¿Cuáles son los dos elementos del campo de electrones?

Question

No soy físico, no sé si esto tendrá mucho sentido, así que tened paciencia.

Acabo de leer que partículas como el fotón, el electrón, el gravitón, etc. están asociadas a sus propios campos. El campo gravitatorio puede tener una abolladura como la causada por un cuerpo masivo o las ondas que viajan a través de él, las ondas gravitacionales. Ahora bien, ¿un electrón, por ejemplo, es una abolladura o una onda en el campo de los electrones? ¿Y cuál es la otra? Por ejemplo, si el electrón es la onda (lo que tendría sentido dada la interferencia en el experimento de las dos rendijas), entonces ¿existe la abolladura del electrón? ¿A qué correspondería?

ACTUALIZACIÓN:

Sería tan elegante si, digamos, un electrón, fuera una abolladura, un pico en el campo electrónico, con una abolladura correspondiente en el campo EM (ya que tiene carga) y una abolladura correspondiente en el campo gravitacional (ya que tiene masa). De esta manera, mover un electrón hacia arriba y hacia abajo crearía ondas en el campo EM (fotones), al igual que mover una masa crearía ondas en el campo gravitacional.

Answer 1

La onda es la probabilidad de encontrar el electrón . Este es para mí uno de los aspectos más difíciles de la Mecánica Cuántica, por lo que podría necesitar más investigación para un no-físico, pero la descripción canónica de la QM describe las ondas cuyas evoluciones están reguladas por la ecuación de Schrödinger como ondas de probabilidad. La razón por la que se encuentran más electrones en la zona del "pico" de la onda y menos en la "abolladura" en el experimento de las 2 rendijas es porque el electrón tiene una menor probabilidad de estar allí. Sin embargo, cuando se mide, la onda se colapsa, lo que significa que se vuelve cero en todas partes excepto en un punto específico: ese punto tiene más probabilidad de estar en el pico que en la abolladura, y ese punto es el electrón.

Sin embargo, no he entendido tu analogía con el gravitón, así que puede que me esté perdiendo una parte de tu pregunta.

Edición: en QFT , hay una imagen diferente, y las partículas son las excitaciones del campo. No los picos, no las abolladuras, sino la vibración misma, o para usar un término más amplio, el modo. Me gusta mucho la imagen que se da en esta respuesta .

Answer 2

Existe la mecánica clásica, la electrodinámica clásica, que se describen con campos, que se pueden medir y cartografiar con voltímetros y otros instrumentos diversos, y los campos de la mecánica cuántica que se describen mediante operadores diferenciales y , como toda la mecánica cuántica, dependen de probabilidad de detección, es decir, muchas observaciones realizadas con las mismas condiciones límite.

Además, dentro de cada categoría y (escalar, vectorial, tensor), un campo puede ser un campo clásico o un campo cuántico, dependiendo de si está caracterizado por números u operadores cuánticos respectivamente.

Tú dices:

Acabo de leer que partículas como el fotón, el electrón, el gravitón, etc. están asociadas a sus propios campos.

Existe la mecánica cuántica y luego están las herramientas matemáticas utilizadas para estudiar el comportamiento de los sistemas mecánicos cuánticos.

La principal herramienta de la física de partículas es la teoría cuántica de campos, una teoría que también se utiliza en otras disciplinas, como la física de la materia condensada. Así que el "campo" es una representación diferente, dependiendo de las observaciones estudiadas. Los protones no son partículas elementales, sino compuestas, y un campo que los describa pertenecería a un modelo de teoría de campos nucleares.

El fotón y el electrón son partículas elementales, y la teoría de campo que describe sus interacciones es la siguiente.

Todas las partículas elementales de la tabla

se supone axiomáticamente que son los bloques de construcción de toda la materia (ignorando en la actualidad la gravedad, que aún no está definitivamente cuantificada), esto es el modelo estándar de la física de partículas.

La teoría cuántica de campos (QFT) para estas partículas supone que para cada una de ellas (y sus antipartículas) existe un campo, un campo de electrones, un campo de muones, etc., representado por la función de onda plana de la solución correspondiente de la ecuación mecánica cuántica, la ecuación de Dirac para los fermiones, la de Klein Gordon para los bosones, la de Maxwell cuantizada para los fotones. Estas funciones de onda cubren todo el espacio-tiempo, un operador diferencial actuando sobre ellas crea o aniquila una partícula.

Como las ondas planas cubren uniformemente todo el espacio, no pueden utilizarse para describir partículas reales en el laboratorio, ya que t os fotones individuales que chocan con una doble rendija, se necesita la matemática de paquetes de ondas. . Esto reduce el espacio de probabilidad de ver una partícula en una trayectoria.

El campo gravitatorio puede tener una abolladura como la causada por un cuerpo masivo o las ondas que viajan a través de él, las ondas gravitacionales. Ahora bien, ¿es un electrón, por ejemplo, una abolladura o una onda en el campo de los electrones?

Olvidemos la gravedad. La abolladura de la que se habla es la probabilidad del paquete de ondas de representar una pista real de electrones, en la cámara de burbujas por ejemplo

Las dos vías en espiral en este diagrama de cámara de burbujas fueron hechas por un electrón y un positrón. Estas partículas fueron creadas por un rayo gamma de alta energía en una colisión con el electrón de un átomo de hidrógeno en la cámara de burbujas. La pista larga y ligeramente curvada hacia abajo fue hecha por el electrón en retroceso.

Será una represetnación de paquetes de ondas con operadores de creación y aniquilación formando la pista de la partícula, puedes llamarlo una mella en el campo de electrones que todo lo impregna, PERO ten en cuenta que es un modelo matemático que describe bien las observaciones, actualmente.

Cuando empecé los estudios de posgrado, no existía la tabla del modelo estándar, e incluso me enseñaron una teoría de campo con nucleones en física nuclear. En los años 60, la teoría de la física de partículas utilizaba las matemáticas del polo de Regge para explicar los datos. Luego vino el modelo de quarks, pero parece que la teoría de cuerdas puede convertirse en la teoría del futuro, de la que surgirán todas las demás. Hay que tener la mente abierta, para las sorpresas en las observaciones y en la teoría.