Relaciones entre masa y energia en las reacciones nucleares


Relaciones entre masa y energia en las reacciones nucleares

La equivalencia entre la masa y la energía dada por la expresión de la teoría de la relatividad de Einstein:

Dicha expresión estuvo sujeta a ciertas interpretaciones, algunas de ellas erróneas, aunque actualmente las consecuencias para la teoría de partículas de dicha ecuación están totalmente claras, y la expresión está biendemostrada desde un punto de vista experimental.
La expresión implica que la presencia de una cierta cantidad de masa conlleva una cierta cantidad de energía aunque la primera se encuentre en reposo. En mecánica relativista la energía en reposo de un cuerpo es el producto de su masa por su factor de conversión (velocidad de la luz al cuadrado), o que cierta cantidad de energía de un objeto en reposopor unidad de su propia masa es equivalente a la velocidad de la luz al cuadrado.

Esto tiene consecuencia en ciertas reacciones entre partículas así un neutrón en reposo puede desintegrarse del siguiente modo:

Es decir, un neutrón desaparece al tiempo que aparece un protón, un electrón y un antineutrino electrónico en su lugar. Pero el principio relativista de la conservación de la energíaimplica que la energía cinética de las partículas salientes está limitada por:

Que no tiene análogo en mecánica clásica y que está bien demostrada experimentalmente. Este fue un primer éxito de la famosa ecuación de Einstein ya que permitió extender la ley de conservación de la energía a fenómenos como la desintegración radiactiva.
La fórmula establece la relación de proporcionalidad directa entre laenergía E (según la definición hamiltoniana) y la masa m, siendo la velocidad de la luz → c elevada al cuadrado la constante de dicha proporcionalidad.


También indica la relación cuantitativa entre masa y energía en cualquier proceso en que una se transforma en la otra, como en una explosión nuclear.

Entonces, E puede tomarse como la energía liberada cuando una cierta cantidad de masa m esdesintegrada, o como la energía absorbida para crear esa misma cantidad de masa. En ambos casos, la energía (liberada o absorbida) es igual a la masa (destruida o creada) multiplicada por el cuadrado de la velocidad de la luz.
Energía en reposo = Masa × (Constante de la luz)2
La equivalencia masa-energía es el concepto de que la masa de un cuerpo es una medida de su contenido energético. En esteconcepto, la masa es una propiedad de toda la energía, la energía es una propiedad de toda la masa, y las dos propiedades están conectados por una constante. Esto significa que la energía total E interna de un cuerpo en reposo es igual al producto de su masa en reposo m y un factor de conversión adecuado para transformar a partir de unidades de masa a las unidades de energía. Albert Einsteinpropuso la equivalencia masa-energía en el año 1905.

Pocos meses después de publicar la teoría especial de la relatividad, en un trabajo muy breve Einstein demostró la que probablemente es la consecuencia más importante de su teoría: existen procesos naturales en los que una porción de la masa inicial  se convierte en una cantidad de energía . Y viceversa.
Para la física (y la química) clásica, masay energía eran cantidades que se conservaban independientemente. En una reacción química, se pensaba que “la masa de los reactivos es igual a la masa de los productos”. En un proceso físico cualquiera, se asumía por un lado la conservación de la masa, y por el otro la conservación de la energía (primer principio de la termodinámica). A partir del trabajo de Einstein, ambas leyes de conservaciónse unifican en una sola. 








Indica que la masa conlleva una cierta cantidad de energía aunque la primera se encuentre en reposo, con
cepto ausente en mecánica clásica, esto es, que la energía en reposo de un cuerpo es el producto de su masa por su factor de conversión (velocidad de la luz al cuadrado), o que cierta cantidad de energía de un objeto en reposo por unidad de su propia masa es...