¿Cómo surge la propiedad fundamental como la carga en las partículas elementales como los electrones?

Buena pregunta.

Una forma aunque más esotérica de formular esta pregunta podría ser preguntando “¿por qué la naturaleza exhibe las simetrías que tiene?”

La respuesta a esto, y su pregunta, es que simplemente no lo sabemos. De acuerdo con cada experimento que podemos hacer a escalas microscópicas, ¡ la teoría cuántica de campos funciona espectacularmente bien! Medimos que hay ciertas partículas en la naturaleza y que llevan ciertas cargas, giros y tienen ciertas masas, etc., pero actualmente nadie sabe por qué observamos exactamente esta combinación de partículas en la naturaleza.

Bien puede ser (¡y mi propia sospecha es que probablemente sea cierto!) Es que una teoría más fundamental, como una teoría que concilia con éxito la gravedad y la mecánica cuántica , en realidad puede dar respuesta a esta pregunta.

En la teoría de cuerdas, por ejemplo, tenemos una teoría que predice el número de dimensiones del espacio-tiempo. Ahora, dejando de lado si la teoría de cuerdas describe o no con precisión la naturaleza (sospecho, al menos tal como la entendemos actualmente, que no lo hace) , no es difícil imaginar que una teoría más fundamental que el modelo estándar de física de partículas pueda predecir de manera similar el contenido de la materia del universo, y de ese modo proporcionar una explicación.

Vale la pena recordar que en algún momento ya no podemos preguntar “¿por qué?” En física. Toda la ciencia supone que existen leyes objetivas de la naturaleza. Como tal, no es posible decir por qué existen (porque simplemente asumimos que existen , ¡y hasta ahora esto ha demostrado ser muy efectivo, empíricamente!) Al final, lo mejor que podemos esperar es tener Una descripción fundamental de la naturaleza, y no una explicación. La física puede explicar por qué todos los colores que ves son el resultado de las ondas electromagnéticas que interactúan con tu tejido retiniano, pero (hasta ahora) no puede explicar por qué existe la luz en primera instancia.

Sobre la base de la excelente respuesta dada por Alexander Matthew Peach (que debe leer primero antes de leer esta), para responder la pregunta de manera efectiva, debemos prestar más atención a las simetrías de lo que tenemos hasta la fecha – – – ambas simetrías de las cuales somos conscientes y los que aún esperan ser descubiertos.

Es bueno tener en cuenta las grandes contribuciones de Emmy Noether a la promoción de la física. Fue ella quien primero dirigió a la comunidad de la física al significado de la simetría. El teorema de Noether explica la conexión entre la simetría y las leyes de conservación. Dondequiera que se encuentre una simetría, también se descubre una ley de conservación.

A pesar del gran éxito del Modelo Estándar, sabemos que está incompleto y no es la última palabra sobre partículas, campos de fuerza e interacciones a escala de Planck y escala cercana a Planck. Por un lado, el modelo estándar no incluye la gravedad. Todavía nos falta la esquiva gravedad cuántica.

Pero el modelo también tiene otras fallas. Enumera y relaciona (hasta cierto punto) las partículas conocidas y las tres fuerzas del electromagnetismo, fuerzas nucleares fuertes y débiles. Las describe matemáticamente con enorme precisión. Pero no logra ubicar todo esto en un contexto análogo a la tabla periódica de elementos químicos que ordena los elementos por tendencias periódicas y propiedades químicas recurrentes. Bueno, hasta cierto punto lo hace, pero pierde perspectivas importantes al pasar por alto las relaciones de la materia y la antimateria como lo hace.

Tal ordenamiento relacional haría mucho, creo, para ampliar nuestra comprensión de la estructura y función subatómicas.

Un intento inicial de producir tal orden está en proceso en Mandalic Geometry, pero está lejos de completarse. Sin embargo, si está interesado en el tema, le recomiendo que eche un vistazo. Trate de no desanimarse por lo que solo puede percibir como algo extraño en el contenido y la forma de presentación.

Algo alejado de la física contemporánea aquí en esta respuesta.

La carga no es una propiedad “especial” de la materia, sin embargo, ha mantenido su estatus “especial” desde el descubrimiento del electromagnetismo en sus diversas formas hace unos siglos. Es cierto que las cargas eléctricas están asociadas con su propio campo electromagnético en nuestras teorías y, por lo tanto, son algo independientes de otros campos, es decir, sus cargas. También es cierto que está relacionado con una simetría esférica del espacio (véase el teorema de Noether, otras fuerzas tienen geometrías diferentes, es decir, simetrías), pero explica por qué se trata de una multiplicación entera de la carga unitaria [matemáticas] e [/ matemáticas] son siempre sombríos Sin embargo, el modelo matemático funciona bien (además, extremadamente bien) y coincide con las observaciones de su comportamiento.

Vale la pena mencionar que una “extensión” a la relatividad general, la teoría de Kaluza-Klein con la adición de una “dimensión” adicional puede describir más o menos una forma del electromagnetismo clásico de Maxwell (es decir, no hay fotones en esta descripción), por lo que uno ¿podría preguntarse cuál es la dimensión utilizada en todas estas ecuaciones? Si esta dimensión adicional describe el campo electromagnético continuo, aunque sabemos que es una distribución probabilística de cuantos (fotones), ¿qué significan las dimensiones espaciales y temporales postuladas? ¿Están cuantificadas también?

Por decirlo así, no sabemos qué espacio-tiempo es en primer lugar. En mi opinión, es solo un marco matemático abstracto promediado entre muchas “partículas” discretas que interactúan discretamente entre sí (por lo tanto, cuantos en mecánica cuántica), una especie de “proyección” matemática de un tipo discreto de “espacio” (probablemente una red ) Una expectativa promedio de comportamiento colectivo de muchos eventos discretos. En tal punto de vista, los campos son expectativas matemáticas de interacciones discretas particulares entre “partículas” discretas y, por ejemplo, un fotón es una imagen “proyectada” de sus cargas que prácticamente se extiende sobre nuestro espacio-tiempo matemático. Y así sucesivamente (ver mis respuestas a temas similares).

Entonces, una “partícula” discreta se proyecta en nuestro espacio-tiempo como una función de onda probabilística, mientras que sus interacciones esféricamente simétricas (proyectadas) que llamamos electromagnetismo (electrostática, más precisamente), se extienden por igual en todas las dimensiones matemáticas virtuales del espacio-tiempo. Cuando una carga se mueve o acelera, estas proyecciones de interacciones no son completamente simétricas esféricamente (como en la relatividad especial) y generalmente las asociamos con el campo magnético y el campo electromagnético progresivo, respectivamente.

Quarks y sus cargas eléctricas de 1/3 unidades: interactúan generalmente unidimensionalmente entre quarks a través de la fuerza del color, por lo que parece que no obedecen la descripción de alto nivel del espacio tridimensional, es decir, sus “proyecciones” para el espacio-tiempo es más o menos unidimensional. Estas cargas de 1/3 pueden estar asociadas con su unidimensionalidad (bueno, no tan directamente), mientras que fuera de las partículas compuestas restablecen su carga unitaria esféricamente simétrica.

Como ya habrás notado, lo anterior concibe algunos conceptos comunes y arraigados en física desde otra perspectiva y no son totalmente compatibles. Sin embargo, refleja mi opinión personal actual basada en fallas conceptuales en modelos de física contemporánea que la hacen incompleta. De nuevo, en mi opinión.

¿Cómo surge la propiedad fundamental como la carga en las partículas elementales como los electrones?

La respuesta a la pregunta anterior comienza con la respuesta proporcionada para la siguiente pregunta en negrita y recientemente respondida

¿Cuál es el componente básico que hace partículas elementales (como electrones y quarks)?

La existencia humana y nuestro tiempo conceptual y toda la existencia universal se pueden agregar a la pregunta.

De acuerdo con mi trabajo de vida sobre la naturaleza dinámica fundamental de la materia, encuentro que la realidad básica se reduce al movimiento / energía y la realidad tal como la conocemos, evoluciona en pasos que explican la formación de masa a partir del movimiento / energía y la creación de un electrón a lo largo con todos sus otros atribuyentes.

Se intentan explicar otras partículas y fuerzas en condiciones de estrellas de brazo espiral y centro galáctico.

Es inútil intentar explicar el origen del movimiento / energía porque eso equivale a intentar explicar la creación original.

Cualquiera de mis dos libros disponibles a bajo costo en Glasstree Publications, proporciona una explicación detallada para la creación de electrones positivos y negativos completos con carga y otros atributos. Dicha explicación detallada requiere muchas páginas de texto.

Nos gusta decir que existen cosas como las partículas elementales, pero sabemos que eso es discutible debido a la dualidad partícula / onda. Si asumimos que esta dualidad representa un proceso dinámico subyacente, entonces tenemos una base de la cual todas las fuerzas pueden derivarse en principio. Sugeriría que tal principio dinámico ya es bien conocido, pero tal vez mal entendido. Me refiero al Principio de Incertidumbre. Si tomamos la incertidumbre como un proceso dinámico, entonces podemos imaginar estados probabilísticos colapsándose en el mundo real. De hecho, no colapsarían tanto en el mundo real como en el mundo real. Tales probabilidades colapsadas no solo surgirían de la Incertidumbre, sino que estarían enredadas por la Incertidumbre. El enredo también podría interpretarse como el medio a través del cual se propaga la fuerza de la incertidumbre y que experimentamos como las fuerzas que se encuentran en la naturaleza.

Nadie sabe por qué existen las fuerzas fundamentales gravedad, electromagnetismo, nuclear débil y nuclear fuerte.

Si alguien le dice que esta respuesta es incorrecta (lo cual hará), pídale que explique cualquiera de las fuerzas. Le darán una descripción matemática de estas fuerzas, en cuyo punto puede decir que no es una explicación, es una descripción.

Hasta ahora, nadie puede explicar esto … la respuesta podría ser más religiosa en este ámbito. ¡Tendemos a referir cualquier fenómeno inexplicable a Dios como lo hicieron nuestros antepasados!

Mejor,

Ahmad

Fuente de la siguiente figura:

Cuatro fuerzas fundamentales – Lecciones – TES Teach

No “surgió”, siempre fue una de sus propiedades; nunca ha habido un electrón sin un cargo de – e .

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