¿Cómo sabemos que la conversión interna no crea ningún fotón intermedio?

He leído, de varias fuentes, que en la conversión interna, un electrón excitado que transfiere su energía a otro electrón que luego se emite, no se produce radiación gamma intermedia.

¿Cómo podemos saber eso? Dado que la distancia que viajaría está en la escala Å, ¿hay alguna forma de detectar (la ausencia de) tal fotón?

Respuestas (3)

Interesante pregunta.

Al menos en algunos casos, la tasa esperada para cada proceso (con y sin un fotón intermedio) será calculable (en cierta aproximación, ya que hay funciones de estructura nuclear involucradas) y estos cálculos se pueden comparar con experimentos.

Pero puede ver de inmediato que si se permiten ambos procesos, el caso sin fotones debe dominar, porque el caso con fotones tiene dos vértices QED adicionales en el orden principal y, por lo tanto, la tasa se suprime por α 2 ≈ 1 / ( 137 ) 2 .

Todas las interacciones están cuantificadas, por lo que se transfiere un fotón.

La diferencia es si se trata o no de un fotón virtual.

La forma en que sabemos que no se liberan rayos gamma es porque podemos hacer las matemáticas para la interacción, y no hay necesidad de un fotón en el caparazón para que siga adelante.

La razón por la que dicen esto es porque los sistemas atómicos no relativistas no son QED relativistas, y no es bueno usar métodos QED que son mejores para las energías de creación de electrones y positrones.

En el límite no relativista, el lagrangiano QED se aproxima (de una manera que rompe la renormalización) por un átomo no relativista acoplado a un campo relativista. No calcula los efectos de campo por encima del primer orden, o tiene problemas de renormalización. En particular, no calcula la fuerza de Coulomb debido al intercambio de partículas intermedias,

El campo siempre está en calibre Dirac, donde aparecen las dos polarizaciones físicas de fotones además de la fuerza instantánea de culombio. Los eventos de creación de fotones son perturbaciones de primer orden, la fuerza de Coulomb es una interacción potencial.

El diagrama de Feynman para una conversión interna es solo una dispersión potencial, proviene de un término en la acción:

∫ ψ † ( X ) ψ † ( y ) V ( X − y ) ψ ( X ) ψ ( y )

Dónde ψ es el campo electrónico no relativista de Schrödinger, y

V ( X − y ) = 1 | X − y |

es la fuerza de Coulomb entre electrones. La conversión interna simplemente lanza un electrón mientras deja caer un segundo electrón al estado fundamental, y este proceso es electrostático puro y no requiere un fotón (es decir, un fotón de polarización física).

En Feynman QED, los fotones de polarización no física son responsables de la fuerza de Coulomb, y este es un mejor punto de vista para la relatividad. No es el mejor punto de vista para estas cosas, por lo que la gente se queda con la descripción de Dirac.

Bien desde la parte de cálculo. Pero si uno se adentra en los diagramas de nivel de quarks, ¿no es cierto que se intercambian fotones virtuales y Ws? Eche un vistazo a la diapositiva 7 en esta presentación google.com/url?q=http://www.physics.hku.hk/~phys3321/… .La clave es virtual, que ningún otro en el caparazón le quita energía partícula.
@annav: No sé qué significa que algo sea "realmente" esto o "realmente" aquello si hay dos formas de calcular eso de acuerdo. En este caso, no importa si lo quieres hacer con fotones virtuales, y para física no relativista es más conveniente usar culombios instantáneos. No distingo entre dos posibilidades experimentalmente equivalentes, y el método de Dirac es la razón por la que dicen que la conversión interna no involucra fotones --- es un efecto V puro.
Tenga en cuenta que también existe el efecto fotoeléctrico (gamma), donde el núcleo emite un gamma y el gamma luego expulsa un fotón de alta energía.
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