Espín o momento Angular

 ¡Dios mío, excelente, excelente, excelente,…!  Eso es física,… decir lo que hay, y se entiende; y decir lo que hay, pero que las explicaciones no nos convencen, o no están explicadas. Y como el ser humano es testarudamente científico, le encontrara explicaciones a todo lo que no le gusta como esta explicado. Pensar lo contrario, es desconocer la naturaleza humana y la equilibrada naturaleza que lo rodea. Sino la historia de la madre de la ciencias, la físicas, se acabó; y con ella la ciencia y la filosofía.
Casualmente te tenia un escrito para otro articulo que me encanto, algo que ahora descubro que se relaciona mas con este escrito, pura telepatía. De paso, es que estas disparando en ráfaga y las personas no les da tiempo digerir tu fecundidad literaria. Ya lo encontré, era este:
http://www.emiliosilveravazquez.com/blog/2012/06/10/los-misterios-de-la-mecanica-cuantica-%c2%bflos-desvelaremos-alguna-vez-2/
No hablo de mí,… sino que hay que ponerse en el pellejo ajeno. En el de un padre, que use tu blog, para disfrutarlo con sus hijos.
Y en el te explicaba la masa, la fuerza de masa o la masa inercial [todavía no se como llamarle, recuerda, no hay antecedentes y por tanto tampoco jerga. Lo que me complica la explicación, se hace difícil entender lo que yo si veo; pero las ideas generales, si creo que son entendibles por alguien con ideas físicas]; a través del momento angular de la topología de confinación, en su relación con mis ideas.
Después, me arrepentí, por los pillos, ya que casi te revelaba la topología de confinación de los fotones electromagnéticos; aunque registre a tu nombre el comentario. Es que quiero ganar tiempo anotando todo mis rutas, mis errores, autocontemplar mi propio proceso cognitivo. Además, de no apurarme para ver si puedo formularlo todo desde un forma que se entiesa, desde conocimientos mas básicos. Ya te hable de eso. Se que al final eso no es posible del todo, pero quiero crear bases semiclasicas, para que en el futuro la física súperabstracta que esta implícita en el modelo, que es su misma esencia natural; no la haga física exclusiva de unos pocos iluminados. Al menos que se logre ese nivel de entendimiento de lo que se entiende y no se entiende; al menos así de sencillo, como lo que acabas de exponer.
Lo de las rotaciones angulares, de los momentos intrínsicos (la palabra intrínsico sobra en mi modelo, el no lo ve desde afuera, como la quántica, que complicado hacerme entender, sin revelar) de los fermiones (720 grados) y los bosones (360 grados); tiene una fácil explicación; desde la topología de circulación de lo que decidí llamar fotones electromagnéticos. Les digo fotones electromagnéticos, porque sencillamente eso es lo que emite y absorbed una energíamasa. Claro, después allí adentro, confinados, lo que uno conoce o describe son casi las propiedades trasformadas que tenían esos fotones electromagnéticos libres; las propiedades que mencionas de los fermiones y bosones. La 7ma física nos dirá que son en realidad. Pero si me meto para lo hondo, me enredo y no ventilo el derrotero; el único objetivo que en realidad ambiciono, lo demás sale de carambola, no de ningún interés protagónico, o ego personal. Te explico (para ser honesto), una ves que determine la topología de confinación fermionica (solo del electrón y positrón), como no tengo tiempo para detenerme, solo mire como deberá ser el de las partículas masivas neutras y no la he definido. Lo mismo pasa con los quarks, o los bosones masivos, los deje pending, porque creo entender que pasa con ellos. Eso no será trabajoso para ningún iluminado, si ya antes te pusieron un ejemplo parecido. Es más importante, para la confusa etapa actual, para la física moderna, que se tracen aunque sea de forma tosca, los nuevos postulados que regirán el 6to paradigma. Un iluminado, le sacaría toda la lasca a un tema; pero la contradicción, lo paradójico es que para imaginar que hay dentro de una energíamasa, al parecer se necesitan mentes no iluminadas como la mía. Por más que busco, solo encuentro modelos de propiedades aisladas, que las partículas en la naturaleza las portan juntas. Esa es la física moderna, no hay ningún intento tan ambicioso, que trate de meter todo lo que portan y que se ajuste a su lógica desde lo natural.

¿Qué tiene la masa adentro en mi modelo?  Tengo buenas explicaciones y no necesariamente usando el omnipresente y a la vez fantasmagórico campo de Higgs.
 
Te lo resumo enredadito, para confundir a los iluminados,… para que no me creas demagogo. Aunque ellos sin mi tosca topología de confinación, poco pueden hacer. La masa es el momento angulas mecánico (parecido al memento de inercia), que queda, de la topología de circulación de los fotones electromagnéticos, después de su interferencia destructiva. Por eso sentimos una fuerza de masa, una resistencia antes que logremos sacar una masa de su estado de reposo o de su MRU. Es parecido a la misma fuerza que sentimos cuando hacemos rotar una rueda de bicicleta, tomada en nuestras manos por el eje y después queremos voltearla. Ese es el mismo efecto, que nos da la sensación de masa. [En mi modelo, al solo existir energías campos y energíascampos confinadas (energíasmasas); no puede existir esa sensación de masa tangible, que se adquiere de las cinco físicas actuales, al poder modelarse, por razones conocidas, la masa concentrada en un punto y después al aparecer la física del micromundo, la  renormalizacion que nos salvo de la parálisis. Pero como otra vez estamos en los limites, ya la física experimental le esta empezando a quedar grande a la renormalizacion salvadora; pero transitoria como todos sabían desde entonces, por su falta de lógica física, Que aunque no tenga relación con ninguna realidad natural, si ha sido un buen paliativo emergente desde la física-matemática.] Esa es la única explicación posible, a que una hoja de papel en el vacío gravitatorio y una tonelada de plomo; caigan con igual aceleración; tengan la misma “g”. Lo mismo que todas las partículas tienen la misma carga independiente de su masa, también tienen la misma “g” [en el único vacío posible]  independiente de su masa. Pero macroscópicamente, a mas masa, mas inercia. Por eso se dice que la masa, es como la medida de la inercia de un cuerpo. Gravitatoriamente, un cuerpo tiene que sentir la presencia de otro, para quitarnos de arriba, la útil acción a distancia que se invento Newton, la corrección que se tuvo que saltar para avanzar; y darle sentido de campo [como la electrodinámica]; como la relatividad de Einstein. Un cuerpo va sentir la presencia de otro en la distancia,  solo si las energíasmasas elementales (partículas) pueden cumplir con dos posibles topologías de confinación, o dos condiciones de circulación de sus energíascampos confinadas. Cualquier otra condición topológica, aun exigiéndole campos a las energíasmasas, cada una siente el campo de la otra, pero no sienten que la otra existe. Es como si yo te mando un fotón desde la luna y tú me mandas otro desde la tierra, pero no retornas lo mandado. Por lo que desaparece de la naturaleza, el movimiento de un cuerpo macroscopio o microscópico alrededor del otro. Y eso no es lo que se observa en la realidad de este mundo. No sigo por lo que te explique, de lo pillos y porque todavía no se explicarlo, y casi ni explicármelo, pero por ahí va el modelo.
 
 
 
 
 
 
 
 

De todo esto existen múltiples estudios y pruebas que nos han llevado a saber un poco más.
 
“Tras los resultados mostrados en la conferencia de Moriond, el CERN emitió un comunicado de prensa confirmando que lo que se había observado en el acelerador LHC era : nueva partícula, un bosón y en particular un bosón de tipo bosón de Higgs. En realidad esta era la hipótesis de los estudios que se presentaron durante la conferencia de Moriond. Los esfuerzos se centraron en medir las propiedades de la nueva partícula y en particular los resultados hablaban del espín o spin (inglés) del bosón de Higgs, ver por ejemplo la entrada “el espín del bosón de Higgs“. Para antes de intentar explicar porqué esto es tan importante, veremos en esta entrada qué es el espín de una partícula.
Estamos acostumbrados a describir las cosas usando comparaciones, es la forma más visual de explicar un concepto. Cuando se descubrió que el átomo estaba formado por un núcleo y  electrones, el modelo que se utilizó fue un modelo a imagen del sistema solar: un núcleo masivo en el centro rodeado de electrones, orbitando al igual que los planetas alrededor del sol. Con el descubrimiento del espín ocurrió algo parecido.
El nombre de espín viene de rotación en inglés (“spin”). Como un planeta, las partículas podrían rotar sobre si mismas, creando un campo magnético.  Siempre que tenemos una partícula cargada en movimiento se crea un campo magnético. Las partículas cargadas se comportarían como pequeños imanes con un momento magnético, el espín. En los libros se puede ver cuando se habla de espín el dibujo de una peonza. Pero aunque esta es la forma en que utilizando la mecánica clásica podemos intentar comprender el espín, esta idea es errónea. Veamos porque y para ello lo mejor es hablar de como se descubrió.
El descubrimiento del espín se remonta al 1921 y al experimento que realizaron los físicos, Otto Stern y Walther Gerlach. Tomaron un haz de átomos neutros (plata) y los hicieron pasar a través de un campo magnético no uniforme. Este campo magnético desvió los átomos de plata, al igual que habría desviado pequeños dipolos magnéticos (imanes). Después de pasar por el campo magnético los átomos de plata se hacían chocar contra una película fotográfica dejando pequeños puntitos visibles en la placa. Por esto se utilizaron los  átomos de plata, se comportan como el hidrógeno en un campo magnético pero son más fáciles de detectar en una placa fotográfica. El resultado obtenido fue inesperado y sorprendente.
El haz de átomos de plata utilizados no tenía ninguna orientación especial, bajo estas circunstancias el resultado que se esperaba según la mecánica clásica era como el de la figura de arriba (‘classical expectation‘). El campo magnético desviaría a unos átomos más que a otros dependiendo de su orientación con respecto al campo magnético. Sin embargo lo que se obtuvo fue la forma de la izquierda. Solo se observó un contorno de puntos en la placa, en el centro no había nada. La única explicación a este hecho era que el momento magnético, el espín, solo podía tener dos orientaciones en el espacio. Esto no se podía explicar si pensamos en el átomo como una peonza. Para el caso del experimento de Stern y Gerlach, la figura es solo cierta si el momento orbital del electrón era cero ( electrón en el estado fundamental, l=0 ).
Con un experimento relativamente simple, se llegó rápidamente a una conclusión errónea para el espín. La analogía de la peonza nos ayuda a comprender el concepto de espín, pero también nos engaña ya que muy rápidamente llegamos a conclusiones que no son ciertas sobretodo en el momento en que topamos con la física cuántica. La mayoría de las propiedades del espín no se pueden explicar si pensamos en el electrón (partícula) dando vueltas sobre si mismo. En realidad el espín es algo nada intuitivo y realmente su definición en física es la de ‘un grado de libertad‘, un momento angular intrínseco sin una correspondencia en la mecánica clásica.  Esta propiedad de las partículas es muy importante en física de partículas como ya hemos comentado en otras entradas (ver por ejemplo “Einstenion de Higgs“). En la siguiente entrada hablaremos con más detalle de su relación con la física cuántica, simetría y la clasificación de las partículas.
Si es curioso, pero no parece tan importante”. En realidad el espín de las partículas no solo hace lo anterior sino que define la estadística (en sentido cuántico) a la que pertenecen las partículas y esto sí que es algo muy relevante. Aunque lo hemos comentado en alguna otra entrada lo describiremos aquí también. Las partículas se dividen en partículas con espín semi-entero (fermiones) y espín entero (bosones).
Son fermiones todos los quarks y los leptones. Se llaman fermiones (por el físico italiano Enrico Fermi) obedecen el principio de exclusión de Pauli, que dice que no podemos tener dos fermiones idénticos con los mismos números cuánticos, en el mismo lugar con la misma velocidad. El principio de exclusión impide que las partículas estén todas en el mismo estado cuántico.  Esta es la razón por la que los electrones ocupan distintos niveles de energía en los átomos y no colapsan todos al nivel fundamental de mínima energía. Este mecanismo es el que impide que una estrella de neutrones colapse completamente (los neutrones tienen spin semi-entero) o el que crea una supernova. La fuerza gravitatoria vence la resistencia (lo que se conoce como presión de degeneración electrónica) provocando una reacción que termina con la explosión de la estrella.
Los bosones son las partículas que obedecen la estadística de Bose-Einstein y que no tienen la restricción de los fermiones. Podemos tener diferentes partículas en el mismo estado cuántico. Los bosones son los portadores de las fuerzas (causantes de las interacciones entre partículas) mientras que los fermiones son los constituyentes de la materia. La capacidad tener muchas partículas en el mismo estado se utiliza para el láser (fotones) o el el helio superfluido (helio-4 tiene espín cero).!
Tendremos que seguir insistiendo en saber cómo son los componentes de la materia y las distintas partículas subatómicas que ejercen alguna función en los procesos que se producen cuando están de por medio las interacciones fundamentales de las fuerzas que rigen del universo y que hacen que esos comportamientos, sean, los que podemos observar.
¿El Spín de las partículas? Una propiedad más como la masa por ejemplo.