Las partículas que se mueven más deprisa que la luz emiten radiación luminosa. ¿Cómo es posible , si no hay nada que se propague más deprisa que la luz?

La cuestión de si las partículas que se mueven más rápido que la luz pueden emitir radiación luminosa es muy interesante. Es importante saber primero que en la relatividad especial la velocidad máxima de propagación de la información es $c$, es decir, nada puede viajar más rápido que la luz. Esto se debe al factor de Lorentz $\gamma$ que hace que todas las velocidades sean siempre inferiores a $c$. Sin embargo, hay formas de acelerar una partícula sublumínica hasta velocidades relativistas sin utilizar la radiación luminosa.

En la relatividad especial, la velocidad máxima de propagación de la información es $c$, es decir, nada puede viajar más rápido que la luz.

Esto se debe al factor de Lorentz $\gamma$ que siempre hace que toda velocidad sea menor que $c$.

La razón por la que esto es posible es que en la relatividad especial, la velocidad máxima de propagación de la información es $c$, es decir, nada puede viajar más rápido que la luz. Esto se debe al factor de Lorentz $\gamma$, que hace que cualquier velocidad sea siempre inferior a $c$.

La razón de este comportamiento es que cualquier objeto con masa siempre tendrá un momento menor que su masa en reposo (porque pierde algo de energía en forma de energía cinética). En otras palabras: si un objeto tiene una masa entonces su velocidad no puede ser mayor que $0$.

SLas partículas que se mueven más rápido que la luz no emiten una radiación luminosa en el sentido normal, ya que no emiten fotones.

Simplemente excitan el medio circundante. No hay energía transportada por los fotones cuando una partícula se mueve más rápido que la luz a través del vacío.

Las partículas que se mueven más rápido que la luz no emiten radiación luminosa en el sentido normal, ya que no emiten fotones. Simplemente excitan el medio circundante. No hay energía transportada por los fotones cuando una partícula se mueve más rápido que la luz a través del vacío.

La radiación luminosa es causada por partículas cargadas que emiten y destruyen fotones virtuales, lo que se manifiesta como una atracción o repulsión entre las partículas.

En la teoría de la relatividad, este intercambio de fotones virtuales está permitido en ciertos marcos de referencia (marco L-lorentz), pero está prohibido en otros (marco R-lorentz). En los marcos R-lorentz las partículas no pueden irradiar luz, aunque en ellos podemos observar su propia aceleración/desaceleración.

Para entender esto, primero debemos comprender qué es un fotón virtual. Un fotón virtual es una partícula de luz que existe en el vacío del espacio. Suena bastante exagerado, pero en realidad es un concepto importante para la mecánica cuántica y la teoría de la relatividad.

Los fotones virtuales se crean cuando un electrón acelera hacia un protón para formar hidrógeno:

Si una partícula se mueve lo suficientemente lenta a través de la materia, su velocidad relativa a la materia nunca supera c y, por tanto, no emite radiación luminosa.

Pero hay formas de acelerar una partícula sublumínica hasta velocidades relativistas sin utilizar la radiación luminosa.

Es un error común pensar que todas las partículas deben ser aceleradas a velocidades relativistas utilizando la radiación luminosa. Esto no es así. Una partícula no puede ser acelerada a velocidades relativistas sin el uso de radiación luminosa porque a medida que se acerca a la velocidad de la luz su energía cinética aumenta exponencialmente como lo describe el factor de Lorentz:

E2 = p2c^2 – m0c^2

La radiación luminosa depende de tu marco de referencia y sólo se produce en determinados marcos.

Podemos concluir que la radiación de la luz depende de tu marco de referencia y sólo se produce en determinados marcos. La velocidad de la luz es una constante, por lo que no es posible superar este límite. Por lo tanto, nuestra mente nos engaña haciéndonos creer que hay partículas que se mueven más rápido que la luz cuando emiten radiación luminosa.

La conclusión es la siguiente: La radiación luminosa depende de tu marco de referencia y sólo se produce en determinados marcos. La velocidad de la luz es una constante, por lo que no es posible superar este límite. Por lo tanto, nuestra mente nos engaña haciéndonos creer que hay partículas que se mueven más rápido que la luz cuando emiten radiación luminosa.»

Conclusión

Así que, ahora que tenemos toda la información sobre la radiación luminosa y sus propiedades, vamos a resumir. La radiación luminosa es un fenómeno que sólo se produce en determinados marcos de referencia. En los marcos de referencia L-lorentz (en los que la luz viaja a la velocidad $c$), significa que las partículas que se mueven más rápido que la luz emitirán fotones u otras partículas mientras se mueven por el espacio. Estas partículas emitidas pueden ser observadas por alguien que las ve alejarse de sí mismo a velocidades superlumínicas. Por otro lado, si uno se encuentra en un marco R-lorentz (donde nada puede viajar más rápido que la luz), no hay manera de que observe la radiación luminosa procedente del marco de otra persona donde los objetos sí se mueven más rápido que c – ¡incluso si su velocidad es mayor que su propio límite de velocidad!

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