4. El marco teórico

 

4.3 RELATIVIDAD ESPECIAL
4.3.2a "Equivalencia" entre masa y energía: "Conversión" de masa en energía

    Cuando p = 0 (como ocurre por definición en el sistema de referencia en el que la partícula está en reposo), la expresión relativista de la energía, E = (p2c2 + m2c4)1/2, queda reducida a E = mc2.

    Esto significa que aunque sea libre y esté en reposo, una partícula siempre tiene una energía mc2 asociada al simple hecho de tener masa (los fotones y otras partículas de masa nula tienen energía E = pc). Es algo más fácil de aceptar si se piensa en los procesos de desintegración de las partículas inestables.

    Pensemos, por ejemplo, en A B + C desde el sistema de referencia ligado a A. La partícula A desaparece y en su lugar aparecen B y C, que se moverán en direcciones iguales y opuestas para que se conserve el momento lineal. Usando las leyes de conservación de la energía y el momento:


    Está justificado decir que la masa de A se ha convertido en masa de las partículas B y C y también en energía cinética de ambas partículas. Por cierto, se observará que para que se respeten esas leyes de conservación debe cumplirse

mA = mB + mC

(la igualdad correspondería al extraño caso en el que B y C nacieran en reposo). Normalmente será mA > mB + mC y se podrá decir que la diferencia entre ambos miembros se ha convertido en energía cinética de B y C. Un análisis como este se lleva a cabo, en ciertas ocasiones, en 2º de Bachillerato aplicado a la fisión y la fusión nucleares, ¿por qué no tratar algún ejemplo de desintegración de partículas?

    Ahora trataremos el proceso inverso (o, mejor dicho, otro aspecto diferente de la misma física), la “conversión de energía en masa”.