Aniquilación de electrones y positrones Diagrama de Feynman

Lo primero que hay que notar, como se señala en los comentarios, es que el tiempo aumenta al subir. Entonces, si está más familiarizado con la visualización de diagramas de Feynman donde el tiempo aumenta hacia la derecha, este problema se resuelve fácilmente: simplemente gire el diagrama 90 grados cuando lo esté interpretando.

Si el problema es que no estás tan familiarizado con las líneas de materia en los diagramas de Feynman en general, esta es la regla:

• Si la flecha apunta en la dirección del tiempo creciente, es una partícula de materia (en este caso, un electrón).
• Si la flecha apunta en la dirección del tiempo decreciente, es una partícula de antimateria (en este caso, un positrón).

Eso es todo. La flecha en la línea no indica la dirección en la que realmente se mueve algo. ^* Es simplemente una convención para mostrar si la partícula es materia o antimateria.

Esta regla es conveniente porque, si el diagrama se dibuja correctamente, se puede trazar a lo largo de una línea de leptones (o quarks) de un extremo a otro, siempre siguiendo las flechas.

Tenga en cuenta que a veces encontrará una flecha que apunta en la dirección espacial, perpendicular al eje del tiempo, como el segmento de línea horizontal en el medio de este diagrama. No tome ese segmento demasiado literalmente. No significa que el electrón en realidad se mueva en una dirección similar al espacio. Es solo un "código" para cualquier proceso (de orden principal) que realmente ocurra en el que el electrón y el positrón se aniquilan entre sí mientras emiten dos fotones en el proceso.

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^* En realidad, indica la orientación de la corriente del campo correspondiente, pero para interpretar el diagrama, le sugiero que solo considere eso como un detalle técnico de los cálculos de QFT y no se preocupe por eso.

Es más que curioso que para preservar la simetría O(3,1) en las ecuaciones de Maxwell deben ocurrir tanto la conjugación de carga como la inversión del tiempo. En ese sentido, el diagrama de Feynman no es una mera ayuda visual, sino que refleja fielmente la física. En condiciones normales eso implica que el positrón está retrocediendo en el tiempo, PERO siempre debemos recordar que el espacio-tiempo no puede estar sujeto a una visualización antropomórfica en la que el tiempo universal del hombre juega el papel principal. Hay 4 dimensiones, pero lo que es tiempo y lo que es espacio son convenciones humanas; La naturaleza es ambivalente sobre lo que llamamos intervalos de tiempo y de espacio (ver Misner, Thorne, Wheeler, p. 409, Gravitation). Las coordenadas son obra del hombre, no de la Naturaleza.

El positrón es el electrón que retrocede en el tiempo. Esto es lo que significa la flecha. Pero debe recordar que en física, la causa y el efecto no son por la dirección de las flechas, sino por la dirección del aumento de la entropía, que está arriba en el diagrama, independientemente de en qué dirección vayan las partículas en relación con su propio tiempo.

La idea de que los positrones son electrones que retroceden en el tiempo se debe a Ernest Stueckelberg, pero se atribuyó erróneamente a Feynman, quien la obtuvo indirectamente de Stueckelberg a través de Wheeler. La idea es correcta y resuelve el problema de crear un formalismo de partícula relativista . Pero requiere que las trayectorias de las partículas no sean causales, que produzcan una matriz S o funciones de correlación. La noción de causalidad es solo para una descripción de nivel superior.