Fotones afectan uno a otro

Question

Esta pregunta puede tener muchas respuestas. Para uno, me quedaría ilustrada para entender si dos fotones pueden realmente crear un par electrón-positrón, así que me gustaría saber si un fotón es capaz de cambiar otros fotones direccionales de ruta.

He leído en la wikipedia acerca de la cuestión de la creación y que es posible convertir dos bosones en dos fermiones, sin embargo, no he encontrado un solo experimento que dice que esto se ha hecho. Yo así no puede encontrar nada en internet que dice que si un fotón puede influir en otro fotón de la ruta.

Por último, sólo quiero decir que mi hermano ha puesto esta idea en mi cabeza de que los fotones simplemente pasar a través de uno al otro sin ningún efecto en absoluto, así que si usted puede imbricar más fiel a la realidad de la comprensión de los fotones que afectan el uno al otro, que sería fenomenal.

Answer 1

Los fotones son las partículas elementales y sus interacciones son dictadas por la mecánica cuántica.

En la mecánica cuántica, la fuerza de las interacciones proviene de la constante de acoplamiento que caracteriza la fuerza de la fuerza entre las partículas que interactúan. A ver si una partícula interactúa con otra partícula escribir diagramas de Feynman (página hacia abajo en el enlace). Cuando se calcula la probabilidad de una interacción, se calcula el cuadrado de un diagrama de Feynman , y en el cálculo de cada vértice del diagrama tiene una constante de acoplamiento.

En el caso de los fotones fotones interacciones hay muchos vértices que entrar en :

Un diagrama de Feynman (cuadro diagrama) para fotón–fotón, la dispersión de un fotón se dispersa desde el transitorio de vacío cargo de las fluctuaciones de los otros

La plaza de el cálculo final de este será proporcional a la pequeña acoplamiento electromagnético elevado a la 8 de alimentación, ya que es multiplicativa. Por lo tanto la probabilidad de que un fotón interactúa con otro fotón es para todos los intentos y propósitos de cero para que la luz y las energías bajas en nuestro entorno (otros factores que contribuyen a la crossection y puede aumentar la probabilidad).

Por lo tanto hay una muy, muy pequeña probabilidad de un fotón que influyen en otro fotón de la ruta, no se puede medir en condiciones normales de las energías de los fotones .

Los fotones se obtiene en el paso uno con el otro, es decir, crear un marco coherente de la onda electromagnética, pero esa es otra historia complicada , no de una interacción. Se podría decir que es un "geométrica" la probabilidad, de las condiciones de frontera del experimento.

En cuanto a tu otra pregunta,

Dos bosones a dos fermiones: es posible tan lejos como número cuántico de conservación ir, salvo que los bosones se puede controlar en el laboratorio son inestables y no pueden ser utilizados en los experimentos de dispersión de los cuales son los únicos que podemos controlar. Dependemos de el hecho de que el modelo estándar es validado y argumentar a partir de las características teóricas que se da a las partículas. Estas reacciones son importantes en un modelo cosmológico en el que existe una sopa de energía y de partículas en los primeros tiempos, después de 10^-32 segundos.

Answer 2

La pregunta tiene varias respuestas, porque se puede considerar varias situaciones.

En la electrodinámica clásica en el vacío no hay luz-la luz de la interacción, porque las ecuaciones son lineales. En la física clásica, si se cruzan dos rayos láser en el vacío ni afectará a la otra.

En presencia de un medio no es un no-lineal de la respuesta del medio. Los campos eléctrico y magnético en la luz ejerce una fuerza sobre las partículas en el medio. Desde cargadas positiva y negativamente partículas experimentan fuerzas opuestas (y puede ser significativamente diferentes de masa) no se crean neto de cargas y corrientes en el medio, lo que crea nuevos campos eléctricos y magnéticos. Por lo tanto el disparo de dos láseres en un plasma al mismo tiempo es diferente de la de disparar una y luego la otra. Las ondas de hacer afectan unos a otros, pero es una exageración llamar a esta luz-la luz de la interacción. En medio de una ola es siempre una onda electromagnética y un asunto de onda. En un plasma llamamos plasmones, y es realmente de plasmones de plasmones de interacción.

La luz-la interacción de la luz en el vacío es estrictamente una cuántico cosa, porque el proceso de $e^+ e^- \to \gamma + \gamma$, variable de partículas, es un fenómeno que se adapta muy bien a la teoría cuántica de campos, pero no clásica o cuántica no relativista, la mecánica.

Ahora la electrodinámica cuántica no sólo permite a $e^+ e^- \to \gamma + \gamma$, pero también el proceso inverso $\gamma + \gamma \to e^+ e^-$. El proceso anterior se puede observar hoy en día con algunos equipos de sobremesa como estudiante de pregrado de laboratorio. El último hasta la fecha no se ha observado en el laboratorio. Pero la electrodinámica cuántica es la mejor prueba de la parte de la física y no hay forma plausible de modificar a prohibir $\gamma + \gamma \to e^+ e^-$. No es una cuestión de "bueno esta constante fue diferente de lo que pensábamos", sino que es una cuestión de tener que inventar algo diferente a lo que la teoría cuántica de campos, y también deshacerse de la relatividad especial.

Me atrevo a ser esta seguro acerca de algo que nunca ha sido observada directamente porque cada QED experimento con la precisión suficiente indirectamente es una prueba de la tasa de $\gamma + \gamma \to e^+ e^-$. Esto es debido a que la mecánica cuántica de Feynman de la ruta integral de la formulación me dice que para calcular la probabilidad de amplitud para ir de $A$ $B$I se debe agregar que las amplitudes de todas las formas de$A$$B$. Así en la teoría de campo que significa, por ejemplo, para el electrón-positrón dispersión que debo considerar este proceso de la aniquilación de partículas, entonces los fotones de la creación de una nueva partícula par. Y, a continuación, que se basan en la tasa de $\gamma+\gamma\to e^+e^-$.

Naturalmente, para dos fotones de propagación, necesita considerar este proceso que es genuino de la luz-la luz de la interacción. No hay real electrones o positrones para mediar en la interacción de aquí, esta descripción es sólo una herramienta para los cálculos, no "lo que realmente está pasando", pero QED predice la dispersión de la luz por la luz de todos modos.

Answer 3

Tal vez no es exactamente lo que fueron después, pero mientras fotón-fotón interacciones en un vacío como se describió anteriormente es extremadamente débil, el fotón-fotón interacción en la presencia de un medio puede ser muy notable, un ejemplo dramático de ser la óptica efecto Kerr. Óptica no lineal incluso se pueden hacer tan grandes como para mediar las interacciones entre los fotones individuales, por ejemplo aquío aquí.

Advertencia: En la óptica no lineal como se describió anteriormente, los fotones son, de hecho, el cambio de cada una de las otras rutas, pero requieren de la presencia de la materia para hacerlo.

Answer 4

En el primer segundo después del big bang, cuando el universo era extremadamente pequeño y millones de grados Kelvin, la temperatura fue fotones hecho interactuó y convertido en par de protón contra protón o electrón-positrón par o par de Kaon Kaon negativo positivo u otros pares de la partícula-antiparticle. Estos pares de la partícula-antiparticle convierten en pares de fotones fotones y viceversa. De esta manera fotón (radiación) y materia (electrón, protón, Kaon, pion, etcetera) estaban en equilibrio térmico.