¿Cuál es la velocidad de un electrón?


Mejor respuesta

Los electrones en los cables viajan muy lentamente. El artículo sobre Velocidad de deriva – Wikipedia lo explica bastante bien y funciona como un ejemplo. Los electrones en su cable de alimentación típico viajan a 23 micrones por segundo o aproximadamente eso. Con una corriente de CA de 60 Hz, los electrones simplemente se mueven hacia adelante y hacia atrás, viajando un agotador 0,2 micrones en cada sentido antes de dar la vuelta.

Los electrones en los tubos de vacío y los aceleradores de partículas viajan mucho más rápidamente. Aquí hay un artículo al respecto La velocidad de los electrones Incluso con un voltaje de aceleración de aproximadamente 100 voltios, los electrones en el vacío alcanzan hasta el 1\% de la velocidad de la luz más o menos, y los aceleradores de partículas pueden acercarlos a la velocidad de la luz.

Respuesta

Respuesta corta: porque el universo tiene que preservar la causalidad.

Para comprender por qué no se puede romper la velocidad de la luz, primero debemos comprender el verdadero significado físico del concepto «velocidad de la luz». De hecho, es engañoso llamarlo «velocidad de la luz», porque la velocidad máxima en el universo en realidad no tiene nada que ver con la luz. Dio la casualidad de que la luz fue lo primero que los humanos descubrimos que viajaba a esta velocidad cósmica máxima. Ahora sabemos que la gravedad y la fuerza nuclear fuerte también se propagan a la misma velocidad. Un mejor nombre para la velocidad que observamos como la velocidad de la luz sería «velocidad de causalidad». Esta es la velocidad máxima a la que se puede generar un efecto a partir de su causa. Todos los eventos del universo están gobernados por las fuerzas fundamentales de la naturaleza. Los fotones, gravitones y gluones, que son los respectivos portadores de fuerza sin masa de luz, gravedad y fuerza nuclear fuerte, viajan todos a la velocidad de la causalidad. La fuerza nuclear débil, que tiene dos portadores de fuerza masiva, los bosones W y Z, en realidad se propaga por debajo de la velocidad de la luz.

En este punto, las cosas deberían haber quedado bastante claras: nada conectado causalmente puede viajar o suceder más rápido que las fuerzas fundamentales de la naturaleza mismas, porque todo lo demás es el resultado de esas fuerzas. Un efecto solo puede ocurrir después de su causa. En nuestro universo, la velocidad máxima a la que puede desarrollarse la causalidad toma el valor que observamos como la velocidad de la luz. En otros universos, la velocidad de la causalidad puede ser mucho más rápida o mucho más lenta. Esos universos se comportarían de manera diferente al nuestro. ¿Por qué la velocidad de la causalidad tiene que tener un límite superior, por qué no puede ser simplemente infinita, te preguntarás? Tener una velocidad infinita de causalidad implica que un efecto sucederá simultáneamente con su causa, lo que hará que el concepto mismo de causalidad El universo deja de tener sentido a una velocidad infinita de la luz.

Por otro lado, algunos eventos no gobernados por la causalidad, como la velocidad a la que se expande el universo mismo, así como el túnel cuántico , puede de hecho exceder la velocidad de la luz. La propia expansión del espacio en sí no implica ninguna interacción entre las fuerzas fundamentales de la naturaleza. Por lo tanto, la velocidad de expansión del universo no está limitada por la velocidad de la causalidad y, de hecho, puede crecer sin un límite. Esto es precisamente lo que hemos observado: las galaxias más lejanas en el borde de nuestro universo observable parecen estar alejándose de nosotros a velocidades mayores que la velocidad de la luz. Esta aparente violación del límite de velocidad de la luz es causada por un espacio en expansión más rápido que la luz que lleva a las galaxias, no a las galaxias mismas que se mueven superluminalmente. Como resultado, esas galaxias se han desconectado causalmente de nosotros.

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