¿Cuáles son los pares de partículas virtuales generados durante la radiación de Hawking? Si un fotón es emitido por la radiación Hawking, ¿cuál es su pareja de energía negativa que cayó en el agujero negro? ¿Tiene nombre? ¿Qué es un fotón de energía negativa? ¿Antifotón? Cuando un fotón de energía negativa se aniquila con un fotón de energía positiva, ¿podemos ver algo? ¿O simplemente nada, ya que vuelve al vacío? Gracias.
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Fernando Briano
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Para empezar, un fotón es una antipartícula de un fotón. No hay conservación de fotones y, desde luego, no hay fotones de energía negativa.
Cualquier cuerpo en el espacio con una temperatura superior a la del "baño" en el que se encuentra, es decir, la temperatura de la radiación cósmica de fondo, estará irradiando un radiación de cuerpo negro . El tratamiento teórico es una combinación de termodinámica con supuestos teóricos de campo a nivel micrpscópico, y esa es la exposición en el artículo de wiki. .
La creación y aniquilación de partículas en el horizonte se invoca para explicar cómo las partículas pueden escapar de la atracción gravitatoria del agujero negro a nivel microscópico. Como los fotones son antipartículas de fotones y pueden generarse, por ejemplo, en la caída de electrones, los únicos equilibrios necesarios son los direccionales y energéticos, para que el fotón (u otra partícula) no quede atrapado y vuelva a caer dentro.
En el caso de la radiación de cuerpo negro de un cuerpo ordinario, la temperatura es tal que la radiación que escapa es un fotón de baja energía, creado por algunas transiciones dentro del cuerpo y que escapa de la superficie. El balance energético es con la energía interna del cuerpo, que se enfría de forma incremental. En el caso del agujero negro el balance de energía es con su energía gravitatoria .
Aquí está un diagrama tipo Feynman para la generación de partícula/antipartícula por la radiación Hawking
Para calcular las probabilidades mecánicamente cuánticas se necesitarían diagramas exactos. Estos pares son virtuales y también pueden tener vértices fotónicos , que tendrán una probabilidad de escapar del horizonte y formar un espectro fotónico real del agujero negro. Por ejemplo:
