Welches Kraftteilchen vermittelt elektrische und magnetische Felder?

Welches Kraftteilchen vermittelt elektrische und magnetische Felder?

Photonen, wie Sie vorgeschlagen haben.

1) Würde das nicht bedeuten, dass ein geladenes Teilchen (z. B. ein Elektron oder sogar ein polarisiertes H2O-Molekül) ständig Energie durch das Aussenden von Photonen verlieren würde?

Diesen Vorgang müssen Sie in einer Quantenfeldtheorie beschreiben . Virtuelle Photonen, die von geladenen Teilchen emittiert werden, werden in einer Zeit reabsorbiert, die mit dem Unsicherheitsprinzip vereinbar ist . Daher wird über eine begrenzte Zeitdauer Energie gespart.

2) Würde das nicht bedeuten, dass ein elektrisches Feld untrennbar von einem magnetischen Feld ist, da Photonen beides haben – und dass das eine nicht ohne das andere sein kann?

Das kann man schon im klassischen Elektromagnetismus zeigen - siehe Maxwellsche Gleichungen .

3) Wäre es dann möglich, die Wellenlänge magnetfeldvermittelnder Photonen zu bestimmen? Wenn ja, was ist die Wellenlänge - ist sie zufällig oder konstant?

Die Wellenlänge eines Photons hängt mit seiner Energie zusammen, was wiederum mit der Unschärferelation zusammenhängt. Je länger die aus dem Vakuum geliehene Zeit ist, desto geringer ist die Energie des Photons, also hat es eine längere Wellenlänge. Daher ist die Wellenlänge virtueller Photonen in großen Entfernungen von der EM-Quelle viel länger als in kurzen Entfernungen.

4) Wie kann ein Photon (das einen Impuls hat) von einem elektrisch geladenen Teilchen zu einem entgegengesetzt geladenen Teilchen bewirken, dass diese Teilchen zueinander gezogen werden – oder wie kann ein Magnetfeld bewirken, dass ein elektrisch geladenes, sich bewegendes Teilchen eine Kraft erfährt, die senkrecht dazu steht Quelle des Magnetfelds, wenn ein Teilchen mit einer Masse ungleich Null, das sich zwischen den beiden bewegt, der Vermittler dieser Kraft ist?

Dies wird je nach Hintergrund weniger intuitiv. Richard Feynman führte einen Trick ein, der eine Möglichkeit bietet, sich den Vorgang vorzustellen. Stellen Sie sich vor, das Photon wird in der Zukunft zwischen entgegengesetzt geladenen Teilchen emittiert und reist „in der Zeit zurück“ – daher sein Impuls minus minus das, was es wirklich ist. Dies wird hier ausführlich erklärt .

Wenn es sich um "virtuelle Photonen" handelt, erklären Sie bitte, warum sie anders funktionieren als normale Photonen

Im Gegensatz zu "echten" Photonen (die eine transversale Polarisation haben), haben virtuelle Photonen sowohl eine transversale als auch eine longitudinale Polarisation. Der Energie-Impuls-Vier-Vektor der virtuellen Photonen und im Allgemeinen aller virtuellen Teilchen ist nicht notwendigerweise 0: Virtuelle Teilchen sind außerhalb der Massenhülle . Das bedeutet, dass virtuelle Photonen eine Masse ungleich Null haben können – was bedeutet, dass sie auch einen longitudinalen Polarisationszustand haben. Es ist wichtig, die zusätzliche Polarisation in Ihren Berechnungen zu berücksichtigen.