013 - ELECTRÓNICA

013 – ELECTRONICA – ELECTRÓN – PARTÍCULAS VIRTUALES ---

Los físicos creen que el espacio vacío podría estar creando de manera continua pares de partículas virtuales - tales como un positrón y un electrón - que se aniquilan rápidamente la una con la otra. ​

La combinación de la variación de energía necesaria para crear estas partículas y el tiempo durante el cual existen caen dentro del límite de detectabilidad que expresa el principio de incertidumbre de Heisenberg, ΔE · Δt ≥ ħ: la energía que se necesita para crear estas partículas virtuales (ΔE) se puede «sacar» del vacío durante un periodo de tiempo (Δt) de tal manera que su producto no sea más elevado que la constante de Planck reducida (ħ ≈ 6,6 × 10-16 eV·s). De ello se extrae, pues, que por un electrón virtual Δt es como máximo 1,3 × 10-21 s. ​

Mientras existe un par virtual electrón-positrón, la fuerza de Coulomb del campo eléctrico del entorno que rodea al electrón hace que el positrón creado sea atraído al electrón original, mientras que un electrón creado experimenta una repulsión.

Esto causa lo que se conoce como polarización del vacío. El vacío se comporta, pues, como un medio que tiene una permitividad dieléctrica mayor que la unidad.

En consecuencia, la carga efectiva del electrón es realmente menor que su valor real, y la carga decrece cuando aumenta la distancia respecto del electrón. ​

Esta polarización fue confirmada de manera experimental en 1997 mediante el acelerador de partículas japonés TRISTAN. ​ Las partículas virtuales causan un efecto pantalla similar para la masa del electrón. ​

La interacción con partículas virtuales también explica la pequeña desviación (de aproximadamente el 0,1 %) del momento magnético intrínseco del electrón respecto al magnetón de Bohr (el momento dipolar magnético anómalo). ​

La coincidencia extraordinariamente precisa entre esta diferencia predicha y el valor determinado experimentalmente se considera uno de los grandes éxitos de la electrodinámica cuántica. ​

En física clásica, el momento angular y el momento magnético de un objeto dependen de sus dimensiones físicas. Es por ello que el concepto de un electrón sin dimensiones que tenga estas propiedades puede parecer inconsistente.

Esta aparente paradoja se puede explicar por la formación de fotones virtuales en el campo eléctrico general para el electrón: estos fotones hacen que el electrón haga un movimiento de vibración ultrarrápido (lo que se conoce como «zitterbewegung»),​ que tiene como resultado un movimiento circular limpio con precesión.

Este movimiento es el que produce el espín y el momento magnético del electrón. ​

En los átomos, esta creación de fotones virtuales explica el desplazamiento de Lamb que se observa en las líneas espectrales.  Revista Energía - jaimeariansen@outlook.com