Conservación de la Energía (en la creación y aniquilación de pares):
La creación de pares es el proceso por el cual una partícula (masiva o no), de energía suficiente y bajo ciertas condiciones, crea dos o más partículas diferentes. Este fenómeno es típico en los aceleradores de partículas, en las reacciones nucleares y en la radiación cósmica.
La cantidad de movimiento de un fotón es distinta de cero cualquiera sea el sistema de referencia que se elija, mientras que para dos partículas masivas, en el particular sistema de su centro de masa, resulta nula (es interesante recordar esto, pues todo movimiento es relativo al “sistema de referencia” (un sistema de referencia o marco de referencia es un conjunto de convenciones usadas por un observador para poder medir la posición y otras magnitudes físicas de un objeto o sistema físico en el tiempo y el espacio), que se tome).
Es más la aceleración, la posición, la dirección, el tiempo y el movimiento de toda partícula (exceptuando al fotón), son todas magnitudes relativas al sistema de referencia (inercial o no), que se tome (según la relatividad si un objeto se mueve a la velocidad de la luz todos los observadores miden precisamente que la velocidad de ese objeto es (C) en todos los sistemas de referencia, con independencia de la velocidad relativa de unos sistemas respecto a otros). En lo referente al movimiento del fotón es absoluto (siempre viaja a una velocidad aproximada de 3x10^8 m/s, en el medio vacío).
Este fenómeno, que es tratado en la Teoría Cuántica de Campos (QFT), ha tenido diferentes interpretaciones (Fock, Feynman, Stueckelberg), particularmente en el tratamiento cuántico. En todas ellas se cumplen las relaciones relativistas antes y después del proceso, pero no necesariamente durante el mismo, lo cual puede ser considerado una limitación del modelo teórico utilizado (QFT).
Analicemos algunas dificultades del modelo teórico desde el punto de vista relativista.
· Coralario de la separación problemática (partícula–antipartícula):
Por el Principio de conservación de la carga, que postula la conservación de la carga total del universo, las dos partículas deben crearse simultáneamente y ello sólo es posible si los eventos ocurren en el mismo punto. Si la aniquilación del fotón y la creación del par ocurren en un mismo punto, la energía necesaria para separarlas se hace infinita por la atracción eléctrica entre electrón y positrón, y no se cumple la conservación de la energía.
En el tratamiento cuántico Feynman, utilizó el “Principio de Incerteza” (no se conserva la energía durante el tiempo del proceso de creación ni está definida la posición de cada partícula [La Incertidumbre en la Energía multiplicada la Incertidumbre en el Tiempo >= (Constante Reducida de Planck/2)]), y la postulación de fotones "virtuales" con velocidades mayores que la de la luz, para no violar el “Principio de Causalidad”, con lo cual el modelo se ajustó muy bien a los resultados experimentales. No obstante y dadas las transgresiones relativistas, considero que no sabemos mucho sobre el proceso real.
