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Constante física fundamental

Enero 12, 2022

Una constante física fundamental es una constante física adimensional y que por tanto toma el mismo valor en cualquier sistema de unidades. Eso hace de estas constantes físicas las únicas constantes estrictamente universales (aunque a veces se aplica el término constante fundamental a constantes físicas que no son estrictamente universales y dependen del tipo de sistema de unidades elegidas).

Diferencia entre las constantes físicas y las constantes matemáticas

Aunque tanto las constantes matemáticas como las constantes físicas fundamentales son adimensionales y por tanto independientes del sistema de unidades, las segundas se diferencian de las primeras en que sólo pueden ser determinadas mediante experimento y no pueden ser expresadas en términos de constantes matemáticas.

El problema del número de constantes físicas fundamentales

El número de constantes físicas fundamentales independientes refleja los avances científicos, así ciertos avances de la física teórica han demostrado que ciertas constantes fundamentales son realmente combinaciones de otras constantes físicas y por tanto estos avances han reducido el número de constantes físicas. Por otra parte la lista de constantes fundamentales crece cuando un nuevo experimento encuentra una relación nueva entre fenómenos físicos. El número de constantes físicas fundamentales independientes es una cuestión abierta.

Los físicos se esfuerzan en establecer teorías más elegantes que puedan reducir los fenómenos observados a fenómenos previamente conocidos, en ocasiones esos trabajos teóricos muestran que es posible reducir el número de principios y constantes fundamentales necesarias para explicar los fenómenos. El número de constantes físicas depende del sistema de unidades, por esa razón los físicos teóricos suelen emplear el sistema de unidades natural (o sistema de unidades de Planck) donde el número de constantes físicas es mínimo, ya que las únicas constantes físicas que aparecen en unidades naturales son precisamente las constantes físicas fundamentales. Además en los sistemas de unidades naturales todas las magnitudes físicas resultan ser adimensionales.

En el estado actual de conocimiento, después del descubrimiento de que los neutrinos están dotados de masa y dejando de lado el ángulo θ, John Baez (2002) deja claro que el modelo estándar requiere 25 constantes fundamentales para explicar los fenómenos físicos, concretamente:

  • La constante de estructura fina.
  • La constante de acoplamiento fuerte.
  • El cociente entre la masa de varias partículas fundamentales y la masa de Planck: seis cocientes para las masas de los seis tipos de quark (u, d, c, s, t, b), seis cocientes para las masas de los leptones (e, μ, τ, νe, νμ, ντ), un cociente para el bosón de Higgs, y dos cocientes más para los bosones másicos de la teoría electrodébil (W, Z).
  • Los cuatro parámetros de la matriz de Cabibbo-Kobayashi-Maskawa, que describe como los quarks pueden "oscilar" entre las diferentes variedades.
  • Otros cuatro parámetros de la matriz de Maki-Nakagawa-Sakata, que describe lo mismo para los neutrinos.

Ejemplos de constantes físicas fundamentales

  • La constante de estructura fina interviene en la determinación de la magnitud de la interacción electromagnética entre fermiones y fotones. En términos sencillos, la constante de estructura fina da cuenta de lo intensa que es la interacción electromagnética comparada con otras. Actualmente ninguna teoría de aceptación general explica por qué toma el valor que toma. Su valor experimental es:
 

Donde   es la carga del electrón,   es la constante de Planck reducida,   es la velocidad de la luz en el vacío, y   es la permitividad dieléctrica del vacío.


Enlaces externos

Generales
  • Constantes físicas fundamentales en NIST
  • John Baez, 2002, "How Many Fundamental Constants Are There?".
  • Simon Plouffe. "A search for a mathematical expression for mass ratios using a large database. el 19 de febrero de 2007 en Wayback Machine."
  • Values of fundamental constants. CODATA, 2002.
Variabilidad de las constantes físicas fundamentales
  • "". Institute of astronomy, University of Cambridge.
  • Webb, John K., "". The University of New South Wales, Australia.
Artículos
  • Bahcall, J.N., C L Steinhardt, and D Schlegel, 2004 "Does the fine-structure constant vary with cosmological epoch?" Astrophys. J. 600: 520.
  • Martins, J.A.P. et al., 2004, "WMAP constraints on varying α and the promise of reionization," Phys.Lett. B585: 29-34.
  • Marion, H., et al. 2003, "A search for variations of fundamental constants using atomic fountain clocks," Phys.Rev.Lett. 90: 150801.
  • Olive, K.A., et al., 2002, "Constraints on the variations of the fundamental couplings," Phys.Rev. D66: 045022.
  • Uzan, J-P, 2003, "The fundamental constants and their variation: observational status and theoretical motivations," Rev.Mod.Phys. 75: 403.
  • Webb, J.K. et al., 2001, "Further evidence for cosmological evolution of the fine-structure constant," Phys. Rev. Lett. 87: 091301.
  • " Charles William Johnson
  •   Datos: Q2994934

Enero 12, 2022
constante, física, fundamental, constante, física, fundamental, constante, física, adimensional, tanto, toma, mismo, valor, cualquier, sistema, unidades, hace, estas, constantes, físicas, únicas, constantes, estrictamente, universales, aunque, veces, aplica, t. Una constante fisica fundamental es una constante fisica adimensional y que por tanto toma el mismo valor en cualquier sistema de unidades Eso hace de estas constantes fisicas las unicas constantes estrictamente universales aunque a veces se aplica el termino constante fundamental a constantes fisicas que no son estrictamente universales y dependen del tipo de sistema de unidades elegidas Indice 1 Diferencia entre las constantes fisicas y las constantes matematicas 2 El problema del numero de constantes fisicas fundamentales 3 Ejemplos de constantes fisicas fundamentales 4 Enlaces externosDiferencia entre las constantes fisicas y las constantes matematicas EditarAunque tanto las constantes matematicas como las constantes fisicas fundamentales son adimensionales y por tanto independientes del sistema de unidades las segundas se diferencian de las primeras en que solo pueden ser determinadas mediante experimento y no pueden ser expresadas en terminos de constantes matematicas El problema del numero de constantes fisicas fundamentales EditarEl numero de constantes fisicas fundamentales independientes refleja los avances cientificos asi ciertos avances de la fisica teorica han demostrado que ciertas constantes fundamentales son realmente combinaciones de otras constantes fisicas y por tanto estos avances han reducido el numero de constantes fisicas Por otra parte la lista de constantes fundamentales crece cuando un nuevo experimento encuentra una relacion nueva entre fenomenos fisicos El numero de constantes fisicas fundamentales independientes es una cuestion abierta Los fisicos se esfuerzan en establecer teorias mas elegantes que puedan reducir los fenomenos observados a fenomenos previamente conocidos en ocasiones esos trabajos teoricos muestran que es posible reducir el numero de principios y constantes fundamentales necesarias para explicar los fenomenos El numero de constantes fisicas depende del sistema de unidades por esa razon los fisicos teoricos suelen emplear el sistema de unidades natural o sistema de unidades de Planck donde el numero de constantes fisicas es minimo ya que las unicas constantes fisicas que aparecen en unidades naturales son precisamente las constantes fisicas fundamentales Ademas en los sistemas de unidades naturales todas las magnitudes fisicas resultan ser adimensionales En el estado actual de conocimiento despues del descubrimiento de que los neutrinos estan dotados de masa y dejando de lado el angulo 8 John Baez 2002 deja claro que el modelo estandar requiere 25 constantes fundamentales para explicar los fenomenos fisicos concretamente La constante de estructura fina La constante de acoplamiento fuerte El cociente entre la masa de varias particulas fundamentales y la masa de Planck seis cocientes para las masas de los seis tipos de quark u d c s t b seis cocientes para las masas de los leptones e m t ne nm nt un cociente para el boson de Higgs y dos cocientes mas para los bosones masicos de la teoria electrodebil W Z Los cuatro parametros de la matriz de Cabibbo Kobayashi Maskawa que describe como los quarks pueden oscilar entre las diferentes variedades Otros cuatro parametros de la matriz de Maki Nakagawa Sakata que describe lo mismo para los neutrinos Ejemplos de constantes fisicas fundamentales EditarLa constante de estructura fina interviene en la determinacion de la magnitud de la interaccion electromagnetica entre fermiones y fotones En terminos sencillos la constante de estructura fina da cuenta de lo intensa que es la interaccion electromagnetica comparada con otras Actualmente ninguna teoria de aceptacion general explica por que toma el valor que toma Su valor experimental es a e 2 ℏ c 4 p ϵ 0 1 137 03599911 displaystyle alpha frac e 2 hbar c 4 pi epsilon 0 frac 1 137 03599911 Donde e displaystyle e es la carga del electron ℏ displaystyle hbar es la constante de Planck reducida c displaystyle c es la velocidad de la luz en el vacio y ϵ 0 displaystyle epsilon 0 es la permitividad dielectrica del vacio Enlaces externos EditarGeneralesConstantes fisicas fundamentales en NIST John Baez 2002 How Many Fundamental Constants Are There Simon Plouffe A search for a mathematical expression for mass ratios using a large database Archivado el 19 de febrero de 2007 en Wayback Machine Values of fundamental constants CODATA 2002 Variabilidad de las constantes fisicas fundamentales Michael Murphy s Research Institute of astronomy University of Cambridge Webb John K Do the laws of Nature change with time The University of New South Wales Australia ArticulosBahcall J N C L Steinhardt and D Schlegel 2004 Does the fine structure constant vary with cosmological epoch Astrophys J 600 520 Martins J A P et al 2004 WMAP constraints on varying a and the promise of reionization Phys Lett B585 29 34 Marion H et al 2003 A search for variations of fundamental constants using atomic fountain clocks Phys Rev Lett 90 150801 Olive K A et al 2002 Constraints on the variations of the fundamental couplings Phys Rev D66 045022 Uzan J P 2003 The fundamental constants and their variation observational status and theoretical motivations Rev Mod Phys 75 403 Webb J K et al 2001 Further evidence for cosmological evolution of the fine structure constant Phys Rev Lett 87 091301 Scientific American Magazine June 2005 Issue Inconstant Constants Do the inner workings of nature change with time The Planck Constants Based on the Fundamental Physical Constants Charles William Johnson Datos Q2994934 Obtenido de https es wikipedia org w index php title Constante fisica fundamental amp oldid 134041973, wikipedia, wiki, leyendo, leer, libro, biblioteca,

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