¿Cómo aparecerá/comportará una partícula que se mueve fuera de su capa de masa si se observa en el mundo real?

Editar: mi pregunta no es directamente sobre el diagrama de Feynman, sino sobre la naturaleza de los objetos fuera del caparazón, si fueran tan comunes como los del caparazón. Estoy tratando de sugerir que si un electrón sale de la capa de manera adecuada, será imposible distinguirlo del muón. Nuevamente, no tengo intención de referirme directamente a las líneas internas en el diagrama de Feynman.

Se dice que una partícula se está moviendo fuera de la cáscara si mi 2 − pag 2 ≠ metro 2 , dónde metro es la masa en reposo conocida de la partícula.

Pero, ¿cómo medimos la masa en reposo de una partícula por primera vez?

Lo medimos usando la formula mi 2 − pag 2 = metro 2 . (Aceleramos la partícula en un campo eléctrico conocido, medimos la velocidad adquirida y luego calculamos la masa usando las ecuaciones de la relatividad especial).

Ahora, afortunadamente, en la vida cotidiana, cuando repetimos este experimento, obtenemos el mismo valor para la masa, haciéndonos creer que la masa en reposo es una constante.

Pero en QFT, nos encontramos con la idea del movimiento fuera de la carcasa, en el que, mi 2 − pag 2 = ( metro + a ) 2 , dónde metro es la masa en reposo 'conocida' y a es un número arbitrario.

Entonces, básicamente, una partícula que se mueve fuera de la cáscara aparecerá como una partícula normal con una masa ligeramente diferente. Entonces, para una persona que desconoce su masa en reposo conocida, una partícula que se mueve fuera de la capa parecería una partícula relativista completamente normal.

En otras palabras, según mi argumento, el muón se puede considerar como un electrón que sale de la capa.

¿Es correcta esta interpretación?

Las partículas virtuales son líneas internas en un diagrama de Feyman. Eso es todo. No hay un estado físico en la teoría donde haya partículas virtuales. No debe confiar en las personas que intentan decir que las partículas virtuales "aparecen y desaparecen" o cosas por el estilo, porque no saben de lo que están hablando. física.stackexchange.com/questions/221842/…

Respuestas (1)

Entonces, básicamente, una partícula que se mueve fuera de la cáscara aparecerá como una partícula normal con una masa ligeramente diferente. Entonces, para una persona que desconoce su masa en reposo conocida, una partícula que se mueve fuera de la capa parecería una partícula relativista completamente normal.

¿Es correcta esta interpretación?

Las partículas virtuales son una abreviatura matemática en un método específico para calcular las interacciones fundamentales de las partículas. Este diagrama de Feynman lo hará más claro:

diagrama de feynman

Solo las líneas que entran o salen del diagrama representan partículas observables. Aquí entran dos electrones, intercambian un fotón y luego salen. Los ejes de tiempo y espacio no suelen estar indicados. La dirección vertical indica el progreso del tiempo hacia arriba, pero el espacio horizontal no da la distancia entre las partículas.

Solo las partículas entrantes y salientes que están en la capa y son reales y pueden medirse. Las líneas internas están bajo la integral que implica el diagrama de Feynman y, por lo tanto, los cuatro vectores asignados a la línea interna varían dentro de los límites de integración . Se llama fotón en este caso, porque lleva los números cuánticos del fotón, pero no la masa, que está fuera de la capa. Las partículas conservan el nombre cuando se convierten en líneas internas después de un vértice, por conservar números cuánticos, leptones, bariones, cargas, etc.

No hay acceso a una partícula virtual para que pueda ser medida. En las fórmulas para calcular las secciones transversales, la partícula virtual se describe mediante un propagador que tiene la masa de la partícula mencionada en el denominador, lo que genera resonancias en la sección transversal.

Aquí está la sección transversal de e+e-scattering (ver enlace para más detalles) que muestra las resonancias vistas.

e+e-

Se ve claramente el efecto del propagador que acompaña a una partícula virtual. En la masa de Z habría una función delta excepto por la indeterminación de la mecánica cuántica, pero hay una contribución de un intercambio virtual de Z (solo vemos las líneas externas del decaimiento de Z) incluso lejos de la masa de Z. no se convierte en otra cosa. Lejos del valor de masa de los picos, las contribuciones de todas estas resonancias se suman, excepto que rápidamente se vuelven muy pequeñas. No hay confusión de masas. (He usado la Z como ejemplo porque es una partícula elemental, pero las resonancias también como j/psi y rho, etc. pueden describirse matemáticamente con una línea virtual y un propagador).

¡Gracias por la respuesta! Sí, acepto que todas las entidades medibles en QED son partículas reales y las virtuales solo se usan durante el cálculo. Pero dada la definición de una partícula virtual que se mueve fuera de la cáscara, mi argumento es que no hay diferencia entre una partícula virtual y una partícula real que muestra una masa diferente. Por ejemplo, un muón podría ser un electrón que se mueve fuera de la capa, porque aparte de la diferencia de masa, ambos son teóricamente idénticos, en lo que respecta a mi argumento en la pregunta. Pero la pregunta es, ¿hay algún error en el argumento?
@Raja si la relación en el caparazón no se mantiene, ¿por qué debería hacerlo? a ser constante?
La línea interna corresponde a un propagador que para fermiones de espín-1/2 es γ m pag m + metro F pag 2 − metro F 2 + i ε . No se puede cambiar arbitrariamente metro F en este propagador sin afectar las secciones transversales observables. Que la línea interna corresponde precisamente a este propagador se sigue de (i) la serie de Dyson para el S -matriz (ii) expandiendo la serie usando el teorema de Wick (iii) usando las ecuaciones de onda de partículas libres. El paso (ii), en QED, significa que conservará el número de leptones en cada vértice, es decir, no hay electrones que se transformen en muones, y el paso (iii) significa que la masa en el
propagador será la masa que aparece en la ecuación de onda de partículas libres.
@Kosm Todo lo que quería decir es que si una partícula se sale de la cáscara, entonces por algún valor de a , la partícula se comportaría como si estuviera en una capa, y su masa en reposo se ha cambiado a metro + a . Mi pregunta no está directamente relacionada con QED, sino solo con la investigación del comportamiento que asumiría una partícula fuera de la cáscara si observáramos una.
Lee el comentario de Robin. Las partículas virtuales internas van acompañadas de una función de green que tiene la masa de la partícula nombrada en el denominador.
¿Cómo aparecerá/comportará una partícula que se mueve fuera de su capa de masa si se observa en el mundo real?
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