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Creación de pares de partículas la partícula

Yo estaba leyendo algunos QFT notas y hay un punto que no entiendo, están justificando por qué necesitamos QFT diciendo que el número de partículas no se conserva una vez que tenemos en cuenta la relatividad especial.

Por ejemplo, si la partícula está en un cuadro de lado $L$, luego por Heisenberg del principio: $\Delta p \geq h/L$ y, a continuación,$\Delta E \geq hc/L$. Pero cuando $\Delta E > 2mc^2$ creación de partículas de anti-partícula de vacío puede suceder.

No entiendo por qué la incertidumbre en el conocimiento de la energía de la partícula en el interior de la casilla, implica la creación de partículas por el vacío. Me refiero a por qué las partículas y de vacío están relacionados de alguna manera?

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Giacomo Verticale Puntos 1035

Medibles de partículas anti-pares de partículas nunca se crean fuera de vacío, pero sólo de otras partículas o [editar] fuera de la aplicación externa de los campos. (La sección transversal para la creación de cualquier cosa, desde el vacío, pero el vacío en sí es es exactamente cero.)

La referencia a la creación de la aspiradora es que no se puede medir partículas virtuales, que son visuales mnemotécnicos para las líneas en un diagrama de Feynman, la codificación de términos en una serie de perturbación para el cómputo real de los procesos de dispersión. Ver http://physics.stackexchange.com/a/22064/7924 y en el Capítulo A8: partículas Virtuales y fluctuaciones del vacío de mi física teórica de preguntas frecuentes en la http://www.mat.univie.ac.at/~neum/physfaq/physics-faq.html

Un electrón ciclo en un diagrama de Feynman puede ser interpretado como la creación de un virtual electrón-antielectrón par de vacío, y más tarde en descomposición en el vacío de nuevo. Aquellos que creen que las partículas virtuales tienen algún tipo de existencia real, a continuación, agregue virtual de la imagen verbal que implican fluctuaciones del vacío y la incertidumbre en relación a "explicar" tal comportamiento no físico.

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heathrow Puntos 25

Esta heurística argumento es sólo señalar que, en un pequeño cuadro, no se puede decir para asegurarse de que usted acaba de una partícula, debido a que las paredes de la caja va a permitir que la partícula a fluctuar en partículas de distintos números, así que la idea de "una sola partícula" es inconsistente con la idea de "tengo un cuadro que se limita a las partículas".

Es el cuadro que está a la creación de nuevas partículas, debido a que la partícula está rebotando en las paredes. Usted no puede tener una partícula de rebotar en una pared más aguda que la longitud de onda de Compton (el inverso de la masa en unidades naturales) y garantizar que se mantiene una partícula. La interacción de la partícula y la externa potencial siempre conduce a la par de la creación.

La razón de esto es que las partículas de propagación es siempre más rápido que la luz, porque la energía es siempre positivo. No hay funciones que son cero fuera el futuro lightcone cuyas transformadas de Fourier son sólo distinto de cero en energía positiva. Este hecho matemático se explica por Dyson, y se popularizó en Feynman de 1986 Dirac Charlas--- una partícula siempre se debe permitir viajar más rápido que la luz.

Esto significa que si usted tiene una pared que se desvía de la partícula, y se coloca una partícula a lo lejos, se iniciará la desviación de las partículas antes de que la partícula tiene tiempo para llegar a la pared! Pero a fin de no violar la causalidad, esto requiere que el muro ya está haciendo la deflexión de algo cuando no hay ningún extra de partículas, y este algo más de deflexión es el virtual partícula-antipartícula cosas que está presente en el vacío. Si mide lo que está pasando en la pared de veces menor que el tiempo se propaguen a la pared, usted no será capaz de decir si es la partícula que se está reflejando, o las fluctuaciones del vacío, esta es la forma de causalidad es restaurado.

El enunciado matemático que codifica esta es microcausality, que los operadores de campo conmutar en spacelike separación.

Los estados de una teoría cuántica de campos es la siguiente: tiene una colección de diferentes posiciones o momenta. En cada posición, se puede tener 0,1,2,3,4... partículas (imaginar las posiciones/momenta son discretos y finitos de volumen) en el caso de los Bosones, o 0,1 partícula en el caso de los Fermiones. Cuando el quantum de las amplitudes de este estado fluctuar a lo largo del tiempo (como siempre lo hacen en un formalismo Hamiltoniano) usted dice que usted tiene de la vieja fasioned partículas virtuales. Esto puede ser reescrita en un covariante formalismo y, a continuación, las partículas virtuales adquieren una diferente relativistically invariante en el lenguaje, pero el viejo fasioned teoría de la perturbación es la fuente de la partícula virtual de la imagen.

A continuación, la declaración de que no son virtuales de partículas es la declaración de que usted puede tener mezclas de los estados de partículas de distintos números. Esto es inevitable cuando se tiene un potencial cuadro de localización de las partículas, debido a un potencial que puede desviar las partículas también pueden par crear.

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Justin Drury Puntos 443

Un papel por Colosi y Rovelli que he leído puede tener otro interesante respuesta a la pregunta.

Considerar el espacio tabicados (arbitrariamente) en dos regiones de $R_1$$R_2$. El mundial de Fock de vacío se encuentran resolviendo para el mundial de Hamilton, que incluye las posibles correlaciones entre las regiones. Un local detector en una región $R_1$ se rige por un local de Hamilton $H_1$ y por lo tanto tiene un local vacío $|0\rangle_1$ que no necesita ser el mismo que el mundial de Fock de vacío.

Lo Colosi y Rovelli mostrar es que los dos vacuua son distintos y que en realidad se puede detectar un local de la partícula cuando en realidad estás en un (global) Fock vacío. Así que para aprovechar el último comentario de Ron Maimón (10/7/12), un local de los aparatos de medición rige por un local de Hamilton puede medir partículas cuando hubiera otro modo de pensamiento que se encuentran en un vacío

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