La Masa y La Energia En La Relatividad

Masa y energía en la relatividad especial
Los términos masa y energía se usan para varios conceptos distintos, lo cual puede llevar a confusión. En ciertos contextos, se usan indistintamente ya que, en relatividad, masa y energía son equivalentes. Sin embargo, aún en el uso relativista existen varias magnitudes diferentes que se interpretan como la "masa" de una partícula o cuerpo, en particularno deben confundirse:
* Masa invariante, también conocida como masa en reposo, que es una magnitud independiente del observador.
* Masa relativista aparente, o simplemente masa aparente, que es una magnitud dependiente del sistema de referencia que incrementa su valor con la velocidad.
* Masa inercial aparente, sería el cociente entre la fuerza aplicada a una partícula y el módulo dela aceleración observada.
[editar] Introducción
En los primeros tiempos de la relatividad, se introdujo el concepto masa relativista que venía a sustituir la noción clásica de masa. Eso se debía a que la relación entre módulo el momentum y la celeridad no era de proporcionalidad, sino una relación más compleja:

Así que con la intención de que la relación entre el momentum y la velocidad fueraanáloga a la mecánica clásica se decidió definir una magnitud llamada "masa relativista" dada por:

Donde es la masa medida por un observador en reposo respecto a la masa, de esa manera era posible escribir una relación formalmente idéntica a la de la mecánica clásica dada por . Para la magnitud se reservó el nombre masa invariante o masa en reposo.
De hecho, Einstein siempre se refirió a lamasa invariante cuando escribía la letra m en sus ecuaciones (lo que aquí por desambiguar se ha escrito como ), y nunca usó esa letra para describir ningún otro tipo de masa. Es decir, Einstein ignoró el concepto de masa relativista como se ha definido anteriormente, la confusión terminológica pudeo deberse a que Einstein afirmó en 1905 que la "masa aparente" de los cuerpos se incrementaba con suenergía (naturalmente eso sólo era cierto desde un punto de vista estrictamente newtoniano). Además, con el desarrollo de la notación mediante cuadrivectores de Minkowski y la relatividad general, se concluyó que la masa invariante era la cantidad más fundamental en la teoría de la relatividad. De hecho, las balanzas y básculas siempre operan en sistemas de referencia en reposo para los objetos quemiden, por lo que realmente estrictamente sólo es directamente medible la masa invariante o masa en reposo.
Actualmente, la comunidad científica, al menos en el contexto de la física de partículas, considera la masa invariante como la única "masa", mientras que el concepto de energía ha reemplazado al de masa relativista. Aunque nuevo uso puede prestarse a confusión con los diversos tipos deenergía "no-másica" como la luz o el calor. En términos generales, puede decirse que modernamente el concepto de masa relativista ha sido arrinconado, aunque en los textos de divulgación de la teoría se sigue usando la noción de una masa relativista que aumenta con la velocidad.
[editar] Problemas en la medición de la masa en reposo
Existen muchas partículas que en algún momento se pensaba que eranfundamentales (indivisibles) y que hoy en día sabemos que están compuestas por otras partículas más fundamentales. Un ejemplo de esto es el protón que está compuesto por tres quarks (dos quarks arriba y uno abajo) con masa que interactúan a través de los gluones que son partículas sin masa. Si sumáramos las masas de los quarks que componen al protón, no obtendríamos nunca la masa en reposo delprotón. Esto se debe a que al medir la masa en reposo del protón, no se está teniendo en cuenta que existen contribuciones de la masa relativista (i.e. energía) de las interacciones que se producen en la estructura interna del protón. Es en este sentido, que efectivamente sí se sigue utilizando indirectamente el concepto de masa relativista. Más generalmente sucede lo mismo con los núcleos...