Ausencia de "carga" como unidad fundamental en el sistema natural

En el sistema natural de unidades, utilizando la velocidad de la luz, la constante de Planck y eV (para energía), expresamos la dimensión de "carga" como:

[ C h a r gramo mi ] = [ F o r C mi ] 1 / 2 [ yo mi norte gramo t h ] (de la ecuación de la ley de Coloumb)

Hay una suposición implícita de que la permitividad absoluta del espacio es adimensional. ¿Cómo podemos ignorar una constante dimensional? En el sistema CGS, por supuesto, k = 1 4 π ϵ 0 = 1 . Pero hay una dimensión además del valor.

Entonces, para reconciliarnos con este problema, supongo que debemos considerar la carga o la permitividad absoluta del espacio como la cuarta unidad fundamental.

Por favor comparta sus puntos de vista sobre este problema.

La permitividad no es fundamental, simplemente define la unidad de campo eléctrico. Esto es análogo a mi ∼ k B T en termodinámica.
Lo que quiero decir es cómo se puede equiparar dimensionalmente la "carga" con los poderes de la Fuerza y ​​​​la longitud solamente. Es ridículo omitir la constante dimensional muy importante que impulsa las ecuaciones de Maxwell, es decir ϵ 0 .
Entonces, ¿está bien tener la equivalencia dimensional como se indicó anteriormente?
No es diferente de la configuración C = 1 identificar el tiempo y el espacio.
Sí, puede establecer k=1. Pero eso no equivale a posponer su dimensionalidad.
Una "dimensión" es simplemente la referencia a una normal física. Cuando dices que estás midiendo 1 m, entonces te refieres a un palo de metal en París o a un número de longitudes de onda de una determinada línea óptica o a la distancia que pasa la luz en una determinada cantidad de tiempo. No hay absolutamente nada de física en estas definiciones aleatorias de normales. Entonces que es ϵ 0 ? Es la constante que te dice la densidad de energía de un campo electrostático. Elija sabiamente las unidades de energía, longitud y campo eléctrico y se volverá trivial.

Respuestas (1)

La carga no necesita ser una unidad fundamental porque en realidad es solo un número en bruto. 1 Coulomb solo representa una gran cantidad de electrones (menos una cierta cantidad de protones (quarks)), muy parecido al número de Avogadro.

1C debería ser igual a una gran cantidad de protones (menos una cantidad de electrones) ya que 1C es positivo.
@jwimberley, entiendo tu punto, sin embargo, parece no ser del todo convincente. Según su argumento, podríamos reemplazar las unidades de cantidades físicas con números "sin dimensiones" comparándolos con la "cantidad de esa cantidad" contenida en una partícula fundamental (o alguna otra cosa fundamental), que es exactamente lo que deben hacer las unidades (es decir, , para ocultar la información absoluta dentro de sí mismo y permitir trabajar con tales cantidades usando las "razones" o valores numéricos únicamente).
@jwimberley, según su lógica, todavía existe una unidad, y es: Carga = 10 n (digamos), donde n es la carga de la partícula fundamental, eso no se cuestiona). Mi punto es que incluso cuando hacemos conteo ordinario, tendríamos que recurrir a unidades si queremos hablar sobre contar diferentes tipos de cosas.
@Subhobrata Chatterjee Estoy de acuerdo con tu primer comentario. Sin embargo, lo desafío a encontrar otra unidad para la cual haya una partícula fundamental que represente una cantidad indivisible de esa unidad en términos de la cual todas las cantidades medibles son múltiplos enteros. Las únicas otras unidades de este tipo son las cargas de las otras fuerzas.
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