Ist virtuelles Teilchen dasselbe wie Kraftteilchen?

Ist virtuelles Teilchen dasselbe wie Kraftteilchen?

Im Allgemeinen ja. Aber bei den Grundkräften wird unterschieden, welche Teilchen Grundkraftträger sind

Kraft ist ein Konzept, das in klassischen Dimensionen als dp/dt definiert ist, wobei p der Impuls ist.

Ein virtuelles Teilchen ist ein quantenmechanischer Begriff, der für die Feymman-Diagramme relevant ist, die die Wechselwirkungen von elementaren und zusammengesetzten Teilchen in quantenmechanischen Dimensionen beschreiben. Quantenmechanische Dimensionen entsprechen h_bar. Virtuelle Teilchen sind die inneren Linien in der symbolischen Darstellung der Diagramme, sie tragen die Quantenzahlen ihrer benannten Teilchen, sind aber außerhalb der Massenhülle.

Feynman-Diagramme sind grafische Möglichkeiten zur Darstellung von Austauschkräften. Jeder Punkt, an dem Linien zusammenkommen, wird Scheitelpunkt genannt, und an jedem Scheitelpunkt kann man die Erhaltungsgesetze untersuchen, die Teilchenwechselwirkungen bestimmen. Jeder Scheitelpunkt muss Ladung, Baryonenzahl und Leptonenzahl erhalten

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Teilchen werden durch Linien mit Pfeilen dargestellt, um ihre Bewegungsrichtung anzuzeigen, wobei Antiteilchen ihre Pfeile umgekehrt haben. Virtuelle Partikel werden durch wellenförmige oder unterbrochene Linien dargestellt und haben keine Pfeile.

Alle Wechselwirkungen zwischen Anfangs- und Endzustand tragen eine Impulsänderung und damit ein dp/dt. In diesem Sinne übertragen alle virtuellen Teilchen (und das können alle elementaren und zusammengesetzten quantenmechanischen Teilchen sein) eine Kraft, ein dp/dt.

Du fragst:

In welche der oben genannten Kategorien fallen Photon, Graviton und Gluon? Virtuelles Teilchen, Kraftteilchen oder beides?

Das Photon, das Z,W und das Gluon werden Grundkraftträger genannt , weil ihr virtueller Austausch die Diagramme erster Ordnung in der elektromagnetischen, schwachen bzw. starken Wechselwirkung dominiert.

Sowohl das Photon in einer inneren Linie als auch die W,Z sind virtuelle Kraftträger, können aber auch auf Massenhüllen reale Teilchen sein. Das Gluon liegt aufgrund der Natur der starken Wechselwirkung immer in inneren Linien und damit immer virtuell. Das Graviton ist ein hypothetisches Teilchen in effektiven Quantisierungen der Gravitation, in denen es sich für gravitative Wechselwirkungen/Kräfte genauso verhält wie das Photon für elektromagnetische.

Zusammenfassend können in den Feynman-Diagrammen alle elementaren (und zusammengesetzten) quantenmechanischen Teilchen virtuell und damit Kraftträger in einer Wechselwirkung sein, aber die Teilchen, Eichbosonen, Photonen, Z/W, Gluon, Graviton genannt, sind den jeweiligen vier zugeordnet Kräfte, elektromagnetische, schwache, starke und Gravitation, aufgrund der Stärke der Diagramme erster Ordnung.