concepto

fantasma

Una partícula hipotética con energía negativa que causa inestabilidad en una teoría.
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Descripción

En física teórica, un fantasma es una partícula o campo hipotético cuya energía cinética es negativa. Esto significa que, a diferencia de las partículas ordinarias, un fantasma tiene menor energía cuando se mueve que cuando está en reposo. La presencia de un fantasma en una teoría conduce a inestabilidades graves: el vacío puede decaer espontáneamente en una cascada de partículas de energía positiva y fantasmas de energía negativa, lo que hace que la teoría se desmorone. Por ello, los fantasmas se consideran generalmente un defecto fatal en cualquier modelo físico que los contenga.

Historia

El concepto de fantasmas en física se conoce desde mediados del siglo XX, apareciendo en el contexto de la electrodinámica cuántica y más tarde en los intentos de cuantizar la gravedad. El término 'fantasma' fue popularizado por Richard Feynman. El problema específico de los fantasmas en teorías modificadas de la gravedad ha sido un foco importante en las últimas décadas.

Cómo funciona

En una teoría cuántica de campos, la energía de un campo está relacionada con su frecuencia. Para un campo normal, la energía es positiva. Para un campo fantasma, la energía es negativa. Esto permite procesos en los que un fantasma y una partícula normal se crean de la nada, conservando la energía total. La tasa de tales procesos es tan alta que la teoría pierde sentido. En algunas teorías modificadas de la gravedad, los fantasmas pueden aparecer como grados de libertad adicionales, y los físicos deben encontrar formas de exorcizarlos, por ejemplo añadiendo términos de orden superior específicos a las ecuaciones de movimiento.

En la práctica

Los fantasmas no se observan en la naturaleza; son una construcción teórica. La principal 'aplicación' es como herramienta de diagnóstico: si una teoría física propuesta contiene un fantasma, es probable que sea errónea, lo que ahorra a los investigadores la persecución de callejones sin salida.

Dato curioso

En algunas teorías, la presencia de un fantasma puede 'curarse' haciéndolo infinitamente pesado, eliminándolo efectivamente de la teoría, un proceso conocido como mecanismo de 'condensado de fantasmas'.

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