Kann ein in einem Gravitationsfeld beschleunigtes freies Elektron Photonen absorbieren? [Duplikat]

Ein „freies“ Elektron, das in einem elektromagnetischen Feld beschleunigt wird, kann ein Photon sowohl absorbieren als auch emittieren. Was ist mit einer Wahl, die sich in einem Gravitationsfeld beschleunigt?

Bearbeiten: Einige Benutzer haben vorgeschlagen, dass die Frage ein Duplikat ist. Meine Frage betrifft jedoch die Photonenabsorption, nicht die Strahlung von Photonen.

Der Hauptunterschied besteht darin, dass meins fragt, ob es Photonen absorbieren kann. In der Physik gibt es fast keinen Zweifel daran, dass Elektronenstrahlen beschleunigt werden. Aber ich gehe davon aus, dass es zu dieser Frage eine ausführliche Debatte geben wird. Meine eigene Ansicht ist, dass dies möglich sein sollte, da Quantenprozesse reversibel sind.
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Ich vermute, diese Frage sollte halbklassisch angegangen werden, indem man QED im gekrümmten Raum und nicht in Bezug auf Gravitonen untersucht.

Antworten (1)

Ein „freies“ Elektron, das in einem elektromagnetischen Feld beschleunigt wird, kann ein Photon sowohl absorbieren als auch emittieren.

Sowohl Elektronen als auch Photonen gehören im Standardmodell der Teilchenphysik zur Tabelle der Elementarteilchen , sind also quantenmechanische Größen und müssen als solche modelliert werden. Ein Elektron absorbiert also kein Photon, es wechselwirkt mit einem Photon nach den Regeln der Quantenmechanik. Feynman-Diagramme werden verwendet, um die Integrationen zu modellieren, die notwendig sind, um die Wahrscheinlichkeiten von wechselwirkenden Elektronen und Photonen zu finden, in diesem Fall Compton-Streuung genannt.

Compton-Streuung

Was ist mit einem Elektron, das in einem Gravitationsfeld beschleunigt?

Wenn wir die effektive Quantisierung der Gravitation akzeptieren, dh dass Gravitonen Teil des zukünftigen Standardmodells der Elementarteilchen sein werden, wird ein analoges Diagramm existieren, in dem ein Graviton eines der Photonen in den Diagrammen ersetzen wird.

Ich denke, aufgrund der Diagramme kommt es zu einer gewissen Verwirrung über "ein Elektron absorbiert kein Photon": Wo ist das Photon im Mittelabschnitt? Es sieht auf jeden Fall so aus , als wäre es absorbiert worden.
Es wird nicht als Absorption bezeichnet, da die Zwischenlinie nur eine mathematische Darstellung innerhalb eines Integrals ist, integriert über die Grenzen. Es ist kein echtes Elektron, da seine Masse über ein Kontinuum von Werten und eine Hülle außerhalb der Masse variabel ist. Absorption würde bedeuten, dass sich die Masse des Elektrons in seinem Schwerpunktsystem ändern würde, und das ist falsch.
Das ist es auch schon, diese Diagramme werden oft als „einfacher Weg zum Verständnis“ dieser Dinge aufgestellt, aber tatsächlich gibt es eine ernsthafte Komplexität, die nicht wirklich dargestellt wird. Wer sich das anschaut, sieht auf den ersten Blick ein fehlendes Photon, das „absorbiert“ wurde. Jetzt sind Sie also wieder dabei, alles zu erklären, von dem Sie gehofft haben, dass es das Diagramm vermeiden könnte!
@MauryMarkowitz Ich habe das Diagramm hochgeladen, weil es das quantenmechanisch korrekte Modell ist. Man nennt es nicht Absorption, sondern Compton-Streuung. Es ermöglicht auch zu sehen, wie Gravitonen in das Spiel eintreten würden.
Ein Elektron, das durch ein Gravitationsfeld beschleunigt wird, strahlt also keine Photonen aus? Wurde ein Experiment durchgeführt, um dies zu überprüfen, und kann jemand einen Link zu einem solchen Experiment bereitstellen?
@AbdulMoizQureshi Ich habe gerade das Gegenteil im richtigen quantenmechanischen Rahmen beschrieben. Ein Graviton auf der linken Seite, das mit einem Elektron wechselwirkt, kann seine Energie übertragen und ein Photon erscheint. So ist die Beschleunigung im Quantensystem. Diese Wechselwirkung ist sehr unwahrscheinlich, da die Gravitations-Elektronen-Kopplung sehr klein ist und daher nicht gemessen werden kann, siehe die Kopplungen hier hyperphysics.phy-astr.gsu.edu/hbase/Forces/funfor.html
Aber wurde tatsächlich ein Experiment durchgeführt, um zu zeigen, dass ein in einem Gravitationsfeld beschleunigtes Elektron keine Photonen emittiert oder absorbiert?
Haben Sie sich die Größe der Kopplungskonstanten in dem oben angegebenen Link angesehen? Das Elektron koppelt so viel mehr mit dem elektromagnetischen Feld, seine Strahlung passt innerhalb von Fehlern zu den elektromagnetischen Berechnungen, es gibt keine Möglichkeit, die Wirkung der Erdbeschleunigung zu erkennen, die alle Elektronen ohnehin im Gravitationsfeld der Erde erfahren. Es wird 10^-37 kleiner sein. es kann kein Experiment geben, um die notwendige Genauigkeit zu erreichen. Es besteht eine winzige Wahrscheinlichkeit, aufgrund einer Graviton-Wechselwirkung zu emittieren, aber es ist nicht messbar
Kann ein in einem Gravitationsfeld beschleunigtes freies Elektron Photonen absorbieren? [Duplikat]
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