Partícula virtual

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Partícula virtual

Partícula virtual

Una partícula virtual es en general una partícula elemental que existe durante un tiempo tan corto que debido al principio de indeterminación de Heisenberg no es posible medir sus propiedades de forma exacta. El término "partícula virtual" se utiliza en contraposición a "partícula real" para explicar las infracciones que éstas parecen cometer en las leyes de conservación durante sus interacciones.

Contenido

Las fuerzas fundamentales

Las fuerzas fundamentales están transmitidas por los bosones de gauge. Cuando éstos bosones transmiten las fuerzas son virtuales, y son creados en el vacío.

Incluso en el vac√≠o m√°s perfecto, ya sea el que se cree en un laboratorio, el espacio intergal√°ctico, o el vac√≠o interat√≥mico, son creados continuamente bosones de gauge con una existencia extremadamente breve. La mec√°nica cu√°ntica predice que la energ√≠a del vac√≠o nunca puede llegar a ser cero. La energ√≠a menor posible del vac√≠o se llama energ√≠a del punto cero, y es precisamente la poca (aunque no nula) energ√≠a de √©stas part√≠culas virtuales la que causa √©ste fen√≥meno. √Čste modelo del vac√≠o se llama vac√≠o mec√°nico cu√°ntico, o m√°s corto, vac√≠o cu√°ntico.

La transmisión de las fuerzas entre las distintas cargas de cada interacción está descrita por la teoría cuántica de campos, que describe cómo los bosones de gauge virtuales se transmiten a través del vacío polarizado entre las cargas reales.

Algunos de éstos bosones también se presentan reales en distintos fenómenos:

Pero una pregunta sin responder es saber si al fin y al cabo, todos bosones de gauge sin masa que existen, incluidos los que arriba que se exponen como reales, son al fin y al cabo virtuales. √Čstas part√≠culas se mueven a la velocidad de la luz, y por tanto, atendiendo a la teor√≠a de la relatividad de Albert Einstein, el tiempo que tardan en propagarse entre dos puntos cualesquiera del universo es instant√°neo desde el punto de vista de las part√≠culas. Entonces, al ser el tiempo de emisi√≥n y absorci√≥n instant√°neo, ¬Ņser√≠an entonces virtuales?

Pares partícula-antipartícula

No sólo surgen bosones de gauge en el vacío cuántico, sino también pares partícula-antipartícula; como por ejemplo pares electrón-positrón, o pares quark arriba-antiquark arriba, etc.

Siempre debe crearse una part√≠cula con su antipart√≠cula, conserv√°ndose as√≠ el n√ļmero fermi√≥nico (un n√ļmero cu√°ntico) del universo. Las part√≠culas que surgen de este modo son virtuales porque en cuanto aparecen, tienen tan poca energ√≠a que al instante se aniquilan entre s√≠.

Apantallamiento

Cerca de cualquier tipo de part√≠cula real que tenga alg√ļn tipo de carga asociada a cualquier tipo de interacci√≥n, las part√≠culas virtuales que surgen en el vac√≠o y tienen dicha carga se polarizan durante su corta existencia, dando lugar as√≠ a una polarizaci√≥n neta del vac√≠o a su alrededor.

Tomemos como ejemplo el caso de un electrón real, los pares electrón-positrón virtuales que aparecen a su alrededor se polarizan: los electrones virtuales repeliéndose del real, y los positrones virtuales acercándose. El efecto total de la polarización del vacío es el de reducir la carga efectiva de la partícula real, fenómeno conocido como apantallamiento.

En el caso de los quarks reales, los quarks virtuales apantallan tanto la carga el√©ctrica como la carga de color; pero en este caso, gluones virtuales tambi√©n se polarizan (al contrario que los fotones el√©ctricamente neutros en el caso del electr√≥n). Los gluones tienen, dicho r√°pidamente, carga de color y de anticolor; y su polarizaci√≥n es opuesta a la de los pares de quarks-antiquarks virtuales, haciendo que la carga de color efectiva de la part√≠cula real sea mayor cuanto m√°s grande sea la distancia a la carga real. √Čste fen√≥meno contrario a lo que ocurr√≠a antes con el electr√≥n se llama antiapantallamiento. El antiapantallamiento se pierde cuanto m√°s cerca se est√° de la carga real, lo que da lugar a la libertad asint√≥tica de los quarks.

Radiación de los agujeros negros

Para más información véase agujero negro.

El fenómeno de la producción de pares ocurre incluso en el borde del horizonte de sucesos de un agujero negro. Puede ocurrir que una de las partículas del par producido caiga dentro del agujero y que la otra se salve, convirtiéndose en una partícula real.

Como una de las partículas se ha vuelto real, se ha violado la ley de conservación de la masa-energía. El agujero negro es el que "paga", cediendo un poquito de su propia energía a la realidad. El proceso continuado hace perder continuamente energía al agujero negro hasta que tras un tiempo directamente proporcional a la superficie del horizonte de sucesos el agujero desaparece completamente.

√Čste proceso se llama evaporaci√≥n del agujero negro, y es causada por fotones que se vuelven reales.

Véase también

Obtenido de "Part%C3%ADcula virtual"

Wikimedia foundation. 2010.

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