Conservación de energía y fluctuaciones cuánticas

Con respecto a la conservación de la energía de masa, Wikipedia dice: "esta es una ley exacta, o más precisamente, nunca se ha demostrado que se viole".

Sin embargo, con respecto a las fluctuaciones cuánticas, Wikipedia dice aquí : " Eso significa que la conservación de la energía puede parecer violada, pero solo por pequeños tiempos ".

Pensé en resolver las dos declaraciones en conflicto proponiendo que las partículas virtuales de las fluctuaciones cuánticas se crean/destruyen a partir de la "energía de ruido" del principio de incertidumbre. Por lo tanto, la energía ya está allí. ¿Es esto correcto?

Si esto es incorrecto, ¿cómo podemos resolver los dos?

El principio de incertidumbre nos impide observar realmente estas violaciones. O la energía es demasiado pequeña para detectarla o el tiempo durante el cual existe es demasiado rápido.
Mucho antes de que se imaginaran las partículas virtuales, la teoría de Bohr-Kramers-Slater proponía que la energía y el impulso solo se conservaban estadísticamente, en promedio. Esto fue refutado en 1925 en una serie de experimentos de Bothe y Geiger. Este es el tipo de evidencia experimental a la que se refiere la primera cita de WP, y esa cita es correcta. La segunda cita de WP es de una naturaleza cualitativamente diferente. La palabra "aparecer" se refiere a una interpretación filosófica opcional de una construcción matemática, no a los resultados de experimentos reales.
@BenCrowell Énfasis en lo opcional . :)

Respuestas (1)

En el espacio-tiempo de cuatro dimensiones de la teoría de campos, que es donde viven las partículas virtuales, la energía es uno de los cuatro componentes del momento: p_x, p_y,p_z,E. En este espacio de cuatro vectores , en realidad es un pseudo espacio vectorial porque entre la cuarta y el resto de las coordenadas entra un signo menos:

cuatro puntos de impulso

el producto escalar del vector consigo mismo es su medida escalar, análoga a la longitud del vector tridimensional en el espacio tridimensional normal. Este número escalar en el espacio "real" es fijo e inmutable. En el espacio "virtual" puede cambiar según las formulaciones matemáticas de los diagramas de Feynman que describen la interacción.

El espacio virtual es una herramienta matemática para cálculos complicados y está limitado únicamente por las matemáticas, no por leyes físicas como la conservación de la energía. Esto se debe a que nunca se puede hacer un experimento en el espacio virtual, por construcción.

Como te comenta @DavidH el HUP es otra historia, es una incertidumbre general en la posibilidad de medir algunos pares de variables, bien definidas, como por ejemplo energía y tiempo. Si mide bien las energías antes de una interacción, la energía debería conservarse después de la interacción. El HUP solo limitaría el conocimiento de cuánto tiempo tomó la interacción dentro de los límites de incertidumbre. No es el HUP el que genera partículas virtuales, sino los cálculos específicos de interacciones.

Puede estar pensando en las fluctuaciones del vacío, pero éstas son virtuales, a menos que haya una interacción, es decir, la energía es suministrada por una partícula que interactúa. De lo contrario, podríamos sacar energía del vacío :).

Conservación de energía y fluctuaciones cuánticas
RespuestasAquíPolítica de privacidad1y, 0v