre y varía suavemente de un punto a otro en el espacio. Por el principio de Noether, esto da lugar a una cantidad conservada, y es esta cantidad la que llamamos carga eléctrica. Esencialmente, la carga eléctrica existe como consecuencia del marco matemático que usamos para describir el mundo.

La pregunta de “por qué” a continuación es “¿por qué el universo se comporta de una manera que parece ser útilmente describible por QFT?” Y eso no lo sabemos. Por lo que puedo decir, ni siquiera tenemos una vía útil para atacar un problema como ese.

Esta pregunta es parte de la pregunta más importante, ¿por qué el mundo es como es? Esto me da la oportunidad de insertar una sección de mi libro que discute una pregunta relacionada: por qué las constantes son lo que son. (Puede ver todo el Capítulo 10 gratis en quantum-field-theory.net).

Por qué y para qué . QFT no explica por qué los números que aparecen en las ecuaciones tienen los valores que tienen. El ejemplo más famoso es la llamada constante de estructura fina que describe la interacción entre los campos de materia y el campo EM. Alguna vez se pensó que esta constante tenía un valor de 1/137, y esto, como se puede imaginar, condujo a algunos intentos numerológicos para explicar por qué la naturaleza había elegido este entero en particular, y tan inusual. Sir Arthur Eddington afirmó que el número podría obtenerse por “deducción pura”, pero estos intentos se abandonaron cuando las mediciones más precisas mostraron que el valor real es 1 / 137.04.

Muchos físicos todavía se preguntan por qué las masas y las constantes de acoplamiento son lo que son, y hay intentos de encontrar explicaciones que sean más sofisticadas que la saga 1/137, incluyendo algo llamado teoría de supercuerdas . También hay intentos menos sofisticados, como el llamado principio antrópico , que establece que si los valores fueran diferentes de lo que son, la raza humana no podría existir. QFT no proporciona respuestas, ni ninguna otra teoría. QFT hace un trabajo increíble al explicar el mundo en que vivimos, pero por qué las constantes son lo que son es, en mi opinión, una pregunta teleológica, si no teológica.

Y aquí hay una sección que afirma que la simplicidad (relativa) es un factor:

Me refiero a la navaja de afeitar de Occam, que afirma que, en esencia, todas las demás cosas son iguales, la explicación más simple es la mejor. Einstein lo expresó de manera algo diferente: “Una teoría física debería ser lo más simple posible, pero no más simple”. La última frase es importante porque, como dijo Schwinger, “la naturaleza no siempre selecciona lo que, en nuestra ignorancia, juzgaríamos que es la posibilidad más simétrica y armoniosa “. Si la teoría fuera lo más simple posible, habría un solo campo (¡o tal vez ninguno!), Y el mundo sería muy poco interesante, por no mencionar inhabitable. Creo que se puede decir que las ecuaciones de QFT son, de hecho, lo más simples posible, pero no más simples.

Porque hay un desequilibrio entre el número de protones (cargas positivas) y electrones (cargas negativas). Por lo general, los iones se forman cuando un átomo neutro gana o pierde electrones para llenar una capa externa. Por ejemplo, el sodio, Na, puede perder fácilmente un electrón para convertirse en un ion de sodio, Na + 1. Es posible eliminar todos los electrones para que Na + 11. Por el contrario, un átomo de cloro, Cl, puede ganar un electrón para llenar su capa externa y convertirse en un ion de cloro (Cl-1).

Buena pregunta. MC Physics sugiere que toda la materia, incluidas todas las partículas, están formadas por cargas eléctricas cuantificadas con un tipo de carga y resistencia. Aún mejor, todas las cargas son fuerza de atracción de carga eléctrica ‘impulsada’ para convertirse en carga neutral al atraer y luego unir con cargas de tipo de carga opuesta. Las fuerzas repelentes entre cargas de tipo similar no se unen, solo entre cargas opuestas.

Ahora, las cargas opuestas pueden no tener la misma fuerza cuando se unen permitiendo que cargas opuestas adicionales se unan con la carga más fuerte. Ese es el proceso F-SCoTt de formación de materia de tales cargas a través de fuerzas de carga. Eso significa que se necesitan cargas cada vez más débiles para que una partícula se vuelva completamente neutral en carga.

Las fuerzas externas pueden causar interrupciones en ese equilibrio de carga al afectar la tierra, incluso emitiendo las cargas unidas más débiles. Ese desequilibrio de carga es a lo que te refieres en tu pregunta. Ese desequilibrio de carga es temporal como … recuerde arriba … todas las cargas se vuelven neutrales. Esta es la base de la electricidad estática, electricidad de CA y CC, química, átomos que se unen para formar moléculas, etc.

Para obtener más información sobre la formación de la materia, consulte: “Modelo de Física MC de Partículas Subatómicas utilizando Mono-Cargas”, http://viXra.org/pdf/1611.0080v1.pdf

Imagine por un segundo que no lo hicieron. El universo está hecho de partículas. Cada partícula es neutral. No hay interacciones entre partículas. No hay cargos

Es un universo muy aburrido, ¿no es así?

Ahora, introduce algunas interacciones.

Aquí hay una pregunta para que te hagas que es más interesante que el estándar, ¿por qué hay un cargo ?, pregunta?

¿Hay alguna forma de introducir interacciones no triviales entre partículas sin introducir algún tipo de carga?

Recuerde que si hay simetrías globales, habrá cargas conservadas que generarán las transformaciones de simetría en cualquier teoría clásica derivable de un principio de acción.

Pero aquí está la pregunta: ¿puedes encontrar una manera de hacerlo?

En la teoría de ultra ondas (UT), todas las partículas tienen carga, algunas simplemente la tienen oculta. Los neutrones son un buen ejemplo. Puede calcular todo sobre ellos de la misma manera que lo hace con el protón y el electrón, y eso requiere que tengan la misma masa extra que representa la carga. Incluso los núcleos atómicos pueden tener una carga que no se debe solo a los electrones unidos. Hay núcleos cargados negativamente que son atraídos por núcleos cargados positivamente, y no es necesario que haya electrones presentes. La teoría actual ASUME que todo se debe a los electrones, pero la evidencia no respalda esa conclusión. Piénselo de esta manera, ¿por qué algunos núcleos se descomponen al escupir un electrón, un protón, un neutrón o incluso una partícula alfa completa, que es igual a dos protones y dos neutrones, a menos que la descomposición no tenga nada que ver solo con protones? o neutrones en el núcleo como ahora se piensa que es. ¿De dónde viene el electrón? Si todo está hecho del mismo material, como lo describe UT, cualquier modo de descomposición puede entenderse sin tener que recurrir al quark completamente esquivo (nunca visto), o sin agregar energía de unión (completamente innecesaria en UT). La misma matemática simple usada para describir partículas puede usarse para describir núcleos. Me sorprende que los físicos no hayan saltado sobre esta teoría. La buena noticia es que no tienes que esperar hasta que finalmente lo hagan. Puede descargar y leer el libro gratuito de http://www.ultrawavetheory.org .

Un físico honesto y conocedor le diría que no sabe cómo una partícula llega a tener carga. Cuando alguien se da cuenta, esa persona también tendría que explicar cómo algunas partículas tienen una carga entera de 1, mientras que otras tienen cargas fraccionales como 2/3 y 1/3.

Si no lo adivinabas ahora … Soy ese alguien que puede explicar cómo una partícula llega a poseer su propiedad de carga. Los detalles matemáticos se encuentran en mi libro derivados de los dos postulados primordiales de la Teoría de todo de Gordon, pero aquí daré la conclusión.

Primero debemos darnos cuenta de que el espacio-tiempo es un medio de energía. La energía del espacio-tiempo es proporcional a c ^ 0. Es físicamente imposible convertir la energía E0 en la energía E1 de la luz proporcional a c ^ 1. Ese tiempo ha pasado (el Big Bang). También es imposible que la energía E1 de la luz regrese a la energía E0 del espacio-tiempo. Si estas transiciones entre estos dos estados energéticos independientes todavía fueran posibles, no tendríamos nuestras leyes de conservación de la energía y conservación del momento.

Odio decirlo, pero como soy médico, lo diré de todos modos … Los físicos son como niños pequeños cuando se trata de física … Lo que quiero decir con eso es la expresión “Fuera de la vista, fuera de la mente. “La energía E0 del espacio-tiempo siempre estará fuera de la vista directa, aunque los físicos han sido lo suficientemente inteligentes como para saber que esta energía debe existir (pero ahora está y siempre estará directamente fuera de la vista, no se puede acceder), ( La energía oscura es el resultado de un gradiente en la energía E0 del espacio-tiempo, pero ese es otro tema para otro día)

Una vez que reconozca que la energía E0 existe, puede comenzar a resolver muchos de los misterios de la física. Cuando se trata de cargar, y cualquier otro campo de energía … Los campos de energía son creados por la energía E1 y / o E2 de una partícula cuando coexiste e interactúa dentro de la energía E0 del espacio-tiempo. Nuevamente, los detalles están en mi libro sobre carga, magnetismo, gravedad y la fuerza fuerte. La matemática de la teoría de todo de Gordon deriva independientemente las ecuaciones de Maxwell y GR.

La razón por la cual un quark up tiene una carga de +2/3 y el positrón tiene una carga de +1 tiene que ver con la estructura de energía interna de estas partículas. La estructura geométrica de un quark up es un cilindro donde la parte circular tiene el campo eléctrico. Crea un campo eléctrico en 2 de las tres dimensiones que existen en el espacio-tiempo, lo que lo convierte en una carga de +2/3.

Los físicos parecen querer ignorarme, pero será por su pérdida. Cada físico tiene la oportunidad de ser el primero en avanzar la teoría del todo de Gordon desde donde lo dejé. Gran parte de la física derivada en los últimos 100 años necesita ser re-revivida: mi persona realmente puede hacerse un nombre por sí misma …

Es difícil de decir, simplemente no lo sabemos ahora.

Sin embargo, tenga en cuenta que todas las fuerzas conocidas deberían ser simplemente representaciones y manifestaciones diferentes de una “fuerza unificada” (bueno, muy probablemente). Ahora, lo que llamamos carga es un parámetro en nuestros modelos físicos de esa “parte” de esta “fuerza unificada” que exhibe más o menos simetría geométrica esférica en lo que llamamos espacio-tiempo (otro tema que ignoramos por completo). Entonces, no piense que es una propiedad especial de la materia, es solo una interpretación geométrica diferente del mismo mecanismo subyacente, pero aún desconocido. En mi opinión, sin embargo.

¿Por qué las partículas tienen carga?

Los electrones y los positrones son partículas cargadas que están separadas en existencia por un instante (un ciclo de electrones) de tiempo. Originalmente, ellos y su carga fueron creados por la gravedad. Actualmente, la gravedad proporciona una función de mantenimiento al reemplazar la masa perdida debido a un defecto de masa.

La siguiente información se proporcionó en una respuesta anterior y es relevante para esta pregunta.

Cuando dos electrones cargados similares interactúan para repelerse mutuamente, la fuerza repelente se origina por el impacto de los campos electromagnéticos simultáneos producidos instantáneamente por cada electrón. La carga de un electrón oscila a una frecuencia muy alta, con el comienzo de cada ciclo constituyendo el eléctrico, que cambia rápidamente a magnético a medida que el campo de electrones se propaga esféricamente a la velocidad C de cada electrón. El impacto en cada electrón produce lo que se llama una sacudida de Abraham-Fitzgerald que produce radiación perpendicular al movimiento de cada electrón.

Un electrón es una partícula fundamental o Lepton y es diferente de los protones y los neutrones, que no son fundamentales porque están hechos de partículas aún más pequeñas llamadas quarks. Para un electrón, la carga que tiene es una propiedad intrínseca, es decir, es un parte de su descripción junto con masa y spin.

Esa es otra pregunta de “por qué” para la cual todavía no tenemos respuesta; es solo que muchas partículas tienen carga. Si no hubiera carga, no habría moléculas ni nosotros, pero esa no es una razón para que esté allí, aunque es una razón por la que sabemos que está allí. En mi opinión, tampoco entendemos realmente el campo eléctrico, ni tampoco el campo magnético, y si lo hiciéramos, la respuesta a la pregunta principal seguirá. (Si cree que la respuesta es que los fotones virtuales transfieren la fuerza, ¿cómo sabe una pieza del espacio cuál es la fuerza local requerida y cómo sabe si se trata de una fuerza eléctrica magnética que se supone que está transmitiendo? Si piensa los fotones van de A a B, ¿cómo pueden ser estables en distancias gigantescas? No estoy diciendo que los fotones virtuales, o como quieran llamarlos estén mal, sino que todavía hay algunas cosas que al menos no entiendo).

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