Wie können Photonen dazu führen, dass sich Ladungen anziehen? [Duplikat]

Photonen sind die Kraftträger der elektromagnetischen Kraft. Ich sehe nicht, wie dies zu einer Impulsübertragung führen könnte, die Objekte zusammenzieht.

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Für die Kräfte zwischen Elementarteilchen haben wir Feynman-Diagramme, wo es ein vermittelndes Teilchen für die Wechselwirkung gibt. In den einfachsten Diagrammen: für die Starken ist es das Gluon, für die Schwachen sind es Zs und Ws und für die Elektromagnetischen ist es das Photon.

Hier ist die Bhabha-Streuung, bei der das Elektron und das Positron (Anziehungskraft) in der Ausdehnung erster Ordnung und von niedriger Energie sind:

bhabha1bhabha2

      annihilation                                  scattering

x-Achse die Zeitachse.

Für die ee-Streuung existiert nur das zweite Diagramm in erster Ordnung.

Die Frage sollte also lauten, wie es anziehende und abstoßende Kräfte geben kann. Um wirklich zu antworten, müsste man die Mathematik anwenden, die die Feynman-Diagramme vorschreiben, und das Ergebnis wird uns sagen, dass die Kraft anziehend ist.

Ich habe das Analogon mit Booten, die einander Bälle zuwerfen und Impuls für Abstoßung und Bumerangs für Anziehung übertragen, als nützlich für das intuitive Verständnis empfunden .

abstoßend

abstoßendes Analogon

attraktiv

Impulserhaltung direkt für die abstoßende, Drehimpulserhaltung für die anziehende. Wie alle Analoga sollte es nicht zu sehr betont werden. Hier haben wir einen Ball und einen Bumerang. Es ist eine Möglichkeit zu sehen, dass die Boote voneinander "angezogen" werden können.

In den Feynman-Diagrammen hat das e+e- ein zusätzliches Diagramm, das der Berechnung hinzugefügt werden kann und kinematisch den anziehenden Effekt induziert, den das ee- oder e+e+ nicht hat.

Tatsächlich hat A. Zees Buch über „QFT in a nutshell“ in Kapitel I.5 eine sehr schöne Erklärung dazu, und ich werde sie kurz skizzieren (dies ist eine sehr grobe Skizze):

Z = ∫ D A e ich S ( A ) = e ich W ( J )
Wo W ( J ) wird gegeben von:
W ( J ) = − 1 / 2 ∫ ∫ D 4 X D j J ( X ) D ( X − j ) J ( j )
wobei D(xy) der Photonenpropagator ist und sich J(x) und J(y) auf zwei Materieklumpen beziehen. Wenn wir einen Photonenpropagator anschließen, erhalten wir:
W ( J ) = 1 / 2 ∫ D 4 k J μ ( k ) 1 k 2 J μ ( k )

J 0 ist die Ladungsdichte, die für zwei Klumpen positiver Ladung positiv ist und daher das Ergebnis ein positives Vorzeichen hat. Wenn ein Klumpen positiv und der andere negativ wäre, wäre eines der J positiv und das andere J negativ und wir erhalten insgesamt ein negatives Vorzeichen, was zeigt, dass es eine Anziehung zwischen ungleichen Ladungen und eine Abstoßung zwischen gleichen Ladungen gibt.

Photonen wirken also im Grunde wie Informationsträger von einer Quelle zur anderen. Wenn wir diese Analyse weiter auf andere Spinteilchen ausdehnen, erhalten wir:

Der Austausch zwischen gleichen Ladungen ergibt je nach Spin folgende Kräfte

Spin 0 = Attraktiv

Spin 1 = Abstoßend (Photon)

Spin 2 = Attraktiv

Ich habe das vor einiger Zeit von einem Professor an meiner örtlichen Universität gefragt. Ich lerne komplett selbst, also war es ihm ein Gefallen, mich kennenzulernen. Er antwortete mir in 4 Worten: "negativer Schwung, geh weg". Mit Ihrem Beitrag kann ich jetzt verstehen, warum er das gesagt hat, obwohl ich mit dem Zee-Buch nur langsam Fortschritte mache.
Wie können Photonen dazu führen, dass sich Ladungen anziehen? [Duplikat]
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