Masselose geladene Teilchen in einem elektrischen Feld

In der verlinkten Frage scheint die "Tatsache", dass in der Kosmologie bei Berechnungen des Urplasmas mit masselosen geladenen Teilchen umhergeschleudert wird, der Aufmerksamkeit entgangen zu sein. Kosmologische Studien gehen davon aus, dass Eichbosonen und die Fermionen der Standardmodelltabelle vor der Symmetriebrechung masselos sind.

Zu kosmologischen Zeiten, wenn Quarks masselos sind, werden durch die Ladungen der Quarks immer noch elektrische und magnetische Felder aufgebaut. Diese Zürcher Diplomarbeit macht einige Berechnungen.

Hier wird eine verwandte Frage beantwortet :

Synchrotronstrahlung aus masseloser Ladung

Die klassische Strahlungsleistung einer beschleunigten massiven Ladung divergiert in der Nullmassegrenze, während einige Autoren vermuten, dass eine streng masselose Ladung überhaupt nicht strahlt. Andererseits ist die regulierte klassische Strahlungsreaktionskraft, obwohl sie seltsam aussieht, nicht null und endlich. Um diese Kontroverse zu klären, betrachten wir das Strahlungsproblem in der masselosen skalaren Quantenelektrodynamik im äußeren Magnetfeld. In diesem Rahmen wird festgestellt, dass Synchrotronstrahlung ungleich Null, endlich und im Wesentlichen Quantenstrahlung ist. Seine spektrale Verteilung wird unter Verwendung von Schwingers Eigenzeitverfahren für masselose Ab-initio-Teilchen mit Nullspin berechnet. Bereitgestellt$E^2$ist sehr viel größer als$eH$, das Maximum im Spektrum ist bei gezeigt$(h/{2π})ω=Ε/3$, und die durchschnittliche Photonenenergie ist$4Ε/9$. Das normalisierte Spektrum ist universell und hängt weder von E noch von H ab. Die Quantennatur der Strahlung macht die klassische Strahlungsreaktionsgleichung für masselose Ladung bedeutungslos. Die klassische Theorie ist nur zuverlässig, da sie den niederfrequenten Teil des wahren Quantenstrahlungsspektrums liefert.

Dies steht im Widerspruch zu einem früheren Artikel in Arxiv, der behauptet, dass masselose Teilchen nicht strahlen.

Masselos geladene Quarks scheinen kein einfaches Problem für die Kosmologie zu sein, wie dieser ziemlich esoterische Vortrag am CERN zeigt. "1. Ein geladenes masseloses Quark in einem Magnetfeld - CERN Indico" .

Die Berechnungen sind für kosmologische Modelle relevant und man erwartet, dass in Zukunft weitere Ergebnisse gefunden werden, da es keine triviale Frage für Energien vor elektroschwacher Symmetriebrechung zu sein scheint.

Ich gehe davon aus, dass eine analoge Studie für elektrische Felder durchgeführt werden könnte, aber magnetische Felder sind in den kosmologischen Plasmazuständen nützlicher, da aus Untersuchungen der Sonne bekannt ist, dass Plasma magnetische Felder tragen kann.

Genau das passiert. Ihre Energie und ihr Impuls nehmen zu, obwohl ihre Raumgeschwindigkeit immer gleich c wäre. Sie könnten diese Zunahme beobachten, indem Sie sie mit anderen Teilchen streuen, um ihre Energie zu messen.

Gemäß dieser Frage: " Masselose geladene Teilchen ?" kann es theoretisch masselose geladene Teilchen geben.

Was passiert, wenn wir sie in ein elektrisches Feld bringen?

Das elektrische Feld könnte theoretisch die Richtung dieser Teilchen ändern.

Wie werden sie auf die Zunahme des Impulses/der Energie reagieren? Bei Photonen erhöht sich in diesem Fall die Frequenz der zugehörigen elektromagnetischen Welle.

Marek sagt auch: "@Eelvex: es hängt von Ihrer Definition von theoretisch unmöglich ab. Aber ja, sie werden im Grunde durch Experimente ausgeschlossen, weil eine Welt mit geladenen masselosen Teilchen sich sehr von unserer unterscheiden würde. – Marek 2 apr. 11 um 9: 34"

Und zur anderen Antwort sagt Eelvex: "... masseloses Teilchen muss sich um c bewegen. – Eelvex 12 feb. 14 um 13:12 Uhr".

Es ist also nicht so, dass Sie die Geschwindigkeit erhöhen werden. Aber theoretisch würde eine extrem kleine Erhöhung den Abstand zwischen den Spitzen des Wellenlängenvektors verringern und die Frequenz erhöhen.

Siehe Wikipedia-Seite Quantenmechanik :

„Die Quantenmechanik unterscheidet sich von der klassischen Physik darin, dass Energie, Impuls und andere Größen eines Systems auf diskrete Werte beschränkt werden können (Quantisierung), Objekte sowohl Eigenschaften von Teilchen als auch von Wellen haben (Welle-Teilchen-Dualismus) und dass es Grenzen gibt Genauigkeit, mit der Größen bekannt sein können ( Unschärferelation ).".

Zwischen dem winzigen Geschwindigkeitsunterschied, den Sie wahrscheinlich nicht erzeugen können, und dem Unsicherheitsprinzip werden Ihre Bemühungen nicht messbar sein. Die Energie, die benötigt wird, um die Geschwindigkeit von einem Bruchteil weniger als zu erhöhen$c$(wenn sie so langsam fahren) zu$c$wäre immens. Sie zu verlangsamen wäre einfacher, einfacher zu bewerkstelligen, einfacher zu messen.

Dank der Antwort von anna v wurde ich dazu bewogen, diese Frage weiter zu untersuchen, was zu dieser interessanten Diskussion bei ReseachGate führte: „ Wie erkläre ich, warum ein masseloses geladenes Teilchen nicht existieren kann? “.

Das führte zu diesem Artikel: „ Elektrodynamik masseloser geladener Teilchen “ (21.01.2015), von Kurt Lechner (mit 8 Zitaten ): „ Abstract : Wir leiten die klassische Dynamik masseloser geladener Teilchen rigoros aus ersten Prinzipien ab. .. .". - aber es scheint zu offeneren Problemen zu führen als eine Antwort auf Ihre Frage.

Die zitierten Artikel sind hilfreicher, insbesondere: " Behavior of Charged Spinning Massless Particles " (26. Dezember 2017), von Ivan Morales, Bruno Neves, Zui Oporto und Olivier Piguet:

„ Abstrakt

Wir greifen die klassische Theorie eines relativistischen masselosen geladenen Punktteilchens mit Spin auf, das mit einem externen elektromagnetischen Feld wechselwirkt. Insbesondere geben wir eine genaue Definition seiner kinetischen Energie und seiner Gesamtenergie, wobei letztere erhalten bleibt, wenn das äußere Feld stationär ist. Wir schreiben auch die Erhaltungssätze für Linear- und Drehimpuls. Schließlich stellen wir fest, dass die Geschwindigkeit des Teilchens von abweichen kann$c$als Ergebnis der Wechselwirkung zwischen Spin und elektromagnetischem Feld, ohne die Lorentz-Invarianz zu gefährden.

Zufälligerweise erwähnt das Papier auf den Seiten 2 und 17 die Elektronen von Graphen (ebenso wie die ResearchGate-Diskussion), die auf Artikel zur Physik der kondensierten Materie verweist.

Ich werde diese Bearbeitung hier belassen, wenn kein weiteres Interesse besteht.