Por lo que entiendo, la gente históricamente hizo muchos experimentos (o simplemente experiencia de vida) al darse cuenta de que un objeto de pequeña masa que se mueve rápidamente tiene la misma cantidad de "algo" que también tiene un objeto de gran masa que se mueve lentamente.
Eventualmente, este "algo" llegó a llamarse impulso y finalmente se definió como:
El hecho de que se conserve es algo que se puede verificar experimentalmente (hasta cierto punto), por ejemplo, con bolas de billar en una mesa de mármol.
Al estudiar la relatividad especial, es fácil ver que el momento newtoniano tradicional no se comporta como la cantidad conservada habitual, ya que la masa es una variable real positiva ilimitada, pero la velocidad no lo es, por lo que una vez que un objeto tiene una masa fija, tiene un límite superior en su posible. impulso newtoniano.
Hay algunas buenas razones intuitivas para querer redefinir la velocidad de un objeto por su "velocidad propia" (ahora puede ser ilimitada y otros observadores inerciales, independientemente de su dilatación temporal, acordarán cuál es la velocidad relativa adecuada entre dos puntos es).
Y así es natural considerar la siguiente expresión como candidata a cantidad conservada, a la que llamaremos cantidad de movimiento relativista.
¿Cómo estábamos experimental o matemáticamente seguros de que esta cantidad se conserva? Supongo que nadie estaba jugando con bolas de billar relativistas y masas en colisión relativista, por lo que no hay forma de verificar esto experimentalmente, al menos cuando se dijo por primera vez.
Sin embargo, parece que la mayoría de la comunidad física confiaba en que se conservó. ¿Por qué tenían tanta confianza, dado que no se podía verificar experimentalmente?
¿Hay alguna "prueba de conservación" teórica que no entiendo?
¿Cómo estábamos experimental o matemáticamente seguros de que esta cantidad se conserva?
Es difícil saber por qué se forma la actitud de otra persona sobre algo, sin embargo, podemos mirar y ver qué posibles justificaciones fuertes se podrían haber dado en ese momento.
Creo que la justificación teórica más sólida proviene del teorema de Noether. En relatividad puedes formar una cantidad llamada los cuatro impulsos. La simetría de las leyes de la física bajo traslaciones tanto en el espacio como en el tiempo conduce, a través del teorema de Noether, a la conservación de los cuatro impulsos. En otras palabras, si la relatividad se mantiene y si las leyes de la física son las mismas ayer y hoy y aquí y allá, entonces se conserva el momento relativista.
Los argumentos por simetría generalmente se consideran bastante fuertes, por lo que esto se habría visto bastante convincente.
En la física nuclear o de partículas de energía de transición, es común utilizar los procesos elásticos como
La relación entre los ángulos de dispersión y las energías de las partículas del estado final en la línea de base elástica está completamente determinada por las reglas de conservación y se prueba con alta precisión de manera regular.
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Sidharth Ghoshal
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