El principio de incertidumbre se enumera en la mayoría de los libros de texto y artículos como
Esto a menudo se interpreta de tal manera que es la cantidad de energía que se puede "tomar prestada" y es el tiempo por el cual puede ser prestado. El principio de incertidumbre se utiliza entonces para argumentar que si es grande (es decir, si la energía se toma prestada durante mucho tiempo), entonces
Sin embargo, la relación de incertidumbre es una desigualdad. Si es en realidad la cantidad de energía que podemos tomar prestada, y si es el tiempo por el cual puede ser prestado, entonces si es largo, es pequeño, y
Esto no pone un límite superior en en absoluto, y de hecho le da un límite inferior. debe ser al menos , pero también podría ser de órdenes de magnitud mayor y aún satisfacer el principio de incertidumbre. De hecho, y puede ser infinito y satisfacer el principio de incertidumbre.
Mi pregunta es, entonces, dado que este argumento se cita con tanta frecuencia en los libros de texto, ¿qué justificaciones se usan para interpretar y en relación con la no conservación de la energía? ¿Me estoy perdiendo de algo? ¿Hay alguna razón para el cambio de a en la relación? ¿Por qué no observamos las infinitas violaciones de la conservación de la energía (en tiempo y energía) que predice esta interpretación del principio de incertidumbre? ¿Por qué en la literatura solo se utilizan los casos de incertidumbre mínima?
Supongo que hay una razón, y trato de averiguarlo. ¡Gracias de antemano por la aclaración!
¿Por qué no observamos las infinitas violaciones de la conservación de la energía?
La razón por la que no vemos, por ejemplo, un átomo que se convierte espontáneamente en una gigante roja durante una fracción de segundo es debido a las escalas de tiempo extremadamente pequeñas que requeriría tal diferencia de energía: ni siquiera la luz podría viajar una pequeña fracción del radio de un protón en ese momento.
Las partículas virtuales pesadas que transportan la energía "prestada" (p. ej., bosones W en -decaimiento) ciertamente no puede llegar muy lejos antes de descomponerse en más productos de bajo consumo energético.
Supongo, de hecho, que este tipo de evento contribuiría técnicamente con una sección transversal (insignificante) a algunos procesos... Puedo imaginar un diagrama de Feynman simple y agradable de la dispersión de Compton aumentado con pares producidos por fotones de baja energía a un enorme costo de energía (que superaría brevemente al sol), pero no tendrían tiempo de viajar ninguna distancia o interactuar con nada, y mucho menos ser detectados por nosotros. También requerirían una gran cantidad similar de vértices en el diagrama, por lo que la tasa de tal interacción sería insignificantemente pequeña (algo así como por segundo y el universo es sólo alrededor segundos de edad).
¿Por qué solo se utilizan casos de incertidumbre mínima en la literatura?
Cambiar de "≥" a "~" no es lo mismo que cambiar a "=", por lo que no se utiliza necesariamente el caso de incertidumbre mínima. El "~" simplemente denota un orden de magnitud similar o que la incertidumbre en la energía está básicamente en la misma escala que .
Me imagino que aparece en muchos libros de texto como una explicación (una especie de ondulado a mano) de cómo las partículas virtuales pesadas pueden intercambiarse entre partículas más ligeras que carecen de suficiente masa invariable para producir tales energías en el marco del centro de masa.
qmecanico
madera entre