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Lo que está pasando en el fotón-fotón de dispersión diagrama de Feynman?

scattering

Puedo entender los conceptos básicos de un diagrama de Feynman, pero no entiendo lo que está pasando aquí. He llamado a los fotones ABCD y los fermiones 1234 para mayor claridad.

Voy a suponer que el eje vertical es el tiempo (aunque sospecho que esto no importa).

Puedo aceptar que Un fotón se convierte en un electrón(2)-positrón(1) par, pero no acabo de saber qué sucede a continuación. La tomografía por 2 absorbe el fotón B a convertirse en la tomografía por 4? Y lo que está pasando en la parte superior?

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yuggib Puntos 4497

No es una buena idea para ver un diagrama de Feynman como una especie de proceso de colisión que realmente está pasando.

El diagrama es sólo un término en el perturbativa de la expansión de una mecánica cuántica transición de amplitud (en otras palabras, un buen "gráfica" forma de representar a un montón de integrales).

La única real observado que los objetos son dos fotones entrantes con una cierta energía, y dos salientes fotones de diferentes energías. La probabilidad de tal proceso (dado el nivel de ingresos y el resultado realidad está dada por la amplitud asociada a este particular Feynman gráfico. También vale la pena señalar que esta probabilidad no es completamente exacta, puesto que un solo diagrama es sólo un término de la infinita formal perturbativa de expansión dando la transición de amplitud.

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Greg Rogers Puntos 18119

[Ya que ninguno de los expertos hasta el momento han publicado una respuesta desde un punto de vista pedagógico, voy a tener que probarlo. Voy a hacer una wiki de la comunidad, así que por favor considere la posibilidad de mejorar, si puede. Aún mejor, publicar su propia respuesta!]

Como Yuggib señala correctamente, usted no debe tratar de ver un diagrama de Feynman como una descripción de un proceso de colisión. (Usted puede hacerlo, en que siempre es posible escribir una descripción del lenguaje natural de un proceso basado en el diagrama, pero usted no debe, en el sentido de que tal descripción es inducir a graves errores.)

Para ver por qué, vamos a empezar por describir el diagrama que has publicado de esta manera:

  • Una se divide en electrones 2 y la tomografía por 1
  • La tomografía por 1 absorbe B y se convierte en la tomografía por 4
  • La tomografía por 4 emite C y se convierte en la tomografía por 3
  • Electrónica 2 y la tomografía por 3 aniquilar, la producción D

Pero la línea 1 podría ir en cualquier dirección, por lo que igualmente la descripción sería:

  • B se divide en electrones 1 y la tomografía por 4
  • Electrónica 1 absorbe y se convierte en Un electrón 2
  • Electrónica 2 emite D y se convierte en electrones 3
  • Electrónica 3 y la tomografía por 4 aniquilar, la producción de C

    ... y hay al menos dos más este tipo de descripciones, todo por el mismo diagrama.

Entonces, ¿qué está pasando? Es la línea 1, un electrón o un positrón? Bien, no está bien; de acuerdo a ACuriousMind comentarios, la terminología correcta es un propagador, aunque creo que en la ciencia popular es a menudo en lugar referido como una "partícula virtual".

Ahora, los propagadores en este diagrama están sin duda relacionados a los electrones/positrones; que se derivan de la descripción matemática del campo cuántico que representa los electrones y positrones en la teoría de la electrodinámica cuántica. Pero ellos no son partículas; en particular, no se han asociado a las partículas de los estados. Diablos, ni siquiera podemos distinguir entre los electrones y los positrones!

(Creo que este último punto tiene un físico real importancia; en caso de tener un electrón va de una manera o de un positrón va la otra en realidad eran dos diferentes diagramas, tendríamos que contar cada uno de los diagramas hacia el final de la suma, mientras que, de hecho, para llegar a la respuesta correcta que tiene que contar el diagrama de una vez.)

Otro problema con este tipo de descripción es que se plantea la pregunta: ¿por qué los electrones 2 y la tomografía por 3 a aniquilar? ¿No sería mucho más probable que pierda el uno al otro? Bueno, a menos que los fotones son la energía suficiente, que no puede suceder porque violaría la conservación de la energía. Pero si usted no distinguen entre los propagadores y partículas, no hay manera de explicar, en términos del diagrama de sí mismo, ¿por qué no puede suceder.

Siendo conscientes de que estas descripciones existir puede, en mi opinión, ser útil para motivar el uso de diagramas de Feynmann hasta tal punto está suficientemente familiarizado con su relación con las matemáticas que dan por sentado. Pero es importante entender que no son verdaderamente significativas.

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