Acció (física)

En física l'acció és un atribut de la dinàmica d'un sistema físic. És un funcional que pren la trajectòria, també anomenada camí o història, del sistema com a argument, i té un nombre real com a resultat. L'acció té la dimensió d' energia × temps, i doncs la seva unitat és el joule· segon en el Sistema Internacional d'Unitats (SI).

Generalment, l'acció pren valors diferents per camins diferents. La mecànica clàssica postula que el camí real seguit per un sistema físic és aquell en què l'acció pren un valor mínim, o, més estrictament, un valor estacionari. Les equacions del moviment clàssiques d'un sistema es poden obtenir d'aquest principi de la mínima acció.

La formulació de la mecànica clàssica amb aquest principi s'estén a la mecànica quàntica en la formulació del path integral o integral de camins de Feynman, on un sistema físic segueix simultàniament tots els camins possibles amb amplituds de probabilitat determinades per l'acció clàssica. De fet, un dels postulats bàsics de la mecànica quàntica és l'existència d'una unitat natural d'acció, la constant de Planck ℏ, amb un valor petitíssim d'uns 10−34 J·s. La mateixa idea de la integral de camins permet formular les teories dels camps quàntics i per tant el model estàndard de la física de partícules.

Sovint l'acció es pot representar com una integral presa al llarg del camí del sistema entre el temps inicial i el temps final:

L'integrand, L, s'anomena lagrangiana del sistema, i depèn en cada instant de l'estat físic del sistema.

Antecedents

Durant el desenvolupament del concepte, l'acció es va definir de diverses maneres, ara ja obsoletes:

  • Gottfried Leibniz, Johann Bernoulli i Pierre Louis Maupertuis definiren l'acció per a la llum com la integral de la seva velocitat o la inversa de la seva velocitat inversa al llarg del seu camí.
  • Leonhard Euler (i, possiblement, Leibniz) va definir acció per a una partícula material com la integral de la velocitat de la partícula al llarg del seu camí.
  • Pierre Louis Maupertuis va presentar diverses definicions d'acció dins d'un mateix article, com energia potencial, com energia cinètica virtual, i com un híbrid que assegurava conservació del moment en les col·lisions.
Altres idiomes