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¿Existen realmente las partículas sin masa?

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Solución:

Aquí hay una respuesta rápida y simple hasta que lleguen los profesionales. En el Modelo Estándar, es cero. Este $< 1cdot 10^-18 fracmathrmeVc^2$ es un límite superior experimental (es decir, si tiene una masa en reposo, debido a la física más allá del modelo estándar, debe ser menor que este valor).

Este valor es muy pequeño, comparado con la masa en reposo estimada de los neutrinos (que es del orden de algunas décimas de $mathrmeV$).

No podemos medir con una precisión infinita; así que incluso si una partícula tuviera de hecho masa cero, no podríamos medirla experimentalmente con la precisión infinita necesaria para justificar esto; por eso se requiere cierta cantidad de juicio, y ese juicio se hace en el contexto de un marco teórico.

El segundo punto a destacar es que todas las partículas con masa en reposo cero viajan a la velocidad de la luz y tienen impulso debido a este movimiento.

Como ya ha señalado una respuesta, tales partículas son bosones de calibre que median en las fuerzas débil, fuerte y EM. Para la fuerza EM, este es el fotón.

De hecho, hay partículas sin masa.

A partir de 2015, se conocían dos partículas sin masa (ambos bosones de calibre): el fotón (portador del electromagnetismo) y el gluón (portador de la fuerza fuerte). Cabe señalar, sin embargo, que los gluones nunca se observan como partículas libres, ya que están confinados dentro de los hadrones.

Los gravitones (si se descubren) serían otra partícula sin masa.

Por supuesto, hay que tener en cuenta que nada se puede medir con una precisión infinita. Debido a esto, nunca mediremos la masa en reposo de un fotón y encontraremos que es cero. A medida que nuestras mediciones mejoren y mejoren, se acercará a cero, pero nunca llegará allí.

Curiosamente, según este sitio web, los científicos pueden observar la Ley de Coulomb y otros resultados experimentales y colocar límites superiores sobre cómo se puede medir la masa en reposo del fotón. El mejor límite superior hasta la fecha es $1,07×10^−27$ unidades de masa atómica. El equivalente de esto es lo que viste en la barra lateral de Wikipedia.

Hay más información en este sitio web sobre partículas sin masa.

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