Warum muss es immer ein reales Teilchen mit der gleichen Masse des virtuellen Teilchens eines bestimmten Kraftfeldes geben?

Ich habe versucht, diese Frage schon einmal zu stellen, aber ich habe nie eine zufriedenstellende Antwort bekommen, also werde ich meine Frage vereinfachen.

  1. So wie ich es verstehe, sind virtuelle Teilchen nur „innere Beine eines Feynman-Diagramms“ und daher nicht beobachtbar, und wir können sie tatsächlich nur als „bequeme Art der Organisation einer Störungsexpansion“ und nicht als tatsächliche Teilchen selbst betrachten.

  2. Der für virtuelle Teilchen verwendete Propagator ist gegeben durch 1 P 2 − M 2 für den Schwung P (die auf den Feynman-Ecken erhalten bleibt) und Masse M des virtuellen Teilchens.

Ich verstehe, dass virtuelle Partikel so eine "Off-Mass-Shell" sind P 2 ≠ M 2 , also beziehe ich mich mit "Masse des virtuellen Teilchens" nur auf die Menge m, die im Propagator verwendet wird

  1. Die Masse eines virtuellen Teilchens hängt mit seiner maximalen Reichweite seines Yukawa-Potentials zusammen. dh M ∝ μ für μ In U ∝ e − μ R R

Meine Frage ist, ob virtuelle Teilchen in gewissem Sinne ein "bequemer Fudge" sind, um bei Störungsberechnungen zu helfen. Warum scheint die im Propagator verwendete Variable „m“ immer denselben Wert zu haben wie eine Masse eines Teilchens, die wir in anderen Situationen als real und nicht als virtuell erkennen können.

Es erscheint mir wie ein massiver Zufall, dass eine Masse eines virtuellen Teilchens, das wir gerade als verwandt definiert haben μ zur Vereinfachung der Untersuchung von Wechselwirkungen auch immer in der Lage wäre, selbst als ein „Außenbein“-Teilchen erkannt zu werden.

Letztendlich ist also meine Frage, warum wir nie Kräfte mit haben μ die nicht zufällig mit der Masse eines tatsächlichen realen Teilchens zusammenhängen. Gibt es ein tiefes Theorem zu all dem?

Ich vermute, dass dies der Fall sein könnte, da ich online Erklärungen gehört habe wie: „Das Higgs-Boson hat nichts damit zu tun, Teilchen Masse zu verleihen, das Higgs- Feld tut es, und die Tatsache, dass das Feld existiert, bedeutet, dass die Anregung (nämlich das Higgs-Boson) erforderlich ist existieren'.

Ist Ihnen bewusst, wie virtuelle Partikel in Diagrammen durch Wick-Kontraktionen in der Dyson-Erweiterung entstehen?
Nicht wirklich, also wenn es eine einfache Erklärung für all das gibt, würde ich sie gerne hören.
Sowohl reale als auch virtuelle Teilchen sind Merkmale desselben Quantenfeldes, das die fraglichen Phänomene beschreibt. Ein reales Teilchen mit einer bestimmten Masse stellt sicher, dass es ein Feld mit einem Pol in Propagatoren gibt, die sich bei dieser Masse befinden; Umgekehrt deutete das Yukawa-Potential auf das Vorhandensein eines vermittelnden Teilchens hin, das damals unsichtbar war.

Antworten (1)

Warum muss es immer ein reales Teilchen mit der gleichen Masse wie das virtuelle Teilchen eines bestimmten Kraftfeldes geben?

Denn Physik ist nicht Störungstheorie oder mathematische Objekte im Allgemeinen. Es geht darum, die Natur zu beobachten, genau aus diesem Grund definierte Variablen zu messen und dann mathematische Modelle zu finden, die zu den Messungen passen und auch (idealerweise) alle neuen Messungen vorhersagen.

Bei der Diskussion physikalischer Modelle sollte man also bedenken, dass das mathematische Format ein Werkzeug ist, das definiert wurde, um die Natur zu beschreiben. In Ihrem Fall ist die Störungstheorie ein Modell zur Beschreibung von Teilchenstreuung und Zerfällen.

Eine sehr starke Beobachtung aus den Daten, zusätzlich zur Erhaltung von Energie, Impuls und Drehimpuls, ist die Erhaltung der Quantenzahlen, die in Teilchenstreuexperimenten in den letzten fast 100 Jahren gefunden wurde. Wenn Sie sich die Tabelle der Elementarteilchen ansehen , werden Sie feststellen, dass jedes eine Reihe von Quantenzahlen trägt, die bei der Berechnung von Querschnitt und Zerfällen berücksichtigt werden müssen, deren spezifisches Verhalten unter den verschiedenen Kräften berücksichtigt werden muss.

In der Feynman-Diagrammdarstellung der Reihenentwicklung zur Berechnung von Wechselwirkungen werden diese Quantenzahlen von den Linien getragen, die die Erhaltungssätze, die an jedem Scheitelpunkt gelten, eindeutig zählen, so dass die endgültig ausgehenden Teilchen die richtigen Quantenzahlen haben.

Das bedeutet zum Beispiel, dass die Quantenzahlen eines Elektrons die Linie begleiten, die den Propagator mit der Masse des Elektrons als Pol hat. Es ist die brillante Darstellung komplizierter Berechnungen, die Feynman entdeckt hat.

Das virtuelle Teilchen ist also eine Wirkung , keine Ursache. Da die Linie alle Attribute des Teilchens außer der Masse hat, wird sie als virtuelles Elektron, Photon, up_quark usw. bezeichnet.

Für jedes reale Teilchen kann in der Störungsreihenentwicklung ein virtuelles Teilchen zur Berechnung von Wirkungsquerschnitten und Zerfällen definiert werden, um Quantenzahlen im Sinne der Entwicklung zu verfolgen.

Warum muss es immer ein reales Teilchen mit der gleichen Masse des virtuellen Teilchens eines bestimmten Kraftfeldes geben?
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