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Las partículas de todas las fuerzas: ¿cómo saben a dónde ir y qué evitar?

Aquí está una intuitiva problema que yo no puede moverse, por favor alguien puede explicarlo?

Considere la posibilidad de un protón P y un electrón E moviéndose a través del campo electromagnético (o de otras partículas de otras fuerzas, el mismo argumento). Ellos ejercen una fuerza sobre otra. En la mecánica clásica, esto se expresa como sus contribuyendo al campo y el campo ejerce una fuerza sobre ellos. En la mecánica cuántica, el modelo es el intercambio de una partícula.

Digamos que una de esas partículas X se emite a partir de P y se dirige hacia el E. En el escenario básico, E absorbe y cambia su impulso en consecuencia. Bien.

¿Cómo X saber donde E es el que va a ser por el tiempo llega? Lo que para detener E esquivando, o alguna otra partícula interceptar X en ruta?

Son P y E la emisión de un flujo constante de partículas portadoras hacia todos los demás no de la fuerza de transporte de partículas en el universo? No implica esto una gran cantidad de radiación en todo el lugar?

Estoy tentado de hacer caso omiso de toda partícula de intercambio como una mera numérico conveniencia; una discretización de las ecuaciones de Maxwell, tal vez. Soy reacio a decir "partícula virtual" porque sospecho que ese término significa algo diferente a lo que creo que significa.

O es una especie de observador efecto: E "observa que" la X en el acto de su absorción, todos los no-interceptar las rutas tienen probabilidad cero cuando la forma de onda se colapsa?

O he perdido totalmente el punto?

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Fernando Briano Puntos 3704

Esta opción es la más cercana a la correcta.

Estoy tentado de hacer caso omiso de toda partícula de intercambio como una mera numérico conveniencia; una discretización de las ecuaciones de Maxwell, tal vez. Soy reacio a decir "partícula virtual" porque sospecho que ese término significa algo diferente a lo que creo que significa.

Y de intercambio virtual es una descripción correcta, debido a que durante la interacción, el intercambio de la partícula no está en la masa de la cáscara.

Tenga en cuenta que en el microcosmos de las partículas de la naturaleza es la mecánica cuántica. La dispersión de partículas en otra partícula y el impulso y la energía cuántica y el número de intercambios entre ellos están todos los descritos por una función de onda, una fórmula matemática que da la probabilidad de que la interacción tenga lugar en la forma en que ha sido ( será ) observaron.. por Lo tanto no es una cuestión de "saber", sino una cuestión de "ser".

Los diagramas de Feynman que dan lugar a la "partícula de intercambio" marco sólo un algoritmo matemático para los cálculos y ayudar en la comprensión de cómo proceder con ellos.

A ver cómo clásica de los campos son construidos por la subestructura de la mecánica cuántica, véase el ensayo aquí.

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David J. Sokol Puntos 1730

No relativista de la Mecánica Clásica (CM) hay un potencial de interacción que involucran tanto las coordenadas: $U(\vec{r}_1-\vec{r}_2)$ y la correspondiente fuerza presente en cualquiera de las partículas de la ecuación. No hay necesidad de "cambio" interpretación aquí. Mismo para no relativista QM.

En relativista caso de que el potencial se convierte en "retrasado". Su evolución en el tiempo puede ser ampliado en una serie de Fourier y cada plano de la onda puede ser llamado un "longitudinal virtual de fotones". Se puede ver, es casi el mismo potencial de interacción (fuerza) como en la no relativista CM, que actúa entre partículas cargadas.

Aparte de retraso "longitudinal" potencial, también hay "transversal" vector potencial que puede incluir real ondas electromagnéticas que se propagan en todas las direcciones, no sólo entre las partículas cargadas en cuestión. El real fotones no son absorbidos, pero por lo que no contribuyen a la carga de "atracción". El segundo se describe con los "fotones virtuales".

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Nathan Feger Puntos 7675

Como Jerry Schirmer señala, que no es realmente un discretization of the Maxwell equations como usted dice, sino más bien una expansión de la serie de la mecánica cuántica sección transversal para la interacción. Por lo tanto poner en un electrón y un protón con algunos ímpetus y se quiere calcular la probabilidad de salir con algunos otros ímpetus, que se puede expresar como algo como $${}_\textrm{out}\langle p^+,q_1;e^-,q_2|p^+,p_1;e^-,p_2\rangle_\textrm{in}=\lim_{T\rightarrow\infty}\langle p^+,q_1;e^-,q_2|e^{iH(2T)}|p^+,p_1;e^-,p_2\rangle.$$ A continuación, se realizan una serie de expansión de esta cantidad en el hamiltoniano de interacción (o, más exactamente, en la interacción de la fuerza de $\alpha=e^2/\hbar c$). Feynman de la contribución (uno de ellos, de todos modos) fue a dar una forma gráfica y de la construcción de cada uno de los términos de la serie (la mayoría de las cuales implican bastante feo integrales y en el hecho de que divergen si no se tratan adecuadamente el uso de renormalization) de manera que cada término se presenta interpretado como un proceso físico, donde, dicen, el electrón y el protón de intercambio de un fotón virtual.

La verdad es que estos fotón virtual intercambios no son físicas: todo el proceso de la dispersión es el físico, y usted no puede observar lo que sucede en el medio.

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heathrow Puntos 25

En la partícula de intercambio de imagen, las partículas se emiten en todas las direcciones, y sólo aquellos que se van de P en la dirección de Correo que afectó a E son interceptados y un efecto. Las otras partículas interferir a sí mismos fuera de la existencia, ya que no hay en la cáscara del estado que puedan entrar, mientras que la conservación de la energía, o bien volver a la P, dando la auto-energía de la modificación a la P de masa. De hecho, la mayoría de regresar a P, ya que la auto-energía es divergente, mientras que sólo una pequeña fracción de hacer electrónica, por comparación.

Este proceso es virtual, por lo que es definido por el temporal de los estados intermedios, que sólo puede pegarse hasta su fase aleatoriamente. Para el caso de un clásico de la fuerza, se necesita la utilización de partículas que van en todas direcciones, hacia adelante y hacia atrás en el tiempo.

Considere la posibilidad de dos clásicos de los objetos que interactúan con un (gratis) campo cuántico de acuerdo a este Lagrange:

$$\int |\partial_\phi|^2 + \phi(x) s(x) $$

cuando la fuente es de dos funciones delta de $s(x) = g\delta(x-x_0) + g\delta(x-x_1)$. Cada una de estas fuentes clásicas es constante a escupir y absorción de las partículas por unidad de tiempo a una tasa constante g, como se puede ver por el agregado del término fuente en la Hamitlonian:

$$ g\phi(x_0) = g\int {d^3k\over 2E_k} e^{ikx_0} \alpha_k + e^{-ikx_0}\alpha^\dagger_k $$

el g término es multiplicar la creación de un operador y un operador de aniquilación, por lo que el Hamiltoniano tiene una constante de amplitud g por unidad de tiempo para emitir cualquier en la cáscara de la partícula, y la misma amplitud de absorber. Si usted no tiene ninguna otra fuente, las partículas que son absorbidos son aquellos emitidos por la fuente, y usted acaba de obtener una (infinito), la auto-energía renormalization de la masa.

Esta descripción es la cáscara de la vieja fasioned teoría de la perturbación, en el que los estados intermedios son de k-estados y la descripción es Hamiltoniano en el tiempo. Esto no es covariante, pero es muestra de que las partículas son escupidos y absorbida, y las dos únicas fuentes de interactuar en la medida en que algunas de las partículas escupidos por uno son absorbidos por el otro. El viejo-fasioned imagen es inútil para la real cálculos, pero revela que la partícula de los procesos más claramente, porque sigue a la aniquilación y creación de física de partículas en detalle en el tiempo.

El resultado de la interacción cuando hay dos fuentes se ve alterada por esas partículas producidas por uno, absorbido por el otro más adelante. La covariante Schwinger/Feynman en la forma de este introduce partículas que serpentean alrededor en el espacio y en el tiempo de ambos. Aquellos que no son absorbidos por el otro hacer un campo alrededor de la partícula.

El hecho de que usted está haciendo cosas por el lazo de la orden significa que usted no está teniendo en cuenta el proceso de una partícula emitida por una fuente absorbido por sí mismo, ya que esto es un bucle. El lazo de la orden de separación de los términos hace que el proceso de la dispersión parezca extraña, ya que se ve como la emisión de partículas sabía a dónde ir para encontrar la otra partícula. No. Si llegó de nuevo a la primera partícula, se incluiría como parte de la próxima orden de diagrama de Feynman como parte de la auto-energía del gráfico.

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Snowbody Puntos 121

El siguiente es muy flojo y descuidado; yo quería tratar de explicar en un pop nivel.

Recuerde que la realidad no es lo que nuestra intuición nos sugiere que es. Una "partícula" no es sólo una partícula: es también una ola; es también una excitación de un campo. Tiene sentido en algunas situaciones para predecir los resultados por el pensamiento de "partículas" como tener una determinada posición y el impulso, pero que no es parte de su naturaleza esencial (y en realidad está en conflicto con la realidad como el verificado en numerosos experimentos).

En tu ejemplo, cuando el protón P emite un fotón X, usted realmente debe pensar en ella como la emisión de una onda de luz que no tiene un clavado hacia abajo de la orientación. Por el contrario, tiene una probabilidad (calculable, con la dificultad de estar en cualquier número de puntos diferentes, hasta que "interactúa" con el electrón y la "función de onda se colapsa". Me voy a poner estos hechos en comillas para enfatizar que hay diferentes interpretaciones posibles, pero no describe con precisión la realidad subyacente.

Para atender a sus preguntas específicas, voy a ser un poco descuidado.

  • ¿Cómo X saber donde E es el que va a ser por el tiempo llega? Lo que para detener E esquivando, o alguna otra partícula interceptar X en ruta?

P no "sabe" donde E es el que va a ser y tampoco X, pero no es necesario. X no se inicia como una partícula, que comienza como un frente de onda esférico, y siempre que el frente de onda X E impactos, de repente, el conjunto X-wave "pops" en un X-partícula justo en el momento adecuado y el lugar para interactuar con los E. E no puede esquivar el frente de onda a menos de que va más rápido que la luz. Es ciertamente posible que algunas otras partículas (F) a recibir un golpe por la X-frente de onda y de interactuar con ella, pero eso significa que F es va a ser el envío de frentes de onda demasiado y tenemos tres interacción de partículas en lugar de una de dos partículas uno, y recuerde que P está continuamente enviando frentes de onda y algunos de ellos van a golpear X. (Es perfectamente posible para una partícula para proteger a otro de la acción de un tercero; que es como una jaula de Faraday obras)

  • Son P y E la emisión de un flujo constante de partículas portadoras hacia todos los demás no de la fuerza de transporte de partículas en el universo? No implica esto una gran cantidad de radiación en todo el lugar?

Usted podría pensar en él de esa manera, pero no como P y E conocer las posiciones de todas las otras partículas; simplemente envíe sus campos/frentes de onda "en todas partes" y se da la circunstancia de que la cantidad de energía que aparece en el lugar correcto y el momento correcto para hacer que todo funcione. En placetimes donde no hay ninguna partícula para interactuar con, bien, si un árbol cae en el bosque y así sucesivamente, no importa.

Si usted realmente desea volar tu mente, considere la posibilidad de que las ecuaciones acerca de la emisión de fotón también admitir una solución en la que el fotón se mueve hacia atrás en el tiempo. Por lo tanto, si usted ingenuamente interpretar que, literalmente, cualquier persona que viajan en el tiempo al pasado sería cegado debido a que todos los fotones de todos los tiempos en el futuro sería la constante bombardeo de ellos.

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