Partículas mediadoras de força

29 de novembro, 2014 às 10:20 | Postado em

Bom, há 4 forças na natureza e 4 partículas mensageiras relacionadas a cada força.

Pensando no electromagnetismo, que a partícula mensageira é o fóton, se eu coloco 2 partículas carregadass ou 2 imãs (que são de natureza eletromagnética), eles acabam fazendo uma força um no outro. O que eu entendi, é que o fóton vai de um corpo para o outro e “avisa” a presença dele para o outro corpo gerando a força (de atração ou repulsão). A pergunta é: como que o corpo sabe que tem que enviar o fóton para avisar o outro? E se eles enviam fótons constantemente, da onde vem a energia desses fótons? E outra, não teria como interceptar um fóton mensageiro e anular essa força? Isso é muito estranho pra mim.

A ideia de troca de fótons (ou partículas mediadoras) é consequência do uso de uma teoria quântica de campos para descrever no nível quântico (e respeitando a relatividade especial) os conceitos clássico de campo eletromagnético. O procedimento para descrever o comportamento do campos clássicos  de maneira consistente com a mecânica quântica e relatividade especial é denominado Segunda Quantização. No conceito clássico, uma carga fonte cria um campo no seu entorno e este preenche o espaço (pode ter dependência espacial e temporal, no caso dos campos não estáticos). A partícula de prova então interage com este campo, mudando seu momento linear. Este é basicamente o conceito de força newtoniano, pois taxa de variação temporal do momento linear de uma partícula é força liquida exercida sobre ela. Na teoria quântica de campos a mudança de momento das partículas se dá, então, pela troca (absorção ou emissão) dos bósons mediadores daquela interação (conceito de força newtoniano não é utilizado aqui). A energia associada a eles vem da energia do campo a eles associado. Especificamente, no tratamento perturbativo da eletrodinâmica quântica (QED), e similarmente nas outras teorias de interação fundamental, as partículas de troca são chamadas de partículas virtuais devido ao fato de não obedecerem as relações de energia-momento relativísticas e podem existir durante o tempo permitido pelo principio de incerteza de Heisenberg. 

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