Es divertido pensar en las constantes físicas fundamentales. En serio. Se trata de valores especiales que se utilizan en nuestros modelos del universo físico. Incluyen elementos como la velocidad de la luz, la constante gravitacional y la constante de Planck, y son «fundamentales» en el sentido de que no podemos derivarlas teóricamente, solo podemos medirlas.
Las utilizamos constantemente para resolver problemas de física, así que es fácil darlas por sentado. Pero, ¿por qué existen esos números en la naturaleza y por qué tienen esos valores específicos? La respuesta es porque si fueran ligeramente diferentes, el universo podría ser incapaz de albergar vida. ¿Algún relojero cósmico estableció estos parámetros? Isaac Newton pensó que sí.
Uno de los números más básicos es la constante eléctrica, k. Es un valor que nos permite calcular las fuerzas entre cargas eléctricas. Esto es crucial si consideramos que toda la materia está compuesta de solo tres elementos: electrones, neutrones y protones, dos de los cuales tienen carga eléctrica. La interacción entre electrones es lo que forma las moléculas que nos crean a nosotros y a todo lo que nos rodea. De lo contrario, todo sería una mezcla indiferenciada.
Pero, ¿cómo sabemos el valor de la constante eléctrica? ¿Qué relación tiene con otras constantes fundamentales? Y más allá de eso, ¿es realmente fundamental? Vamos a investigarlo.
Ley y constante de Coulomb
Cuando decimos que algo tiene carga eléctrica, nos referimos a que tiene un número distinto de protones y electrones. Si tu secadora de ropa elimina algunos electrones de tus calcetines, estos se cargan positivamente. Si reciben electrones, se cargan negativamente (Nota: No se pueden eliminar protones dado que están en el núcleo del átomo. Esto implicaría una reacción nuclear, algo que nadie desea).
Si tienes dos objetos con cargas opuestas, se atraen. Si tienen la misma carga, se repelen. Aquí tienes una demostración que puedes hacer: Toma un trozo de cinta adhesiva transparente y colócalo sobre una mesa lisa. Luego, coloca otro trozo encima y sepáralos. Si los separas, uno será positivo y el otro negativo; acércalos y se doblarán uno hacia el otro.
Si repites el proceso, tendrás dos cintas positivas y dos negativas. Coloca dos con cargas similares cerca y verás que se repelen, como en la imagen de abajo.
Rhet Allain