Esta es una pregunta que me he hecho durante mucho tiempo.
Imagina una partícula elemental moviéndose a través del vacío. Tome cualquiera de los dos puntos arbitrarios a lo largo de su camino; los llamaremos puntos A y B. ¿Es la partícula en el punto A la misma partícula que está más tarde en el punto B? ¿O es lo que percibimos moviéndose a través del espacio más parecido a una onda moviéndose a través del agua (donde la "energía" se mueve pero las moléculas de agua son relativamente pequeñas)?
Según tengo entendido:
La primera parte me implica que el espacio podría pensarse un poco como una pantalla LCD (con píxeles) y cada campo sería uno de los componentes de color (RGB) de cada píxel, que se extiende por toda la pantalla. En ese caso, las partículas que se mueven por el espacio serían más como píxeles que se encienden y se apagan, dando la ilusión de movimiento. La segunda parte implica para mí que nociones como la ubicación y la existencia a largo plazo de las partículas pueden ser un concepto completamente erróneo.
Subpregunta: si no se puede decir que las partículas individuales de un momento al siguiente sean las mismas partículas, ¿eso plantea preguntas de la nave de Teseo para los objetos macroscópicos? (EG una roca flotando en el espacio.)
Eche un vistazo a esta imagen de la cámara de burbujas de la aniquilación de protones y antiprotones:
Esto es de un experimento real, no de un experimento mental. Entonces, ¿cómo llamarías a estas pistas? Se doblan en el campo magnético que es perpendicular al plano de la imagen, según las leyes de la electrodinámica clásica, y todos ajustan la masa de lo que se llama un "pión" con una carga + o - la carga de lo que se llama un electrón, en el experimento de la gota de aceite de Milikan . En la esquina inferior derecha se ve una partícula elemental, un muón, procedente de la desintegración de un pión.
Si parece un pato y grazna como un pato, es un pato por definición, ¿no?
¿Es una partícula elemental que viaja a través del vacío la misma partícula en los puntos A y B?
Así que incluso llamamos a los piones y antiprotones "partículas elementales" antes de descubrir su composición con muchos experimentos cada vez más sofisticados.
Nuestros sentidos nos dicen que estas son "partículas", al menos tienen la huella de una partícula y lo que comienza en el vértice como un pión, termina al final de la cámara como el mismo pión, encaja perfectamente con las ecuaciones clásicas de movimiento en un campo magnético
Los detectores del propio LHC asumen intrínsecamente que el electrón que salió del vértice de interacción es el mismo a través de los detectores que miden su energía:
Un evento en CMS registrado el 7 de mayo de 2016, que incluye dos fotones de alta energía (torres verdes) reconstruidos en el Calorímetro electromagnético y muchas partículas cargadas (líneas curvas amarillas) reconstruidas en el Rastreador.
Entonces, toda la construcción de los detectores se basa en la identidad de "partículas" a partir del vértice, siguiendo caminos electrodinámicos clásicos en el vacío y en los detectores e identificados por sus pérdidas de energía y curvaturas con masas y cargas específicas.
La teoría cuántica de campos es un hermoso modelo matemático de las interacciones de innumerables eventos similares a los que se muestran, donde se asume que el modelo estándar de la física de partículas con su tabla de partículas elementales es el nivel subyacente de la naturaleza, cada partícula elemental representada por un campo que llena todo el espacio-tiempo (un éter invariante de lorenz) y que lo que vemos en nuestras cámaras de burbujas y detectores del LHC son el resultado de operadores de creación y aniquilación en estos campos, que operan en la solución mecánica cuántica de partículas libres para la partícula específica . Entonces, lo que uno mide en dimensiones de micras como una pista clásica, es una perturbación en el campo específico que se propaga de acuerdo con las reglas de la teoría cuántica de campos.
Si estudias el mar, a menudo hay una gran ola salvaje entrando. El reconocimiento de patrones de nuestro cerebro la llama la "misma ola" a pesar de que los átomos que la componen entran y salen continuamente de la protuberancia. El cerebro sigue la conservación del impulso. El modelo de la física actual, debido a la conservación de los números cuánticos y las leyes de conservación de la energía/momento/momento angular, nos permite atribuir una identidad a un "electrón" que se propaga desde el principio hasta el final de su huella macroscópica, que está limitada por el principio de incertidumbre de Heisenberg.
Creo que el artículo How Classical Particles Emerge From the Quantum World (Dieks, Lubberdink, 2010) responde exactamente a su pregunta.
La tesis del artículo es que cuando tenemos en mente la idea de una partícula, en realidad construimos un objeto a partir de índices en el formalismo cuántico, pero esta operación es engañosa en el sentido de que el concepto clásico de partícula no coincide con esta identificación.
En otras palabras, cuando uno describe clásicamente una partícula, no solo está dando más definición a un estado cuántico correspondiente, sino que en realidad está inventando erróneamente esa correspondencia por completo.
MissMonicaE
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soyzack
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Eduardo
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