Ist die Existenz eines Photons relativ? [Duplikat]

Die kurze Antwort ist ja. Wenn man versucht, die Theorie der Quantenfelder in der Minkowski-Raumzeit auf allgemeinere Raumzeiten zu verallgemeinern, stellt man fest, dass mehrere vertraute Merkmale der Theorie fehlen oder mehrdeutig sind. Beispielsweise ist es im Allgemeinen nicht möglich, einen Vakuumzustand eindeutig zu definieren, wenn man QFT in einer gekrümmten Raumzeit untersucht. Das heißt, ein Zustand, den ein Beobachter als Vakuum sieht, kann ein anderer als ein thermisches Bad von Teilchen sehen.

Natürlich ist die Raumzeit, um die es hier geht, nur die Minkowski-Raumzeit, keine gekrümmte Raumzeit. Die gleichen Probleme, mit denen man bei QFT in gekrümmter Raumzeit konfrontiert ist, treten jedoch auch auf, wenn man QFT in flacher Raumzeit in einem komplizierten Koordinatensystem untersucht, z. B. Beschleunigungskoordinaten. Die Minkowski-Raumzeit in Beschleunigungskoordinaten wird manchmal als Rindler-Raumzeit bezeichnet (obwohl es dieselbe Raumzeit ist), und eine langwierige QFT-Berechnung zeigt, dass, wenn sich unser System laut einem Trägheitsbeobachter im Vakuumzustand befindet, unser beschleunigender Beobachter einen Hintergrund von Partikeln sehen wird mit einem perfekten Schwarzkörper-Energiespektrum, mit Temperatur

Wo$A$ist die Größe der Eigenbeschleunigung. Dies ist als Unruh-Effekt bekannt.

Zunächst einmal sind beschleunigte Frames keine Trägheitsframes.

Zweitens sind Elektronen und Photonen Elementarteilchen und werden in einem quantenmechanischen Rahmen beschrieben, in dem alles Teilchen und Wechselwirkungen von Teilchen sind.

Der Oberbegriff „Beobachter“ muss im Sinne von Wechselwirkungen definiert werden, um die Mathematik des Systems aufschreiben zu können.

Damit ein Elektron beschleunigt werden kann, muss es mit einem Feld wechselwirken und Energie verlieren, indem es ein Photon emittiert, als Beispiel ist es in diesem Diagramm das Feld eines anderen Elektrons, mit dem das obere Elektron wechselwirkt und ein Photon abstrahlt:

Aber aus der Sicht des Elektrons

Hier kann angenommen werden, dass das untere Elektron in seinem Ruhesystem beginnt.

Das ganze Diagramm ist Lorenz-invariant, und das einzige, was sich ändert, wenn man zum Massenmittelpunkt des anderen Elektrons geht, ist, wie die Energie den Photonen zugeführt wird.

Im Allgemeinen verschwinden Photonen bei Lorenz-Transformationen nicht, sie können ihre Frequenz erhöhen oder verringern, bis hin zu riesigen Wellenlängen abnehmen, was bedeutet, dass der Lichtstrahl, der aus Zillionen solcher Photonen hervorgeht, eine Wellenlänge von der Größe des Universums haben und in der Grenze darstellen kann ein statisches Feld.