2 votos

Amplitud de probabilidad relativista de que una partícula esté en una determinada posición

En el libro "The story of spin" de Tomonaga, en la página 110, dice

Insistieron en que un concepto como "la probabilidad de que una partícula esté en $x$ en el espacio" no tiene sentido para las partículas relativistas -ya sean electrones, fotones o partículas de Klein-Gordon- y, por tanto, no tiene sentido interpretar $\psi (x)$ como la amplitud de la probabilidad.

Se refiere a las ideas de Pauli y Weisskopf sobre las funciones de onda relativistas.

Me gustaría entender ese argumento. ¿Por qué el concepto de "probabilidad de que una partícula esté en x en el espacio" no tiene sentido para una partícula relativista? ¿Siguen siendo válidos esos argumentos?

2voto

akhmeteli Puntos 10362

Lo que yo entiendo es que "la probabilidad de que una partícula esté en $x$ en el espacio" no tiene sentido para las partículas relativistas por la siguiente razón. Si la incertidumbre de la posición de una partícula (digamos, el electrón) es baja, la incertidumbre del momento y, por tanto, de la energía es alta, por lo tanto, además del electrón inicial puede haber pares adicionales de electrón-positrón en (casi) la misma posición, por lo que no se sabe realmente qué electrón tiene esa posición (leí algo así en un libro de Landau). Tiendo a pensar que este argumento sigue siendo válido.

1voto

SBWorks Puntos 245

Creo que el texto en cuestión es bastante vago, pero hay algunas cuestiones que surgen con las teorías relativistas.

Por ejemplo, si algo, digamos $p(x),$ es una densidad de probabilidad, entonces $\int p(x,t)dx=1.$ Pero si tienes una teoría relativista entonces también deberías ser capaz de calcular $\int p(x',t')dx'=1,$ donde $x'$ varios sobre una superficie de $t'=$ constante para un marco inercial diferente. Y generalmente es imposible tener ambas.

Un ejemplo en el que no se pueden tener ambas cosas es $p(x,t)=\frac{1}{\sigma\sqrt{2\pi}}e^{(x-vt)^2/2\sigma^2}.$ Y no es sólo por el problema que aparece cuando $v=0$ donde la densidad depende del marco debido a la contracción de la longitud. Es la relatividad de la simultaneidad para el caso ( $v\neq 0$ ) donde al integrar sobre una superficie de constante $t'$ puede obtener regiones de antes $t$ a la izquierda y las regiones de más tarde $t$ a la derecha, por lo que se integra a mayor que uno incluso después de ajustar la para la contracción de la longitud.

Pero incluso en la teoría no relativista es generalmente erróneo asumir que simplemente hay una probabilidad de que una partícula tenga propiedades preexistentes con una probabilidad particular. Es una historia que algunas personas cuentan y en algunas situaciones no te morderá. Pero no es correcto y pensarlo te traerá problemas.

Todo lo que quieres es la frecuencia relativa de los diferentes resultados de la interacción. Ya que eso es lo que se mide en el laboratorio.

i-Ciencias.com

I-Ciencias es una comunidad de estudiantes y amantes de la ciencia en la que puedes resolver tus problemas y dudas.
Puedes consultar las preguntas de otros usuarios, hacer tus propias preguntas o resolver las de los demás.

Powered by:

X