¿Cómo son las fuerzas "mediadas"?

Question

Espero que esta sea la palabra correcta para usar.

Para mí, estas fuerzas parecen una especie de fantasía (excepto para la Relatividad General y la Gravedad, que tiene una interpretación geométrica).

Por ejemplo, ¿cómo dos partículas cargadas saber que están a separarse el uno del otro?

Se comunican el uno con el otro de alguna manera a través de algunos medios?

He oído que algunas personas me dicen que les rebote juntos mensajero fotones. Lo hace de un electrón recibir un mensajero de fotones, vaya, "Oh, hey, yo debería moverse en la dirección opuesta de donde vino esto, debido a los datos en ella", y, a continuación, mueva?

No son los fotones también se asocia con la energía, así? Este tipo de mediación implica que los electrones emiten energía con el fin de ejercer la fuerza sobre otros electrones?

Cada electrón es repelido por cada uno de los electrones en el universo, ¿verdad? ¿Cómo saber dónde enviar su fuerza de mediadores? Simplemente tiene que saber lo que la dirección a la que apuntan en? No es simplemente enviar en todas las direcciones en un continuum? Esto significa que siempre que emiten fotones de energía?

No estoy seguro de cómo ver el "cómo" es que los electrones saben que están a alejarse el uno del otro.

Estas preguntas siempre me molestó bastante a la hora de estudiar las fuerzas. Estoy seguro de que el Modelo Estándar tiene algo para arrojar algo de luz sobre el mismo.

Answer 1

Respuesta breve: sólo Lectura la negrita parte (y de ignorar la gramática).

La respuesta que ya se ha mencionado se encuentra en la Teoría Cuántica de campos (QFT). Pero para entender esto, usted debe renunciar a una partícula como un punto-como la cosa que está bien localizado. Hay un Campo Cuántico por tipo de partícula, por ejemplo, la electrónica de campo para todos los electrones y los fotones de campo para todos los fotones. (El hecho de que hay un único campo para todos los electrones también se traduce en el principio de exclusión de Pauli.)

Lo que usted considera una partícula es básicamente un local de pico en la respectiva partícula de campo, pero uno no puede ni siquiera decir "Este pico corresponde a Un electrón, éste a B". Ahora QFT, más específicamente Cuántica Electrodynamcis (QED), describe el local de la interacción entre el electrón campo y el campo de fotones. Pero dado que los campos tienen una dinámica, un cambio local inducida en el campo de fotones por electrones de campo se propaga con la velocidad de la luz (espacio plano se supone) e interactuar con los electrones de la esfera en otro lugar, creando así la impresión de "Un Electrón emite un fotón que dicho electrón B interactuar electromagnéticamente".

Es parecida a la de otras interacciones, hay un campo de gluones para la interacción fuerte (Cromodinámica Cuántica), y para la interacción electrodébil que hay un tipo de combinación de los fotones del campo y la débil interacción con el bosones.

Answer 2

Por ejemplo, ¿cómo dos partículas cargadas saben que están a separarse el uno del otro? Se comunican el uno con el otro de alguna manera a través de algunos medios?

Sí, específicamente el campo electromagnético. Para dar un punto de vista simplista, una partícula con carga produce un campo eléctrico para indicar su presencia y un campo magnético para indicar su movimiento. Cualquier alteración en estos campos se propaga hacia el exterior a la velocidad de la luz. Otra partícula cargada a cierta distancia puede reaccionar a los campos; si se "siente" la presencia de un campo eléctrico, se moverá en respuesta.

He oído que algunas personas me dicen que les rebote juntos mensajero fotones. Lo hace de un electrón recibir un mensajero de fotones, vaya, "Oh, hey, yo debería moverse en la dirección opuesta de donde vino esto, debido a los datos en ella", y, a continuación, mueva?

La idea de que el mensajero de fotones en realidad es sólo una analogía. Personalmente yo no creo que sea muy buena, pero realmente no tenemos nada mejor. La cosa es que, incluso a pesar de las alteraciones en los campos EM se propagan como ondas, cuando una partícula se reacciona a esta alteración, actúa como si otra partícula chocó con él. Para hacer este ajuste con nuestra intuición, nos vemos obligados a inventar la idea de que hay partículas, o quanta, asociado con el campo electromagnético, y los llamamos fotones.

No son los fotones también se asocia con la energía, así? Este tipo de mediación implica que los electrones emiten energía con el fin de ejercer la fuerza sobre otros electrones?

Yep. Para dar sentido a esto, usted realmente tiene que considerar todo el sistema de ambos electrones, así como la EM campo de sí mismo. Cada electrón se "siente" el campo electromagnético producido por el otro, por lo tanto los electrones movimientos cambiará de tal manera que la energía total se conserva.

Cada electrón es repelido por cada uno de los electrones en el universo, ¿verdad? ¿Cómo saber dónde enviar su fuerza de mediadores? Simplemente tiene que saber lo que la dirección a la que apuntan en? No es simplemente enviar en todas las direcciones en un continuum? Esto significa que siempre que emiten fotones de energía?

Este es uno de esos casos en los que tiene más sentido pensar en alteraciones en la EM campo de las ondas, que sin duda puede ser radiada en todas las direcciones. Sin embargo, el electrón sólo perturba el campo cuando su movimiento (o estado cuántico, más bien) de los cambios. Un electrón atrapado en un único estado cuántico, como un orbital atómico, a no ser que irradia energía.

La línea de fondo es que yo aconsejaría que no tome la idea de "mensajero de los fotones" demasiado literalmente. Es sólo un modelo que funciona en algunas situaciones pero no en otras.

Answer 3

La respuesta corta en las teorías cuánticas del campo es "por el intercambio de partículas virtuales". Buscar "partículas virtuales" en la Wikipedia para obtener un sentido de la misma. El auxiliar de preguntas frecuentes sobre el presupuesto de energía, y en la derivación de la ley de Coulomb son muy correctas. Todos ellos deben ser respondida. Por ejemplo, la energía se conserva, excepto para fluctuaciones momentáneas debido al principio de incertidumbre.

Hay no por separado "mensajero de partículas", tal vez la persona que usa esa frase misspoke.

Para el electromagnetismo la correspondiente partículas virtuales son los fotones, por la fuerza fuerte "gluones", por la débil fuerza de la W y Z, todos los cuales han sido encontrados. Todos estos son casos de "bosones de gauge". De nuevo, ver Wikipedia para una referencia básica. La ley del cuadrado inverso para la EM está relacionado con el cero resto de la masa de los fotones, la de corto alcance, y la disminución exponencial con la distancia de las fuerzas fuertes y débiles es la relativa a la no cero resto de la masa de sus intercambian partículas virtuales.

La gravedad es un caso especial, ya que aún no hay teoría cuántica de la gravedad. Estad atentos.

Answer 4

La noción de un punto-como pero partícula cargada es un tanto contradictoria: por un lado, nos la imaginamos como localizado en el espacio (como una partícula neutral); por otro lado, una "partícula" es "larga mano", es decir, se siente lejos de ella "posición". Uno puede pensar que el precio no es puntual, sino que es una "parte" de un complicado sistema extendido. Cuando se desgarra el sistema, aparte, va a sentir una fuerza de resistencia. En el caso de un resorte, esta fuerza aumenta con la distancia. En el caso de una manifestación de las encías, reduce ;-).

En QED hay un Coulomb de calibre donde el potencial de interacción es instantáneo 1/r, sino que actúa entre "las olas", no de "puntos". Estas ondas se "superponen" y realmente no podemos separarlos.

Answer 5

Una comprensión de la física de cómo las fuerzas se mediada es simplemente un quantum argumento. El impulso operador $p~=~-i\manejadores\nabla$ está escrito en un medidor covariante forma $p~\rightarrow~p~+~aie$, de $A$ el vector potencial. Esto de las parejas de la partícula para el campo electromagnético. El impulso del operador, generalmente, se expresa en la ecuación de Dirac. Ahora, si usted tiene dos partículas cargadas con el impulso de $p_1$ y $p_2$ que se acoplan a la QED campo, incluso si no hay fotones presentes. La QED vacío parejas a los electrones, y esto parejas que los electrones virtual momenta de la QED campo, o un $\delta p~=~$. Un fotón virtual (aquí el pensamiento de un "árbol") puede transferir $\delta p$ de impulso de $p_1$ $p_2$. Esto significa que los dos electrones de dispersión con el impulso de $p_1~-~\delta p$ y $p_2~+~\delta p$. Por lo tanto la presencia de la incertidumbre de las fluctuaciones es lo que las transferencias de momentum de una partícula a la otra.