Welche physikalischen Beweise gibt es dafür, dass subatomare Teilchen entstehen und wieder verschwinden?

Oben können Sie sehen, warum ich die Sprache der "Quantenfluktuationen" nicht mag - was die Leute damit meinen, ist nur "Terme in Störungsreihen, die wir klassisch nicht verstehen können" . Ähnlich der Satz

... Partikel tauchen auf und verschwinden wieder ...

ist ein weiterer naiver Versuch, Quanteneffekte in einer klassischen Sprache zu beschreiben. Und es gibt keine klassische Analogie, die die Quantenbeschreibung der Welt in absoluter Genauigkeit widerspiegeln würde.

Andererseits kann ich nicht sagen, dass diese Sprache falsch ist – sie ist formal richtig. Das Problem ist, dass es nur den Karren vor das Pferd stellt und viel unnötige Verwirrung stiftet.

Um meine Antwort zusammenzufassen: Ihre Frage ist falsch, da Sie nach " Beweisen " für eine populäre naive Beschreibung von Quantenphänomenen in einer klassischen Sprache fragen.

Was Sie eigentlich fragen sollten, sind die experimentellen Beweise für die Quantenmechanik und die Quantenfeldtheorie. Und der experimentelle Beweis für die Quantenbeschreibung der Welt besteht aus einer Fülle berühmter, nicht so berühmter und überhaupt nicht berühmter Experimente. Es gibt sogar weltliche Geräte, die Feinheiten der Quantenmechanik zum Wohle der Menschen ausnutzen. (Ich bin mir ziemlich sicher, dass Sie diese ohne meine Hilfe finden können.)

Diese Antwort ist im Grunde ein Argument dafür, warum Sie die Terme einer Störungsreihe unter den richtigen Umständen als interessante Objekte behandeln sollten. Das ändert nichts daran, dass es sich hier nur um mathematische Terme handelt, aber es zeigt, dass sie neben der reinen Summe auch einen erklärenden Wert haben, weil jeder Term der führende Term in der Summe eines anderen physikalischen Vorgangs sein kann.

Meson-Produktion

Ein bedeutender Beitrag zur Vorwärtsproduktion von Pionen und anderen Mesonen ist der Anstoß von Quarkpaaren aus dem Nukleonenmeer . Reaktionen wie

Eine von vielen weiteren technischen Diskussionen finden Sie unter$f_\pi$Unterlagen der Zusammenarbeit: ¹

• http://inspirehep.net/record/535171
• http://inspirehep.net/record/1290558
• http://inspirehep.net/record/1334567

Drell-Yan

Der "Drell-Yan"-Prozess ist

Es ist bei Kollisionen zwischen zwei Protonen erhältlich. Protonen haben einen Valenzquarkgehalt von$uud$. Woher kommt also das Antiquark im Ausgangszustand? Aus dem Nukleonenmeer. Experimente mit dieser Technik umfassen NuSea und SeaQuest

¹ Ausgewählt, weil ich weiß, welche das sind, weil ich schon zu Beginn meiner Karriere Teil der Zusammenarbeit war.

Mein derzeitiges Verständnis ist, dass die physikalische Realität von Vakuumfluktuationen, Teilchen-Antiteilchen-Paaren, die erzeugt und dann vernichtet werden, umstritten ist. Der Casimir-Effekt wird oft als physikalischer Beweis angeführt, aber es gibt einige Autoren, die bestreiten, dass der Casimir-Effekt ein überzeugender Beweis für die Realität von Vakuumschwankungen ist, da sie argumentieren, dass die gleichen Ergebnisse aus der Behandlung des Effekts als Ergebnis gewonnen werden können von verzögerten Van-der-Waals-Kräften, nicht von Vakuumschwankungen.

Siehe dieses Papier: http://arxiv.org/abs/hep-th/0503158

und

diese Zusammenfassung der Situation http://orbi.ulg.ac.be/bitstream/2268/137507/1/238.pdf

Lesen Sie vielleicht zuerst die Zusammenfassung, sie ist einfach und schnell zu lesen :) Soweit ich weiß, haben wir außer dem Casimir-Effekt keine anderen Beweise für die physikalische Realität von Vakuumschwankungen. Wenn Sie tiefer eintauchen möchten, sind die von den beiden oben zitierten Artikel ein guter Anfang.

Dieses Phänomen wird Quantenfluktuationen oder Vakuumenergie genannt und könnte theoretisch durch die Heisenbergsche Unschärferelation mit dem Energieterm beschrieben werden. Einer der physikalischen Beweise für ein solches Phänomen ist der „Casimir-Effekt“.

Wenn zwei ungeladene Platten nahe aneinander gebracht werden, zeigen sie eine Abstoßungskraft, diese Kraft wird durch Quantenfluktuationen erklärt (subatomare Teilchen, die auftauchen und aus der Existenz verschwinden).

Der beste experimentelle Beweis kommt von Photon-Photon-Kollisionen . Diese entstehen bei Kollisionen virtueller Teilchen (z. B. Quarks), die Bremsstrahlungsphotonen in einem umgeben$e^{+}e^{-}$Collider.

Aus dem Ton Ihrer Frage geht hervor, dass Sie nach einem einfachen Beispiel für allgemeine Erfahrungen suchen. Das Phänomen ist jedoch ein hochenergetischer Quanteneffekt, der auf den Energieskalen, in denen wir unser normales Leben führen, nicht offensichtlich ist. Ich glaube nicht, dass Sie es zum Beispiel in einer Kerzenflamme bemerken würden.

Bei den Energieskalen des LEP-Colliders (an dem ich in den 1990er Jahren gearbeitet habe) war der Effekt sehr real und erzeugte häufige Ereignisse in unseren Detektoren, die korrigiert werden mussten.

Nur nebenbei würde mich interessieren, welchen Aspekt der biblischen Unfehlbarkeit dieses Phänomen Ihrer Meinung nach in Frage stellen könnte ...