Para los que no lo sepan, un campo es el mecanismo por el cuál dos objetos interactúan. Seguro que conocéis el "campo gravitatorio", que atrae objetos en función de sus masas, y el responsable de mantenernos en el suelo.
También habréis escuchado alguna vez sobre el campo electromagnético y como dos objetos con la misma carga se repelen y dos con carga distinta se atraen, ocurriendo lo mismo con los polos de un imán. De hecho, el campo de un imán se puede ver tirando virutas de hierro a su alrededor.
El campo es una representación matemática de las fuerzas que sufrirá un objeto debido a otro.
Pero... ¿es realmente solo un objeto matemático?
Por lo que sé de teoría cuántica de campos, más bien diría lo contrario. ¡Los objetos a los que afecta el campo, son parte del campo! No existe el objeto sin su campo pero sí al revés.
Que quede claro, no estoy hablando de que los imanes que están pegados a tu nevera sean en realidad la manifestación de un campo, sino que las partículas que los forman lo son.
Para entender lo que es un campo bajo esta definición, debemos pensar en un manto que se extiende por todo el universo. Seguro que escuchasteis la noticia del descubrimiento del bosón de Higgs. Pues este bosón está generado por el campo de Higgs, al cual dedicaremos una sección. Doy este ejemplo para entender la importancia de estos campos, ¡es que la masa existe gracias a la interacción de la materia con el campo de Higgs!
Cuando este campo acumula mucha energía, se dobla en lo que llamamos excitación del campo. La excitación de estos campos producen una o varias partículas elementales del modelo estándar de la física. Por ejemplo, el electrón, que es una partícula elemental, tiene su propio campo mientras que un protón, al estado formado por quarks, no tiene.
Esta representación ayuda muchísimo a entender la mecánica cuántica, al menos para el modelo estándar. El punto del espacio con mayor energía es donde con mayor probabilidad vamos a observar la partícula formándose, sin embargo, puede encontrarse en cualquier punto el espacio aunque a menor curvatura menor probabilidad. ¡La representación de la energía del campo nos da toda la información de la posición de la partícula que se obtiene en cuántica!
Si observamos un plano de cómo se ve este campo en función de la energía, vemos una distribución similar a la campana de Gauss.
¡Estupendo, Alejandro! Me ha gustado mucho tu presentación, y también las explicaciones e imágenes que has compartido.
ResponderEliminarA mí también me gusta mucho la física, y busco explicaciones profundas a los fenómenos físicos relacionando conceptos a priori desconectados o poco conectados. Estudié bastante física durante la carrera, y me pareció una de las disciplinas académicas más interesantes.
La idea de los campos de energía me parece muy atractiva, y creo que da mucho juego para ir más allá, buscando causas de la existencia de dichos campos. Creo que hay un punto en común entre todos los campos, y es que todos ellos tienen su opuesto, lo que nos lleva ineludiblemente a la simetría. La simetría se encuentra allá donde nos fijemos en la física, en la química, y el cualquier disciplina científica o técnica, y también en cualesquiera otras si paramos a reflexionarlo y comprobarlo.
En esa línea, hay algo que está por descubrir me parece, y en esa búsqueda incesante por alcanzar la teoría unificadora del todo.
Muchas gracias por compartirnos tu blog, y mucho ánimo para hacer descubrimientos interesantes.
Qué curioso, nunca me había planteado la separación entre un campo y un objeto, siempre había pensado que era el propio objeto el que generaba el campo, y no que un campo pudiera existir sin la presencia de objetos. Explicas el contenido de manera que cualquiera pueda entenderlo, y eso que hace muchos años que no estudio nada relacionado con la física.
ResponderEliminarAlejandro, llevo una hora dándole vueltas al asunto y comprendo la primera parte, en la que me ha llamado la atención el hecho de que pueda existir un campo sin objeto, pensaba que si no hay objeto, no hay campo, pero con la segunda parte se me ha hecho papilla el cerebro.
ResponderEliminarTe animo mucho a que continúes el camino iniciado y que no pierdas esa pasión y cercanía que muestras. Serás un profe de física genial, el que me habría gustado tener ;)
Enganchao a tu blog tío. Quer buena técnica para explicar cosas tan complicadas.
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