En la teoría cuántica de campos, como se describe en mi libro (ver Página de inicio – Teoría cuántica de campos), e = mc2 es fácilmente comprensible y derivable. Cito de mi libro:
Misa En física clásica, la masa es una medida de la inercia de un cuerpo (ver cap. 2). En QFT, el término de masa en las ecuaciones de campo, si existe, afecta la velocidad a la cual los cuantos evolucionan y se propagan. Por lo tanto, la masa desempeña el mismo papel de inercia en QFT que en la física clásica. Pero esto no es todo lo que hace la masa. Este mismo término también hace que los campos oscilen, y cuanto mayor es la masa, mayor es la frecuencia de oscilación. [1]
Energía . En física clásica, energía significa la capacidad de hacer trabajo, que se define como ejercer una fuerza sobre una distancia. Sin embargo, esta definición no proporciona una gran imagen, por lo que en física clásica, la energía es un concepto bastante abstracto. En QFT, por otro lado, la energía de un cuanto está representada por oscilaciones en su campo. De hecho, la famosa relación de Planck entre la energía y la frecuencia de oscilación es una consecuencia directa de las ecuaciones de QFT. En nuestra analogía del color, podríamos decir que las oscilaciones causan que el color “brille”, y cuanto más rápido brille, mayor será la energía del campo.
e = mc 2 . Lo sé. Prometí que no habría ecuaciones y, salvo algunas notas al pie, cumplí mi promesa. Pero creo que me perdonará por hacer una excepción a la ecuación más famosa del mundo: la única ecuación que tiene su biografía escrita (B2000). Y la cuestión es esta: e = mc2 aparece directamente de QFT. Einstein tuvo que trabajar duro para encontrarlo (fue publicado en un artículo separado que siguió a su primer artículo sobre teoría de la relatividad en 1905), pero en QFT parece una consecuencia casi trivial de los dos resultados anteriores. Dado que tanto la masa como la energía están asociadas con las oscilaciones en el campo, no hace falta un Einstein para ver que debe haber una relación entre los dos. Cualquier escolar puede combinar las dos ecuaciones [2] y encontrar (gran redoble de tambores, por favor) e = mc2 . La ecuación no solo cae directamente de QFT, sino que su significado se ve en las oscilaciones o “brillo” de los campos.
[1] Puede parecer extraño que el mismo término que ralentiza la evolución espacial de un campo también lo haga oscilar, pero en realidad es matemático sencillo mostrar que la frecuencia de oscilación viene dada por f = mc 2 / h , donde h Es la constante de Planck.
[2] La Ley de Planck para la energía es e = hf, donde f es la frecuencia yh es la constante de Planck. Combinándolo con la ecuación de frecuencia en la nota al pie 1 se obtiene e = mc 2.
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