Concha de fotones

Una pregunta anterior ha sido señalada por Chris White, y creo que la respuesta de Arnold Neumaier es genial. Ahora, agreguemos algunas pistas relativas a su pregunta.

En principio, podríamos describir toda la física sin campos EM (o fotones), ya que son principalmente una herramienta útil para describir la "acción a distancia" (que no significa instantánea) entre partículas cargadas. En cierto sentido, siempre podría integrar los fotones y describir solo los electrones y no tener ningún cambio en las observaciones (ya que la detección de fotones se realiza observando cómo cambia el movimiento de las partículas cargadas). Con esta imagen, todos los fotones son "virtuales" (en el sentido de QFT), y podríamos esperar que siempre estén fuera de la cáscara.

No, esto solo es cierto si solo hubiera líneas internas fotónicas y solo líneas externas de electrones. Entonces, en QED, prácticamente nos restringiríamos a los diagramas de árbol. Con diagramas de bucle, tendríamos que considerar líneas de electrones internos ("electrones virtuales"). Por lo tanto, su punto de vista debería ser "correcto" solo si consideraría una combinación de campo de electrones clásico y campo de fotones cuánticos. Pero si desea considerar una teoría unificada de campos cuánticos (como QED), no es correcto.

¿Es porque el propagador de un fotón fuera de la capa se desintegra muy rápido y, por lo tanto, estos fotones no pueden interactuar con cargas de larga distancia?

No se puede mezclar el espacio de momento y el espacio de posición. Elija el espacio de posición. Si nos fijamos en el propagador$D(x)$, es una función de$x^2 = \vec x^2-x_0^2$,$D(x)=D(x^2)$. Entonces, el propagador, o la amplitud, no disminuye automáticamente porque la distancia espacial$|\vec x|$esta incrementando. Depende de$x^2$. Por supuesto si$x_0=0$, el propagador es decreciente con$|\vec x|$(en$\frac{1}{|\vec x|^2}$). Esto es cierto, también, que se puede calcular la energía de interacción entre$2$electrones (fijos, eternos) ($j^0_i(x) = \delta(\vec x- \vec x_i$)), por ejemplo, y resulta que esta energía de interacción está en$\frac{1}{|\vec x|}$(ver Zee, Quantum field in a nutshell, Capítulo I.4)

Podríamos imaginar que dos electrones muy distantes (por ejemplo, en dos galaxias diferentes) se "esparcen" entre sí (lo que solemos llamar "ver una estrella distante") con fotones fuera de la capa. ¿Por qué no es así?

Pero es el caso.

Nuestros modelos matemáticos actuales de todo dependen de campos e interacciones entre ellos. Estos modelos han sido verificados para el microcosmos, es decir, donde los valores de h_bar son, relativos a los valores de las variables, significativos. En el régimen de la mecánica cuántica.

Dado que nuestra visión de los campos es tal que todo puede interactuar con todo siempre que exista una constante de acoplamiento y solo las probabilidades de interacción desempeñen un papel, se podría decir que todo después del bing bang es virtual, fuera de la estructura masiva.

En verdad, es el valor de h_bar el que define lo que se puede medir como probable o no. En las dimensiones del mundo en que vivimos tiene poco sentido postular modelos matemáticos donde los eventos que predicen tienen una probabilidad muy pequeña e inconmensurable, o un valor muy pequeño e inconmensurable, como en la medición de la masa.

Más aún cuando tenemos en estos límites los modelos de física clásica que también funcionan maravillosamente fuera de las dimensiones del microcosmos.

Y al final, extender los modelos matemáticos a regiones variables no medibles y no verificables no puede decirnos nada nuevo, solo agrega complejidad.