¿Qué es la dispersión elástica?

La dispersión elástica ocurre cuando dos o más partículas chocan sin ninguna pérdida de energía. Esto significa que si bien las direcciones de las partículas pueden cambiar, la energía cinética total del sistema, o la energía de movimiento, siempre se conserva. El término dispersión elástica se usa típicamente en física de partículas, que es el estudio de partículas microscópicas, pero también puede producirse una colisión elástica entre objetos macroscópicos. Una colisión inelástica ocurre cuando se pierde energía durante la colisión.

El término dispersión elástica proviene de la teoría de dispersión, que es un conjunto de reglas y ecuaciones que describen cómo interactúan las partículas y las ondas. En el mundo macroscópico, cuando dos objetos chocan, generalmente es a través de una colisión física. Sin embargo, en física de partículas, los objetos pueden chocar a través de otras fuerzas, incluidas las colisiones electromagnéticas. Una colisión elástica puede ocurrir entre cualquier objeto y en cualquier tipo de colisión.

La dispersión elástica es muy importante en la física de partículas. Cuando los electrones chocan con otras partículas, por ejemplo, la colisión es elástica ya que no se pierde energía. Esto se conoce como dispersión de Rutherford y es un fenómeno que condujo al descubrimiento de la estructura del átomo.

En el mundo macroscópico o físico, es excepcionalmente improbable que ocurra una verdadera colisión elástica entre dos objetos grandes. Esto se debe a las fuerzas circundantes, así como a las vibraciones que ocurren dentro de los objetos grandes. Sin embargo, hay algunas situaciones en las que una colisión puede aproximarse como elástica. Esto es útil ya que permite estimar la velocidad y dirección pronosticadas de dos objetos después de una colisión utilizando métodos más simples.

Un ejemplo común de dispersión elástica en el mundo físico es la colisión de dos bolas de billar. Aunque se perderá una pequeña cantidad de energía en esta colisión debido a la fricción, esto es lo suficientemente pequeño como para ser insignificante. Cuando dos bolas de billar chocan, la segunda bola gana casi exactamente la cantidad de energía que pierde la primera bola, por lo que se conserva la energía cinética total del sistema.

La dispersión inelástica ocurre cuando la energía total de los dos o más objetos colisionantes no se conserva. En las colisiones entre objetos del mundo real, las colisiones inelásticas son mucho más comunes. Esto se debe principalmente a las vibraciones adicionales que ocurrirán cuando un objeto grande colisiona con otro, ya que estas vibraciones absorben energía que habría sido utilizada para el movimiento. El impulso, sin embargo, siempre se conserva en colisiones tanto elásticas como inelásticas.