Folgen virtuelle Teilchen Weltlinien (raumartig, zeitartig, lichtartig)?

Wenn wir von statischen Kraftfeldern sprechen, verwenden wir virtuelle Teilchen, um die Wechselwirkung solcher Felder mit anderen Teilchen zu beschreiben. Diese virtuellen Teilchen sind keine realen Teilchen, sie sind ein mathematisches Modell.

Ich habe diese Frage gelesen:

Nehmen wir an, die Sonne bewegt sich von uns weg, dies sollte eine Änderung der Gravitationskraft bewirken, wann wird diese Änderung von uns bemerkt?

Folgt der statischen Schwerkraft weltraumähnliche Geodäten?

Da wir nun Kraftfelder mit ihnen beschreiben und Kraftfelder von einem realen Objekt erzeugt werden (wie ein Elektron für EM oder ein Stern für Schwerkraft, Quarks für starke, schwache Kraft), breiten sich die virtuellen Teilchen irgendwie (zumindest theoretisch) aus das Objekt, wo das Nahfeld reicht.

Theoretisch befinden sich virtuelle Teilchen außerhalb der Massenhülle und gehorchen nicht der SR, der Lichtgeschwindigkeit.

Es gibt jedoch drei Weltlinien gemäß SR:

1. raumartig

2.zeitlich

3.leicht

Nun, im Fall der Schwerkraft gibt es einen Schwerpunkt, normalerweise ein Objekt (mit Stressenergie), und diese virtuellen Gravitonen existieren überall im Gravitationsfeld.

Im Fall von EM gibt es ein zentrales Objekt, eine Ladung, die das EM-Feld erzeugt.

Diese virtuellen Teilchen müssen zumindest theoretisch die Kräfte vom Objekt zu den Positionen im Feld vermitteln, wo immer das Feld mit einem Teilchen wechselwirkt.

Beschreibt SR diese virtuellen Partikel irgendwie in Bezug auf Geschwindigkeit oder Weltlinie?

Frage:

  1. Haben wir nun zumindest theoretisch eine Weltlinie für diese virtuellen Teilchen?
Es gibt keine Weltlinien für Quantenteilchen, weder real noch virtuell.
@G.Smith meinst du, dass ein Photon keiner Geodäte folgt? siehe hier en.m.wikipedia.org/wiki/World_line , suchen Sie nach "quantum"
@annav Ich hätte sagen sollen, dass ein Quantenteilchen keiner bestimmten Weltlinie folgt. In der integralen Formulierung des Feynman-Pfads folgt er allen möglichen Weltlinien. Ich glaube nicht, dass das das war, was der OP im Sinn hatte.

Antworten (1)

Nein, virtuelle Partikel folgen keinen Weltlinien, und ich rate dringend davon ab, in Bezug auf virtuelle Partikel über irgendetwas in QFT nachzudenken – mit Ausnahme der einen Sache, für die sie tatsächlich nützlich sind, nämlich die Berechnung von Streuamplituden.

  1. Es ist schwierig, zunächst über "die" Weltlinie für Quantenobjekte zu sprechen, da diese Teilchen, wenn es keine kontinuierliche Positionsmessung an diesen Teilchen gibt, Unsicherheiten in ihrer Position aufweisen werden. Die Frage, ob Quantenobjekte „Weltlinien folgen“, hängt also davon ab, wie man sie misst. Es wäre wahrscheinlich besser, an eine dickere "ausgeschmierte" Weltlinie zu denken.

  2. Obwohl es ein allgegenwärtiger Gedanke zu sein scheint, sind virtuelle Teilchen nicht real . (Jedes Wort im vorhergehenden Satz ist ein Link zu einer anderen Antwort, bei der ich dasselbe mit anderen Worten sage.) Sie können sie nicht messen, Sie können nicht mit ihnen interagieren und in keiner Formulierung von QFT, die kein störendes Feynman verwendet Diagrammen gibt es nicht einmal etwas, was man "virtuelles Teilchen" nennen könnte. Sie sind nur Linien in einem Diagramm, die bestimmte Integrale codieren, in einer wirklich störungsfreien Formulierung der Quantenfeldtheorie würden Sie sie nicht sehen.

    Entgegen der landläufigen Meinung bilden Feynman-Diagramme keinen Prozess in Raum und Zeit ab. Sie sind Visualisierungen von Beiträgen zu einer Amplitude, aber sie bilden in keiner Weise einen quantenfeldtheoretischen Prozess ab. Ihre Achsen haben keine Einheiten (es gibt keine "Zeitrichtung", nur die Kennzeichnung der äußeren Schenkel als "in" oder "out" ist relevant!), entscheidend ist nur ihre Struktur als Graph. Die internen Linien entsprechen keiner physischen „Entität“, die wir messen oder mit der wir interagieren könnten. Virtuelle Partikel „folgen nicht Weltlinien“, weil sie genauso real sind wie die Linien für Längen- und Breitengrad, die wir auf Karten zeichnen. Sie sind Werkzeuge, mit denen wir die Natur beschreiben, aber sie sind kein Teil der Natur.

  3. Selbst wenn Sie absolut darauf bestehen, diesen Linien viel mehr ontologisches Gewicht zu verleihen, als sie verdienen, müssten Sie, um die Messung eines virtuellen Teilchens zu beschreiben, es mit einem Detektor interagieren lassen, also müsste es die externe Linie einer QFT sein Prozess, so dass es dem Prozess entkommen und an einem Detektor landen kann und daher per Definition kein virtuelles Teilchen wäre! Was spielt es für eine Rolle, ob etwas, dessen Position Sie nicht einmal im Prinzip messen können, "einer Weltlinie folgt"? Was würde das überhaupt bedeuten?

Virtuelle Teilchen sind real. Unzählige Experimente haben dies gezeigt. Nehmen Sie den Casmir-Effekt. Da es mehr Möglichkeiten für die Schwingungen der Quantenfelder und der virtuellen Teilchen außerhalb der Metallplatten gibt als innerhalb der Platten, kommen sie zusammen. Virtuelle Partikel wurden indirekt nachgewiesen. Sie können sie physisch nicht erkennen, aber das bedeutet nicht, dass sie nicht existieren.