¿Los campos de electrones y los campos de fotones forman parte del mismo campo en QED?

Question

Sé que en la clásica teoría del campo tenemos el campo electromagnético. Y las ecuaciones de Maxwell mostrar cómo la radiación electromagnética se puede propagar a través del espacio vacío.

También he estado leyendo sobre la QED y deduzco que la repulsión eléctrica entre dos electrones es mediada por un fotón virtual.

También, como yo lo entiendo, en la teoría cuántica de campos hablamos de partículas como la manifestación de un subalterno de campo. Por ejemplo, un fotón es una manifestación de un fotón de campo.

Dos Preguntas:

1. Son cuántica de campos como la electrónica de campos o campos de fotones de un gran campo (como suponemos gravedad a ser un campo) o son independientes? Significado, puedo tener varios electrones campos?

2. A menudo he aquí el término electromagnetismo y la gente dice que son de la misma fuerza. Son campos de electrones y fotones campos de la parte de la misma base de campo o son campos separados que sólo interactúan?

Answer 1

En nuestra comprensión moderna, cada electrón está pensado para ser un localizada la excitación de los electrones (o Dirac) (spinor) campo de $\Psi(x^\mu)$, mientras que todos los fotones se considera una excitación de los fotones (vector) de campo $A^\nu(x^\mu)$, que es el campo cuántico de la teoría de la contraparte de la clásica de cuatro posibles.

Por lo tanto, la respuesta a tus preguntas son:

1. Todas las partículas del mismo tipo (por ejemplo, los fotones o electrones) se entiende por 'viene de' uno que todo lo permea campo cuántico. Cabe señalar que estos campos también dar lugar a la correspondiente anti-partículas, por lo que el positrón campo es la misma que la de los electrones de campo.

2. Los diferentes tipos de partículas, están verdaderamente separados en la teoría cuántica de campos: Cada tipo está representado por un campo, y los campos de interactuar. Estas interacciones son cuantificados por el Lagrangiano (densidad), que es esencialmente lo que determina todo acerca de la teoría. En el estado puro de la electrodinámica, el campo cuántico de la teoría de la densidad Lagrangiana es (usando 'en su mayoría menos de' convención de signos para la métrica)

$$\mathcal{L}_{\text{QED}}= \bar\Psi(i\gamma^\mu D_\mu-m)\Psi-\frac{1}{4}F_{\mu\nu}F^{\mu\nu} =\bar\Psi(i\gamma^\mu (\partial_\mu+ieA_\mu)-m)\Psi-\frac{1}{4}F_{\mu\nu}F^{\mu\nu} $$ donde $F_{\mu\nu}\equiv \partial_\mu A_\nu-\partial_\nu A_\mu$ es la intensidad del campo electromagnético del tensor. El 'derivada covariante' $D_\mu\equiv \partial_\mu+ie A_\mu$ codifica la interacción entre los dos campos de $A_\mu$$\Psi$, y la 'fuerza' de la interacción está dada por $e$, la carga del electrón.

Answer 2

Para lo que vale, la he mostrado en mi reciente artículo http://link.springer.com/content/pdf/10.1140%2Fepjc%2Fs10052-013-2371-4.pdf (publicado en la revista Europea Phys. J. C) que uno puede eliminar la Dirac campo de Dirac-la electrodinámica de Maxwell después de la introducción de un complejo electromagnética 4-potencial (que producen el mismo campo electromagnético como el real 4-potencial), así modificado ecuaciones de Maxwell puede describir tanto los electrones y fotones.