La luz se describe como un tipo de onda electromagnética. El campo electromagnético se describe mediante las ecuaciones de Maxwell, que predicen que la velocidad c con la que se propagan las ondas electromagnéticas (como la luz) a través del vacío está relacionada con la constante eléctrica y la constante magnética dada por:
En 1905, Einstein postuló desde el principio que la velocidad de la luz en el vacío, medida por un observador no acelerador, es independiente del movimiento de la fuente u observador.
- ¿Alguien ha intentado viajar más rápido que la luz en el vacío?
- ¿La luz habría sido una masa definida si su velocidad fuera cero?
- ¿Los fotones envejecen? Si el tiempo se ralentiza a medida que se acerca a la velocidad de la luz, ¿en algún momento detiene el tiempo? ¿Está toda la luz que vemos a nuestro alrededor congelada?
- ¿Por qué la luz tiene energía?
- ¿Se puede lograr una velocidad infinita?
Entonces, en un vacío, la velocidad de la luz es constante.
Momento y energía del fotón.
En 1906, Einstein asumió que los cuantos de luz (que luego se denominaron fotón) no tienen masa. Energía relativista E y momento P dado por;
Es posible que podamos permitir m = 0, siempre que la partícula siempre viaje a la velocidad de la luz c. En este caso, la ecuación anterior no servirá para definir E y P; ¿Qué determina el impulso y la energía de una partícula sin masa? No la masa (eso es cero por suposición); no la velocidad (eso siempre es c). La relatividad no ofrece respuesta a esta pregunta, pero curiosamente la mecánica cuántica sí, en la forma de la fórmula de Plank;
Como se desprende de la fórmula de masa relativista de Einstein:
Según la teoría general de la relatividad, la luz que se mueve a través de fuertes campos gravitacionales experimenta un cambio de rojo o azul. Durante la caída del fotón en el campo gravitacional, su energía (masa) aumenta. Según W = dmc ^ 2, la fuerza de gravedad realiza un trabajo sobre el fotón, por lo que la masa (energía) del fotón y su frecuencia aumenta (o disminuye) de v a v ‘la dada por;
G es la constante gravitacional; M es la masa del cuerpo, c es la velocidad de la luz, r es la distancia desde el centro de masa del cuerpo. El signo más se refiere al desplazamiento al azul y el signo menos se refiere al desplazamiento al rojo.
También en presencia de gravedad, la velocidad de la luz no es la misma para todos los observadores. La derivación de Einstein de la velocidad variable de la luz en un potencial de campo gravitacional de la siguiente manera:
Donde c es la velocidad de la luz en el vacío y c ‘es la velocidad de la luz en el campo gravitacional. Cabe señalar que no hay consenso sobre la velocidad de la luz en un campo gravitacional. Por ejemplo; entonces, en presencia de gravedad, la velocidad de la luz se vuelve relativa (variable según el marco de referencia del observador). Esto no significa que los fotones aceleren o desaceleren; esto es solo la gravedad, lo que hace que los relojes funcionen más lentamente y que las reglas se reduzcan. El problema aquí proviene del hecho de que la velocidad es una cantidad dependiente de coordenadas y, por lo tanto, es algo ambigua. Para determinar la velocidad (distancia recorrida / tiempo tomado) primero debe elegir algunos estándares de distancia y tiempo, y diferentes opciones pueden dar diferentes respuestas. Esto ya es cierto en la relatividad especial: si mide la velocidad de la luz en un marco de referencia acelerado, la respuesta, en general, diferirá de c. Basado en la solución de Schwarzschild de la ecuación de Einstein del campo gravitacional, se demuestra que la velocidad de la luz cambiaría y la isotropía de la velocidad de la luz sería violada en el campo gravitacional con simetría esférica.
La descripción anterior es compatible con el concepto puntual de la mecánica cuántica, pero es incompatible con nuevos enfoques y evidencias. En mecánica cuántica, el concepto de una partícula puntual se complica por el principio de incertidumbre de Heisenberg, porque incluso una partícula elemental, sin estructura interna, ocupa un volumen distinto de cero. De acuerdo con la mecánica cuántica de que el fotón y el electrón son partículas no estructuradas, no podemos responder las preguntas sin respuesta.
Con todo el esfuerzo realizado en las últimas décadas en QED, hay una pregunta fundamental que nunca se ha planteado o si se ha planteado (no hemos visto) se ignora. En la física moderna, una partícula cargada emite y absorbe energía, pero su mecanismo no se describe. Entonces la pregunta es; Si el fotón es una partícula no estructurada, con masa en reposo cero y sin carga eléctrica (y neutral), ¿cómo las partículas cargadas la absorben y la irradian? Hay muchos artículos que muestran que el fotón tiene un límite superior de masa y carga eléctrica, que son consistentes con las observaciones experimentales. Las teorías y experimentos no se han limitado a fotones y también se incluirán gravitones. Para la gravedad ha habido debates vigorosos sobre incluso el concepto de masa de reposo de gravitones.
En las últimas décadas, se discute la estructura del fotón y los físicos están estudiando la estructura del fotón. Alguna evidencia muestra que el fotón consiste en cargas positivas y negativas. Además, un nuevo experimento muestra que la probabilidad de absorción en cada momento depende de la forma del fotón, también los fotones tienen unos 4 metros de largo, lo que es incompatible con el concepto no estructurado.
Para estudiar y comprender la estructura de fotones y electrones, primero debemos describir la relación entre la energía gravitacional y la energía del fotón, y luego debemos revisar la producción de pares y la desintegración. El cambio de frecuencia del fotón en el campo gravitacional ha sido demostrado por el experimento Pound-Rebka. Cuando el fotón cae una distancia igual y hacia la tierra, de acuerdo con la ley de conservación de la energía tenemos:
Cargas de color y color magnético
Un fotón con la energía más baja posible también transporta campos eléctricos y magnéticos. Por lo tanto, las características de los gravitones ingresados en la estructura del fotón deben comportarse de una manera que, junto con la explicación de la energía del fotón, describa el aumento en la intensidad de los campos eléctricos y magnéticos. En otras palabras, algunos de estos gravitones causan un aumento del campo eléctrico del fotón y otros gravitones aumentan la intensidad de los campos magnéticos. Además, no solo un fotón en el nivel más bajo de su energía está formado por algunos de los gravitones, sino que también sus miembros formados tienen propiedades eléctricas y magnéticas que se llaman carga de color y color magnético en la teoría CPH. El siguiente paso es especificar las cargas de color y los colores magnéticos en los que se obtiene prestando atención al menos al cambio en la energía del fotón en un campo gravitacional mientras se mueve hacia el cambio de gravedad azul.
Al producir campos eléctricos positivos y negativos, se forman dos campos magnéticos alrededor de los campos eléctricos que se forman. Por lo tanto, se harán dos grupos de colores magnéticos. Entonces la matriz CPH se define de la siguiente manera:
La matriz CPH muestra la energía de menor magnitud de un fotón.
Energía Sub-Cuántica (SQE)
Utilizamos la matriz CPH para definir energías sub cuánticas positivas y negativas de la siguiente manera: la primera columna de la matriz CPH se define energía sub cuántica positiva y la segunda columna de la matriz CPH se define energía sub cuántica negativa, entonces;
La cantidad de velocidad y energía de las energías sub cuánticas positivas y negativas son iguales, y la diferencia entre ellas solo está en el signo de sus cargas de color y dirección de flujo de color magnético.
Fotones virtuales
Hay dos tipos de fotones virtuales, fotones virtuales positivos y negativos que se definen de la siguiente manera:
Un fotón real está formado por un fotón virtual positivo y un fotón virtual negativo:
Allí, n y k son números naturales. Hasta ahora, la producción de energía electromagnética (fotones) se describió mediante el uso del desplazamiento azul gravitacional, en fenómenos inversos, los fotones se descomponen en fotones virtuales negativos y positivos. En el desplazamiento al rojo, los fotones virtuales también se descomponen en energías sub cuánticas positivas y negativas ( SQE s), y las energías sub cuánticas (SQE) también se descomponen en cargas de color y colores magnéticos. Las cargas de color y los colores magnéticos se separan, pierden su efecto entre sí y se convierten en gravitones. Además, existe una relación entre el número de SQEs en la estructura del fotón y la energía (también frecuencia) del fotón.
Entonces, los fotones son una combinación de fotones virtuales positivos y negativos. El fotón es un dipolo eléctrico muy débil que es consistente con la experiencia y se afirman estos artículos. Además, esta propiedad del fotón (dipolo eléctrico muy débil) puede describir la energía de absorción y emisión por partículas cargadas.
Energía sub cuántica y diagramas de Feynman
En la electrodinámica cuántica, las partículas cargadas (por ejemplo, electrón y positrón) tienen interacción entre sí a través de la propagación y absorción de fotones (partículas que transportan fuerza electromagnética) y estas interacciones están justificadas por el Principio de incertidumbre. Incluso los diagramas de Feynman son una representación para describir procesos físicos. Mientras que mediante el uso de energías sub cuánticas y fotones virtuales positivos y negativos, la interacción entre partículas cargadas es explicable como análisis físico y cálculos matemáticos. Por ejemplo, observe la repulsión de dos electrones (figura).
Nota importante: tanto el fotón real como el fotón virtual son portadores de energía, pero hay una diferencia general entre ellos, el campo eléctrico no es efectivo en el fotón real (de hecho, no tiene un efecto considerable), pero sí afecta al fotón virtual.
El fotón virtual es la fuerza portadora, pero cuando esta fuerza es convertible en energía que se combina con el fotón virtual opuesto. Un fotón virtual repele el mismo fotón virtual y absorbe el fotón virtual opuesto. Además, debe tenerse en cuenta que el fotón virtual es parte del fotón real, y como un fotón real tiene masa.
La atención a la estructura de los fotones y el uso de nuevas definiciones para gravitón, partículas cargadas e intercambiadas, cambiarán nuestra perspectiva sobre la física moderna. También nos proporciona una nueva herramienta para poder superar los problemas de física de una mejor manera. Este enfoque nos mostrará cómo se forman las partículas y cuándo las simetrías físicas se rompen espontáneamente.
Describiré el proceso de reflexión de los mecanismos utilizando el modelo de estructura de fotones. Ver el Apéndice.
Los fotones y electrones no son partículas puntuales, tampoco son partículas rígidas esféricas.
El electrón se mueve a alta velocidad (en la estructura del átomo) y el fotón es un dipolo eléctrico muy débil que tiene forma. Centrémonos en un solo fotón y un electrón que tienen formas.
Cuando el fotón alcanza el área 2 del electrón, el lado positivo del fotón cambia la forma del electrón, el electrón lo absorbe. Pero el electrón se mueve y en una fracción de un nanosegundo emite fotones, pero no necesariamente en la dirección de absorción exactamente opuesta, porque durante la absorción y emisión, el electrón se ha desplazado. Es considerable que para un haz de luz (muchos fotones), el movimiento de los electrones no sea detectable.
Con todo el esfuerzo realizado en las últimas décadas en QED, hay una pregunta fundamental que nunca se ha planteado o si se ha planteado (no hemos visto) se ignora. En la física moderna, una partícula cargada emite y absorbe energía, pero su mecanismo no se describe. Entonces la pregunta es; Si el fotón es una partícula no estructurada, con masa en reposo cero y sin carga eléctrica (y neutral), ¿cómo las partículas cargadas la absorben y la irradian? Sin embargo, en la teoría CPH, los fotones son una combinación de fotones virtuales positivos y negativos. El fotón es un dipolo eléctrico muy débil que es consistente con la experiencia y se afirman estos artículos. Además, esta propiedad del fotón (dipolo eléctrico muy débil) puede describir la energía de absorción y emisión por partículas cargadas.
Aquí se consideró solo una ruta, se supuso que el fotón se mueve en una ruta específica.
Porque en la mecánica clásica, solo un camino indica el movimiento de la partícula, mientras que todos los caminos para una partícula en la mecánica cuántica pueden considerarse, incluso rutas que son similares a la ruta clásica. Sin embargo, no es cierto, un fotón puede moverse en todas las rutas posibles para llegar al electrón o no. Es importante que comprendamos el mecanismo de esta acción y expliquemos de una manera que sea consistente con las leyes básicas de la física.
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