Sind Materiewellen transversal und können sie polarisiert werden?

Unterschiedliche mögliche Polarisationen einer "Materieteilchenwelle" entsprechen den unterschiedlichen möglichen Freiheitsgraden des das "Teilchen" beschreibenden Quantenfeldes.

Für ein Photon haben wir 2 mögliche Polarisationen (zum Beispiel: vertikale Polarisation, horizontale Polarisation). Für ein Elektron haben wir auch 2 mögliche Polarisationen (zum Beispiel: linkshändig, rechtshändig). Für das Positron haben wir auch die gleichen 2 möglichen Polarisationen, und das gesamte Elektron/Positron-Quanten-Dirac-Feld beschreibt 4 mögliche Polarisationen.

Transversalität hat jedoch mit einer genauen Raum-Zeit-Bedingung zu tun, und dieser Begriff ist nur für einige Lorentz-Darstellungen verfügbar. Eine Querrelation wird geschrieben:$\vec k.\vec \epsilon_\lambda (k) = 0$. Es wird jedoch angenommen, dass die Lorentz-Darstellung des Felds ein "Vektor" ist, was (ungefähr) für das Photonenfeld gilt, aber für das Elektron / Positron-Dirac-Feld falsch ist. Im letzteren Fall ist die Darstellung ein Bi-Spinor, sodass Sie keine Transversalitätsbeziehung direkt zwischen dem Impuls erhalten können$\vec k$und ein Bi-Spinor wie$u(\lambda, \vec k), v(\lambda, \vec k)$(Sie müssen bilineare (quadratische) Größen basierend auf Bi-Spinoren einbeziehen, um "Vektoren" zu erhalten).

Ebenso der Begriff der Longitudinalwelle$\vec k$parallel dazu$\vec \epsilon_\lambda (k)$, ist im Fall des Dirac-Feldes Unsinn.

Darauf antworte ich:

Warum wird dann die Frequenz für Materiewellen definiert (mit anderen Worten, wozu dient sie?)?

Die Frequenz ist für elektromagnetische Wellen definiert. Als das Photon entdeckt wurde und ihm die Theorie eine Elementarteilchenidentität zuwies, auf Augenhöhe mit Elektronen und Protonen (damals ), stellte man fest, dass die Frequenz der elektromagnetischen Welle, die sich aus vielen Teilchen zusammensetzte, mit der Energie des Photons zusammenfiel mal eine Konstante E=h*nu . In diesem Fall steht außer Frage, warum die gleiche Frequenz verwendet wird.

Als Materie in der Mikrowelt postuliert wurde, dass sie sich wie eine Welle verhält, und sie im Zweispaltexperiment eine Frequenz aufwies , war die Analogie zu den Photonen eklatant, vorausgesetzt, man baute ein Modell der Natur auf einheitliche Weise auf, und damit De Broglie verband die Energie/den Impuls eines Materieteilchens mit der beobachteten Wellenlänge. Es funktionierte als First-Level-Modell.

Als die Quantenmechanik mit ihren Postulaten und ihren Gleichungen formalisiert wurde, wurde klar, dass das Beugungsmuster von den (quantenmechanischen Dimensionen) Teilchen, Photonen, Elektronen, ... eine Wahrscheinlichkeitsverteilung war, die durch die Randbedingungen berechnet und vorhergesagt werden konnte die Lösungen der Gleichungen . Die Wahrscheinlichkeit zeigt Interferenzmuster an.

Somit ermöglichte die Identifizierung von Materie mit einer Häufigkeit, Daten zu beschreiben und zukünftiges Verhalten auf einheitliche und präzise Weise vorherzusagen.

Seine "Nutzung" ist ähnlich wie jede sachliche Zahl über Teilchen auf der Quantenebene: um vorhandene Daten zu beschreiben und zukünftiges Verhalten vorherzusagen.

Ich denke, diese Materiewelle könnte sowohl longitudinal als auch transversal sein!!!

Auch wenn zu diesem Zeitpunkt irgendein Wissenschaftler irgendwo bewiesen hat, dass es entweder längs oder quer ist, kann in Zukunft von jemand anderem mit dieser Änderung korrigiert werden - es ist sowohl längs als auch quer.

Wie wir allgemein wissen, ist das Konzept der Materiewelle nur die Idee der Wahrscheinlichkeit, eine Materie an einer bestimmten Position zu finden, als Quadrat der Amplitude der Welle. Diese Wahrscheinlichkeit gilt dann gleichermaßen für eine Longitudinal- oder Transversalwelle.

Eine andere Tatsache, die wir alle wissen, ist, dass Gedanken zuerst kommen und sich dann in Handlungen und Ergebnisse verwandeln. Genauso könnten wir sagen, dass im Universum Feld und Wellen die ersten existierenden sein könnten und dann kam die Materie. Eine Welle ist eine in einem Medium erzeugte Störung und daher könnte das Feld selbst das erste Medium sein, mit gleicher Wahrscheinlichkeit für eine Longitudinal- und eine Transversalwelle. Beide dürfen nicht gleichzeitig existieren. Da die Geschwindigkeit jedoch zu hoch ist, können wir, selbst wenn wir uns den Ursprung der Welle selbst ansehen, möglicherweise nicht in der Lage sein, die zeitliche Verzögerung der Produktion dieser beiden unterschiedlichen Typen richtig zu unterscheiden, und wir können das Gefühl haben, dass beide gleichzeitig existieren.

Diese Themen bedürfen weiterer Forschung und ich bin mir sicher, dass nur die Konzepte der Physik nicht ausreichen würden, um zu dem Ergebnis zu kommen - In der Physik kennen wir uns mit den Feldern, Kräften und allem aus. Beispielsweise wissen wir, dass sich gleiche Felder einer Ladung oder eines Magneten gegenseitig abstoßen. Wir kennen keine zwei Felder, die miteinander interagieren, ihre Natur ändern (von Anziehung zu Abstoßung oder umgekehrt) aufgrund der Umstände oder der Umgebung. Wir alle wissen jedoch, dass unsere Gedanken und Einstellungen, die auch nichts als Felder sind, die von den komplexen Gehirnneuronen und -feldern geschaffen werden, die Natur verändern werden. Dasselbe kann zu einem bestimmten Zeitpunkt eine Frage der Liebe oder Anziehung für dieselbe Person und zu einem anderen Zeitpunkt eine Frage des Hasses sein.

Anstatt durch einen einzigen Wissenschaftszweig zu gehen, sollten wir an gemeinsame Forschungen von Experten aus verschiedenen Bereichen denken.