Éter vs Teoría Cuántica de Campos

Un punto de vista diferente a la respuesta de Jamal: creo que lo que distingue a la teoría cuántica de campos, donde cada partícula elemental en la tabla de partículas define un campo en todo el espacio-tiempo, del éter luminífero es la invariancia de Lorenz .

La teoría del éter luminífero fue refutada por el experimento de Michelson Morley porque no era invariante de Lorenz.

En la teoría cuántica de campos, un electrón que atraviesa el espacio-tiempo se describe mediante un paquete de ondas mecánicas cuánticas (lo que significa que lo que "ondea" es la probabilidad de existir en (x, y, z, t)), manifestado por operadores de creación y aniquilación que actúan sobre el campo de electrones, y el valor esperado define la ubicación del electrón como una función de (x, y, z, t). Lo mismo para un fotón, montado en el campo de fotones. Los campos cuánticos, aunque por construcción, son invariantes de Lorenz y, por lo tanto, no pueden identificarse con el éter luminífero.

El éter o éter luminífero era el medio postulado como aquel por el que viajaba la luz. Por ejemplo, las ondas de sonido son ondas mecánicas, ya que viajan a través de la presión y el desplazamiento del medio, por ejemplo, agua o aire.

Asimismo, se pensó en el éter como el 'material' que permitía la propagación de la luz. Ahora, si nos fijamos en la noción de un campo cuántico, se entiende como un campo que se propaga a través de todo el espacio y el tiempo.

La interpretación física del propio campo cuántico puede variar según lo que estemos describiendo; en el caso del electromagnetismo, se cuantifica el 4-potencial$A_\mu$. En el caso del Higgs, se cuantifica un escalar,$h$(aunque es más complicado que esto en realidad) que tiene dimensiones$[h] = 1$, es decir, de energía en unidades naturales.

Se puede pensar en las excitaciones del campo$A_\mu$como dando lugar a cuantos que llamamos fotones, pero en el caso general de un campo cuántico, no existe la noción de ninguna onda que se propague a través de él, por lo que es una noción distinta del éter.

En el caso de los otros campos cuánticos del Modelo Estándar, ciertamente no hay ninguna relación plausible con el éter, ya que no tienen nada que ver con la radiación electromagnética, sino con partículas completamente diferentes.

En resumen, solo porque se postula que dos cosas ocupan todo el espacio y el tiempo no significa que sean la misma noción. Otro ejemplo: un campo de fuerza$\vec F$es diferente de un potencial escalar,$\phi$. Además, el éter mismo es un material y no un campo; tal vez podríamos describir su distribución en términos de una distribución masiva$\rho$que es un campo, pero el éter mismo no es un campo.

La física teórica no se preocupa mucho por las ideas ; la investigación consiste realmente en construir una teoría , es decir, un conjunto de instrumentos matemáticos que se pueden utilizar para realizar cálculos y predicciones precisos.

La idea del éter puede recordar las ideas de QFT. La diferencia fundamental es que la teoría que venía con el éter en realidad hacía predicciones incorrectas , por lo que no resultó ser muy útil. Las herramientas matemáticas de QFT, por otro lado, cuando se convirtieron en una teoría específica como QED, han superado la prueba del tiempo en términos de precisión.

Diría que la propiedad principal del éter es que se introdujo relacionado con la relatividad, como un marco de referencia que permitía medir, por ejemplo, algo como la velocidad de la luz, que se pensaba que era$c$en algún marco de referencia especial, y$c\pm v$en marcos que se mueven en$v$con respecto a ese marco. Entonces se pensaba que el éter era algo especial y absoluto, mientras que los campos cuánticos se pensaba que evolucionaban en un espacio-tiempo y que tenían propiedades de transformación específicas bajo el grupo de Poincaré.

Las teorías anteriores tienen campos. Las teorías anteriores pueden tener invariancia de Lorentz para efectos observables. La diferencia es que en una teoría del éter, los campos tienen una interpretación física: describen algunas propiedades (digamos, densidad, velocidad, etc.) del éter. En cambio, los campos en QFT son simplemente campos, nadie intenta interpretarlos.

Para ver cómo se vería una teoría del éter correspondiente al SM, eche un vistazo a http://arxiv.org/abs/arXiv:0908.0591 o http://ilja-schmelzer.de/matter/ Esto, por supuesto, no es un "éter luminífero" clásico, tiene que interpretar todos los campos, no solo el campo EM, como propiedades diferentes de algún éter. Pero la idea principal, a saber, que la velocidad de la luz es la velocidad del sonido del éter, permanece.