¿Cómo se introduce la energía de enlace electromagnético en el tensor tensión-energía?

Tome el átomo de hidrógeno. Es fácil imaginar que la atracción gravitacional que crea es menor que la suma de las del protón más el electrón, porque se creó un fotón de 13,6 eV cuando el átomo se ensambló y abandonó el sistema. En otras palabras, la energía de enlace entre el protón y el electrón debe restarse a la masa del sistema.

Pero, ¿dónde aparece esto en la relatividad general? ¿Cómo encaja en el tensor tensión-energía? Sé cómo definir este tensor para una partícula o para un campo electromagnético, pero no veo cómo encaja la energía de enlace.

Respuestas (1)

En general, simplemente eludimos el problema e ignoramos la energía vinculante. Ayuda que la gravedad sea despreciable en la escala subatómica. 1 así que esto no es un problema. Simplemente tomamos la masa medida del (en este caso) átomo de hidrógeno y lo taponamos T 00 .

Si comienza a preocuparse por las energías compulsivas, corre el riesgo de caminar por el camino de la locura. La mayor parte de la masa de un átomo está en el núcleo, y el 99% de la masa de un nucleón es la energía de enlace QCD. Entonces, si comienza a preocuparse por cómo describir la energía de enlace electrostático en un átomo, tiene un problema mucho peor al tratar de describir la energía de enlace en un nucleón.

De posible interés es que la energía cinética de las partículas subatómicas también debería entrar en el tensor de energía de tensión porque producirá contribuciones distintas de cero a todas las entradas en el tensor de energía de tensión. Observo que alguien incluso ha puesto un documento en el Arxiv sobre esto .


1 Estoy asumiendo aquí que el LHC no ha producido ningún agujero negro.

Estoy asumiendo aquí que el LHC no ha producido ningún agujero negro. Lubos dice que ni siquiera podríamos decir si lo hizo .
@John, ¿eso significa que no sabemos cómo incluir energías vinculantes? ¿O simplemente que es demasiado complejo de calcular?
@fffred: el tensor de tensión-energía se construye (al menos en principio) a partir de un conjunto de partículas puntuales . Los elementos de flujo y presión de momento tienen una interpretación simple como los momentos de las partículas puntuales. Supongo que podría intentar representar la energía de enlace utilizando los cuantos virtuales que describe la teoría cuántica de campos, aunque no estoy seguro de si esto es físicamente razonable. En cualquier caso sería prohibitivamente complicado...
... y en cualquier caso debe reproducir el déficit de masa macroscópica, así que para qué molestarse.
@ John, ¿significa que estos cuantos virtuales tienen masa negativa?
@fffred: ni idea.