Verwenden Physiker die Begriffe „Vakuum“, „Quantenvakuum“ und „freier Raum“ synonym? Ich habe zum Beispiel gelesen, dass aufgrund von Erhaltungsargumenten die spontane Aufspaltung eines Photons in ein Elektron-Positron-Paar "im freien Raum" verboten ist. Und doch habe ich auch dieses Ereignis gesehen, das als „Vakuumpolarisation“ bezeichnet wird, was eine seltsame Verwendung erscheinen würde, wenn Vakuum und freier Raum tatsächlich Synonyme sind. (Ich entschuldige mich, wenn eine meiner Prämissen ungültig ist; ich bin nur Mathematiker.)
Vakuum ist freier Raum, aber Vakuumpolarisation ist nicht mit dem Diagramm verbunden, das nur die Aufspaltung eines Photons in ein Elektron-Positron beschreibt, sondern mit dem Diagramm, das das Elektron-Positron-Paar in einer Schleife mit einem ein- und ausgehenden Photon enthält.
Solche Teilchen in einem Feynman-Diagramm, die tatsächlich nicht detektiert werden können, nennt man virtuelle Teilchen, und die Eigenschaft, die sie von realen Teilchen unterscheidet, ist, dass sie off-shell sind, dh nicht den klassischen Bewegungsgleichungen gehorchen und Massen besitzen können, die es sind die Dispersionsrelation nicht erlaubt (die hier vorgestellte Hülle ist die Hyperfläche, die durch die von der Dispersionsrelation erlaubten Energien in den Energie-Impuls-Raum geschwemmt wird, alle realen, nachweisbaren Teilchen befinden sich auf der Hülle). Da das Elektron-Positron-Paar der Vakuumpolarisation außerhalb der Schale liegt, scheitern die Energie-Impuls-Konversationsargumente, die seine Erzeugung verbieten, da das Paar nicht den klassischen Dispersionsbeziehungen zwischen Energie und Impuls gehorcht.
rjv
ACuriousMind