Elektrische/magnetische Partikel

Es gibt keine getrennten magnetischen oder elektrischen Felder, dies sind nur zwei Aspekte des elektromagnetischen Feldes.

In der Elektrostatik und Elektrodynamik denken wir allgemein an Elektronen, Positronen und Protonen als Quellen des elektromagnetischen Feldes. Dies deutet auf ein Bild hin, in dem Teilchen grundlegend sind und das Feld irgendwie abgeleitet wird. In einem Universum ohne Teilchen gäbe es zum Beispiel keine Felder.

Bei der QFT ist das Feld fundamental und die Teilchen werden, wie bereits oben kommentiert, als angeregte Zustände des Feldes angesehen.

Carlos Rovelli, ein Quantengravitationstheoretiker, glaubt, dass alles, was es gibt, nur Felder über Felder sind (dies verbirgt viele philosophische Spitzfindigkeiten unter dem Teppich, was die Bedeutung dessen betrifft, was unter fundamental verstanden wird).

Die grundlegende (weil es von mir geschrieben wurde, und ich hoffe, Sie bekommen eine bessere :) Antwort auf Ihre Frage ist der Faraday-Tensor

Zwei Beobachter, die sich relativ schnell bewegen, werden unterschiedliche Werte für elektrische und magnetische Felder messen. Elektrizität und Magnetismus sind also zwei Variationen desselben Feldes. Sie sind untrennbar miteinander verbunden, denn auch ohne zur Speziellen Relativitätstheorie zu gehen, kann man dies anhand der Maxwell-Wellengleichung demonstrieren , die die Ausbreitung einer elektromagnetischen Welle beschreibt.

Sowohl das elektrische Feld als auch das magnetische Feld "verlassen" sich gegenseitig, um die Welle aufrechtzuerhalten.

Ihre Verwirrung entsteht durch das Mischen von drei Frameworks, die mit unterschiedlichen mathematischen Modellen beschrieben werden.

Rahmen 1.

Die klassische Physik, in der Teilchen massiv sind, kann mit klassischer Mechanik und klassischer Elektrodynamik (Maxwell-Gleichungen) modelliert werden. Als ein Elektron zum ersten Mal entdeckt wurde, wurde es als geladenes Teilchen bezeichnet und es wurde angenommen, dass es klassische geladene Teilcheneigenschaften hat.

Die klassische Physik konnte eine Reihe von Phänomenen nicht erklären, insbesondere die Schwarzkörperstrahlung, den photoelektrischen Effekt , die Spektren im Licht verschiedener Atome .

Rahmen 2.

Dies zwang die Erfindung der Quantenmechanik , zuerst das einfache Bohr-Modell und dann die streng theoretische Gleichung, die Schrödinger-Gleichung, um damit zu beginnen, und dann für die spezielle Relativitätskonsistenz die Dirac, die Klein-Gordon-Gleichung und auch eine quantisierte Maxwell- Gleichung für die Photonen.

Einfache mögliche Probleme könnten die Daten für zwei Körpersituationen anpassen, die Atomspektren erklären usw.

Rahmen 3.

Als die Experimente mit diesen neuen mikroskopischen Einheiten fortschritten, erwiesen sich quantenmechanische Berechnungen mit zwei Körpern als unzureichend, und die Quantenfeldtheorie wurde erfunden, um die Daten zu modellieren und neue Situationen korrekt vorherzusagen.

Das Standardmodell der Teilchenphysik ist mathematisch gesehen ein feldtheoretisches Modell, das derzeit die meisten Teilchendaten beschreibt.

In diesem Modell gibt es diese fundamentalen Punktteilchen , einige mit Masse und einige mit Masse 0 (Gluon, Photon)

Die verwendete Feldtheorie geht davon aus, dass für jedes der Teilchen in der Tabelle jeder Punkt im vierdimensionalen Raum von einem Teilchenfeld bedeckt ist, und die Teilchen, die man im Labor misst, Erregungen auf diesen Feldern sind, die durch Erzeugungs- und Vernichtungsoperatoren beschrieben werden, auf die mathematisch einwirkt die freien Teilchenlösungen von Rahmenwerk 2 oben. Um zum Beispiel die Existenz oder das Verschwinden eines Elektrons zu signalisieren, muss man einen Operator verwenden: einen Erzeugungsoperator für das Erscheinen im Elektronenfeld und einen Zerstörungsoperator für das Verschwinden im Elektronenfeld.

Nun um zu deiner Frage zu kommen:

Warum ist ein Teilchen nicht nur mit dem elektrischen Feld oder nur mit dem magnetischen Feld verbunden?

Die elektrischen und magnetischen Felder sind klassische Felder des Rahmenwerks 1. Da die Natur kontinuierlich ist, kann gezeigt werden , dass die klassischen Felder in einer langgezogenen feldtheoretischen Berechnung aus den quantenmechanischen Feldern hervorgehen. Eine höhere Ebene, die auf der zugrunde liegenden Quantenebene aufgebaut ist. So entsteht Licht aus einer großen Anzahl von Photonen auf komplizierte mathematisch konsistente Weise, aber ein Photon ist kein Licht in dem Sinne, dass ein Gebäude aus Ziegeln besteht, aber ein Ziegel kein Gebäude ist.