¿Cómo puede un electrón, que tiene masa, viajar a la velocidad de la luz?

Probablemente estés pensando en la velocidad de la electricidad.

La electricidad, tanto la energía de alto voltaje de CA que fluye en los cables de los postes telefónicos alrededor de su vecindario como las señales de bajo voltaje de CC y la energía que fluyen en su computadora y otros dispositivos, implica que los electrones se muevan a través de los cables, pero es más que eso. Los conductores eléctricos, como los cables de cobre, tienen muchos electrones libres que están unidos libremente a sus átomos. Pero lo que los mueve es el campo eléctrico, que está mediado por fotones (como la luz). Cuando enciende un interruptor de luz, el campo eléctrico se propaga a través del cable muy rápido, algo así como 2/3 de la velocidad de la luz en el vacío. Los electrones libres son arrastrados por el campo por el cable y su flujo se llama corriente.

La electricidad, en el sentido del campo eléctrico cambiante (fotones), se mueve a través del cable a una velocidad cercana a la de la luz, pero los portadores de carga (electrones) en realidad se mueven a paso de tortuga.

Solo hay una forma posible que yo sepa. Mecánica cuántica. Si está absolutamente seguro de la posición de una partícula, no tiene idea de cuál es su impulso. Si está absolutamente seguro sobre el impulso de una partícula, no tiene idea de dónde está. Entonces, primero mide con precisión la posición de un electrón. Entonces mides con precisión su impulso. Finalmente, mide con precisión la posición nuevamente. La distancia entre las dos mediciones de posición será completamente aleatoria, hasta el punto de que ni siquiera puede estar seguro de que el electrón no se movió más rápido que la velocidad de la luz entre las mediciones.

Se ha demostrado que esto funciona en experimentos del mundo real. Debido a los efectos cuánticos, una partícula puede viajar más rápido que la velocidad de la luz en distancias cortas. Pero cuando agrega el tiempo que toma medir la partícula en su destino, en realidad nunca logra entregar información más que la velocidad de la luz.

Piensa en ello de esta manera. Imagine que tiene una cámara con una velocidad de obturación de 1/32 de segundo. Si un automóvil en el límite de velocidad tomara 1/16 de segundo para viajar del punto A al punto B. Luego, si tomó la fotografía en el punto A y luego la fotografía en el punto B 1/16 de segundo, lo haría espere que un automóvil centrado en la imagen A también se centre en la imagen B. Pero como el automóvil se movía tan rápido, tendría dos imágenes de desenfoques. No podía estar seguro de si el automóvil viajó desde el centro del cuadro al centro del cuadro en ese momento. O desde, por ejemplo, el lado izquierdo del marco hasta el lado derecho del otro marco. Sus imágenes no se establecerían si el automóvil viajara más rápido o más lento que el límite de velocidad.

El electrón mostraría el mismo tipo de cosas cuando promediaste las mediciones. Por los desenfoques no se podía saber si el electrón supera la velocidad de la luz. Pero lo extraño de la mecánica cuántica es que este efecto de desenfoque existe como una función de onda incluso para partículas individuales. Entonces, a veces, el electrón viajaba las distancias máximas entre los dos desenfoques. Pero debido a su lenta velocidad de obturación, en el momento en que lo descubriera, no excedería la velocidad de la luz por la rapidez con la que podría aprender la información que entrega el electrón.

No lo hace.

¡Restaurando así el orden del universo!

Los electrones no viajan a la velocidad de la luz. Pero el campo eléctrico viaja a la velocidad de la luz.

¡Los electrones siguen yendo mucho más lento que la luz!

Piensa en ello de esta manera.

Cuando se rompe una galleta, se escucha el sonido muy rápido. ¡Pero no sientes ningún viento a la velocidad del sonido!

Entonces, la velocidad del sonido y la velocidad de las moléculas de aire son completamente diferentes.

Lo mismo con la electricidad!

Los electrones nunca pueden viajar a la velocidad de la luz, mientras que su masa es pequeña, está allí y cualquier cosa con masa no puede viajar a la velocidad de la luz, aunque los electrones pueden viajar extremadamente rápido, no viajan a la velocidad de la luz.

Los electrones no viajan a la velocidad de la luz.

Te sorprenderá saber qué tan rápido se mueven en los cables de transporte actuales:
Este artículo de Wikipedia ofrece una velocidad típica del orden de millonésimas de metro por segundo.

Un electrón no puede viajar a la velocidad de la luz, sin importar cuánta energía le pongas o cuánto tiempo lo aceleres. Siempre viajará a una velocidad menor que la luz en el vacío.

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