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QED y la tercera ley de Newton

Según algunos Notas de clase sobre los propagadores (véase el final de la página) la hipótesis de la partícula/antipartícula de Feynman afirma:

La emisión (absorción) de una antipartícula de 4-momentos $p^\mu$ equivale físicamente a la absorción (emisión) de una partícula de 4 momentos $-p^\mu$ .

La antipartícula de un fotón es un fotón.

Así que si un electrón emite un fotón con 4-momentos $p^\mu$ que equivale a que absorba un fotón con 4-momentos $-p^\mu$ .

¿Es eso cierto?

¿Es éste el origen de la tercera ley de acción y reacción de Newton?

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JordanBelf Puntos 1012

Excelente pregunta. Hay fuerzas para las que una partícula portadora de fuerza no es su propia antipartícula (por ejemplo, la fuerza fuerte o la fuerza débil), así que si aceptamos tu explicación, entonces tendríamos que abandonar la 3ª ley de Newton para esas fuerzas, lo cual es inverosímil.

Edición: Tal vez estoy siendo obtuso. No creo que realmente importe que la antipartícula no sea la misma partícula, siempre y cuando se pueda interpretar como algunos partícula con el momento opuesto. Nunca nos preocupamos por qué tipo de partículas llevan la fuerza - si hay muchas, simplemente sumamos sobre ellas de todos modos. Así que, tal vez la razón que diste llega al corazón de la cuestión.

Además, en mi explicación más abajo, la derivación del potencial a partir del propagador depende de la prescripción del polo de Feynman, que es la interpretación de que cada partícula tiene su correspondiente antipartícula. Así que creo que has dado en el clavo :-)


Si tuviera que lanzarme, diría que la ley "proviene" del hecho de que sólo importa la posición relativa, cuando dos objetos ejercen una fuerza el uno sobre el otro.

Piensa en el energía en el sistema y la fuerza como $- \frac{\partial U}{\partial x}$ . El "potencial" se obtiene invirtiendo el propagador debe depender sólo de la distancia entre las cargas y nada más (por invariancia rotacional). Distancia $= |x_1 - x_2|$ . Físicamente, se puede pensar en cualquiera de las dos cargas en el potencial de la otra -- por lo que la energía debe ser simétrica en sus cargas. Esto nos dará una ley de fuerza similar a la que hemos visto antes $$U (q_1, x_1 ; q_2, x_2) \sim \frac{q_1 q_2}{|x_1 - x_2|} e^{- m |x_1 - x_2|}$$ donde $m$ es la masa de la partícula portadora de fuerza. Para un fotón o un gravitón $m=0$ por lo que obtenemos el potencial Coulomb/Newtoniano habitual.

Una vez que tenemos esta expresión para la energía, la 3ª ley de Newton es puramente un resultado en mecánica clásica. Calculando $F_1 = -\frac{\partial U}{\partial x_1}$ y $F_2 = -\frac{\partial U}{\partial x_2} = - F_1$ podemos demostrar que las fuerzas sobre las dos cargas son iguales y opuestas.

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