¿Sólo quiero saber cómo un electrón sentía la presencia de un positrón antes de que se convierten en energía? También ¿qué electrón dice si es positrón o protón si esto hace alguna diferencia?
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En QED, el basic proceso de aniquilación es descrita por una de las $\bar{\psi }{{A}^{\mu }}{{\gamma }_{\mu }}\psi $ término de interacción, en el que el electrón $(\psi )$, la tomografía por $(\bar{\psi })$ , y fotones $(A)$ operadores de campo actuar exactamente en el mismo punto. Sin embargo, hay pequeñas correcciones de orden superior a este plazo, el cual podría decirse que hacen que no sea local. (Esta es de lujo jerga técnica para John Rennie la advertencia de que, cuando las interacciones se vuelven significativas.)
Este es el proceso que se reproduce en ${{e}^{-}}{{e}^{+}}\to {{\mu }^{-}}{{\mu }^{+}}$ . Algo diferente sucede en ${{e}^{-}}{{e}^{+}}\to \gamma \gamma $, donde el entrante electrón y un positrón se aniquilan en dos puntos diferentes.
La idea de que dos partículas se debe tener cero separación para aniquilar puede parecer sorprendente en los términos clásicos, pero no en la mecánica cuántica, donde las partículas de definitivo impulso han definido las posiciones.
JRT
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97
Creo que no hay una respuesta simple a esta.
El problema es que en la electrodinámica cuántica las partículas que llamamos electrones y los positrones son los estados descritos por el campo cuántico en el límite de insignificante interacciones es decir, cuando la partícula está demasiado lejos de cualquier otro partículas para cualquier interacción significativa a ocurrir. En este límite de las partículas son descritos por el campo libre a los estados es decir Fock estados.
El problema es que cuando las interacciones se vuelven importantes los estados de la cuántica de campos son perturbadas de distancia desde el campo libre a los estados. Podemos calcular esta perturbación, utilizando (como era de esperar) teoría de la perturbación, para calcular la dispersión de las probabilidades, pero realmente no sabemos lo que los estados son. Así, en el proceso de aniquilación no es realmente el caso que hay un electrón y un positrón presente debido a que el estado del campo cuántico no puede simplemente ser descrito como un estado de electrones y positrones estado. Si insistimos en tratar de describirla utilizando el campo libre a los estados, a continuación, tenemos que concluir que hay otras partículas presentes así decir, las partículas virtuales.
El punto de todo esto es que durante el proceso de aniquilación electrón-positrón separación no está bien definido, por lo que no tiene sentido preguntarse cómo el cierre de los dos antes de que se aniquilan.
aceinthehole
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1460
Como una grasienta mano del experimentador tengo una respuesta simple a esta. Mirar a través de todos los de alta energía, exclusivo de los datos disponibles en $e^+ + e^- \to 2\gamma$ (o posiblemente $e^+ + e^- \to \mu^+ + \mu^-$), escoger el evento con el mayor cuadrado de cuatro impulso de la transferencia de $Q^2 = -t$ (o masa invariante $s$), y el uso que caracterizan a una escala de longitud $$ L = \frac{hc}{\sqrt{-t}} \quad\text{or}\quad \frac{hc}{\sqrt{s}}\;,$$ que usted declara ser el mejor experimental de la respuesta hasta la fecha.
Supongo que el ganador del evento se encuentra en algún lugar en el LEP II conjuntos de datos, pero no tengo idea de lo que podría ser la respuesta.
Sin embargo, no hay ningún límite superior teórico en aquellos experimento observables y por lo tanto no hay límite teórico inferior en la distancia corta de la escala de Planck). Encontrar un límite inferior significaría un descubrimiento que los leptones cargados no son fundamentales o que ha alcanzado la escala de una manera más fundamental subyacente a la teoría (teoría de las cuerdas, super-simetría, etc.)
