Aufgrund von Erhaltungsgesetzen kann ein freies Elektron, so wie ich es verstehe, kein Photon absorbieren. Aber bei der Berechnung von QED-Wahrscheinlichkeiten werden Diagramme gezeichnet, die die Emission und Absorption von Photonen durch ein Elektron zeigen. Auch QED erfordert Elektronen, um Photonen auszutauschen, was bedeutet, dass eines eines aussendet und das andere eines absorbiert.
Liegt das daran, dass die Erhaltungssätze für virtuelle Teilchen gelockert werden?
Der Viererimpuls jedes realen Teilchens erfüllt die Beziehung . Dies definiert eine 3-D-Oberfläche im 4-D-Raum aller möglichen Vierer-Impulse; diese Oberfläche wird Massenhülle für das Teilchen genannt . Ein virtuelles Teilchen hingegen kann jeden gewünschten Vier-Impuls-Vektor haben; Ein virtuelles Teilchen ist normalerweise "off-shell", weil sein Viererimpuls nicht auf der Massenschale liegt.
Virtuelle Teilchen unterliegen jedoch immer noch der Energie- und Impulserhaltung: Der Viererimpuls, der in einen beliebigen Scheitelpunkt in einem Feynman-Diagramm eindringt, muss den Viererimpuls, der ausgeht, ausgleichen. Es ist durchaus möglich, dass ein reales Elektron ein virtuelles Photon aussendet und auf seiner eigenen Massenhülle bleibt; Genau das passiert im klassischen Feynman-Diagramm, wenn zwei "echte" Elektronen ein virtuelles Photon austauschen. Der einzige Grund, warum Erhaltungsgesetze einem „echten“ Elektron verbieten, ein „echtes“ Photon zu emittieren, besteht darin, dass es unmöglich ist, dass alle drei Vier-Impulse (Elektron davor, Elektron danach und Photon) gleichzeitig auf ihren jeweiligen Massenschalen liegen.
Michael Seifert
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