¿Hay algún efecto QM en el que las partículas cargadas no estén íntimamente involucradas?

¿Existen efectos QM que se hayan medido o se puedan medir a partir de interacciones que involucren partículas no cargadas?

El QM elemental tiene que ver con los niveles de energía de los electrones en el átomo, las interacciones fotón-átomo, etc.

Cuando uno mira el núcleo, se trata de interacciones de quarks, que también son partículas cargadas.

Puedo pensar en algunos teóricos, como neutrinos que orbitan alrededor de una masa, pero serían difíciles o imposibles de medir. Otra posibilidad es la fuerza nuclear fuerte/débil, pero eso siempre sucede con partículas que también están cargadas.

Al final, siempre necesitamos instrumentos construidos con materia para ver un resultado, eso está bien. Por ejemplo, podría observar fotones provenientes de una región distante (de metros a Mpc) donde se produjo alguna interacción.

Respuestas (3)

¿Me estoy perdiendo de algo? Los fotones y los experimentos de doble rendija hacen el truco. Asimismo, puede entrelazar los grados de libertad de polarización de los fotones. Esto es inherentemente cuántico y los fotones no están cargados. Es cierto que son excitaciones de campos electromagnéticos, pero no están cargados.

De todos modos, supongo que el problema aquí es que, a excepción de los neutrinos y ciertos bosones de calibre, cualquier partícula elemental lleva algo de carga, por lo tanto, interactúa con los campos electromagnéticos. Sin embargo, eso no significa que el cargo sea de ninguna manera especial. Puede resolver (y "encontrar" en sistemas de materia condensada, creo) muchas teorías de campos cuánticos diferentes sin interacciones electromagnéticas. El marco de QM es completamente independiente de las partículas cargadas; es solo que la fuerza electromagnética es bastante fuerte, casi todas las partículas participan (en contraste con la fuerza fuerte, donde todos los leptones no están cargados) y es la más fácil de trabajar en un laboratorio que hace sientes que es realmente especial con respecto a QM.

Los neutrinos llevan hipercarga débil.
Gracias, mi escritura fue un poco imprecisa, quise decir "carga eléctrica", por supuesto.
Los fotones son simplemente cargas que se comunican, lo cual es otro indicio de que la carga y la QM están de alguna manera interconectadas. La única razón por la que los fotones divergen en la rendija son las cargas, que interactúan absorbiendo la luz en la pared o desviándola. Estaba buscando algún efecto cuántico sobre, por ejemplo, neutrino - interacciones de neutrino - que, si bien se predijo, no se puede observar con los experimentos actuales. Estoy completamente de acuerdo en que el marco de QM es independiente de la carga eléctrica, pero los efectos de QM nunca se observan en interacciones verdaderamente sin carga.

Cada partícula que interactúa con algo está cargada, en algún sentido. Decimos que las partículas están cargadas bajo una determinada interacción si se ven afectadas por esa interacción, y su carga mide la fuerza con la que interactúan.

Pero lo que parece estar preguntando es sobre la carga eléctrica . Entonces, una idea de un fenómeno observable podría ser el confinamiento de quarks. Se cree ampliamente (pero aún no se ha probado) que bajo la interacción fuerte, los quarks deben formar estados ligados como los protones o los neutrones. Presumiblemente, este hecho no se basa en que los quarks también tengan carga eléctrica. Pero creo que esto es un poco engañoso con respecto a su pregunta, ya que los quarks físicos tienen carga eléctrica.

La interacción débil permite a través de la dispersión neutrino-neutrino mediada por un Z 0 bosón Estas partículas son eléctricamente neutras. Pero los neutrinos son lo suficientemente difíciles de detectar tal cual, por lo que, aunque este proceso está contribuyendo, lo más probable es que detectarlo en un experimento esté muy lejos.

Editar después de que se aceptó la respuesta Al interpretar sus "efectos QM" de manera más amplia, me gustaría sugerir

  • Enredo (de la respuesta de Martin a continuación)
  • El principio de Pauli y la condensación de Bose-Einstein
  • Cuantización del momento angular (la respuesta de PhotonicBoom a continuación me hizo pensar en esto) y también
  • Principio de incertidumbre de Heisenberg

Estos cuatro son válidos en cualquier teoría mecánica cuántica solo desde la estructura básica de la mecánica cuántica. (Para que se sigan de los principios de que: los estados son vectores en un espacio de Hilbert, los sistemas compuestos se describen mediante productos tensoriales; las partículas pueden ser indistinguibles y son fermiones o bosones; el grupo de rotación [grupo de Lorentz en teorías relativistas] actúa sobre el Hilbert espacio; los observables no necesariamente conmutan.) Incluso las partículas que no interactúan tienen que obedecer estos principios.

Al menos el entrelazamiento de Heisenberg y la condensación de Bose-Einsten se pueden observar con átomos que son eléctricamente neutros. Los electrones en un sólido se pueden modelar bastante bien como un gas de electrones libres, y entonces el principio de Pauli es muy importante. Ambos ejemplos son algo engañosos todavía, ya que los átomos son estados ligados de la interacción electromagnética, que también es lo que mantiene unido un sólido y los electrones en el sólido.

Entonces, hay características de la mecánica cuántica que se aplican a partículas eléctricamente neutras, pero es difícil encontrar un ejemplo de cómo observarlas para partículas eléctricamente neutras, simplemente porque la mayoría de las partículas en nuestro universo tienen carga eléctrica. Las partículas que no, como los neutrinos y los Z 0 bosón, interactúan solo muy débilmente, pero en principio es una dispersión permitida que involucra solo partículas eléctricamente descargadas.

Gracias. (Me refiero a la carga eléctrica). No puedo pensar/encontrar ningún ejemplo tampoco. Lo que quiero decir es que tal vez QM está más enredado con la carga eléctrica de lo que permite la teoría.

Las interacciones débiles y fuertes no implican carga. Las interacciones fuertes involucran carga de color, que es una propiedad diferente a la carga "normal". La interacción débil implica principalmente un cambio de sabor.

En cuanto a sus efectos mecánicos cuánticos que no dependen de la carga, tenemos túneles. Ver por ejemplo este enlace.

El experimento de Stern-Gerlach es un buen ejemplo: se trata de magnetismo y partículas cargadas. El hecho de que mida un efecto QM en una partícula cargada no es una sorpresa. Las interacciones débiles y fuertes también involucran siempre partículas cargadas.
Se trata del pensamiento del momento angular intrínseco, que no tiene nada que ver con la carga de la partícula. Estamos usando su carga para acelerarlo, pero el resultado depende de un nuevo efecto mecánico cuántico, el giro.
Tendrías que hacer tu experimento de Stern-Gerlach con una partícula eléctricamente neutra que todavía tiene un momento magnético, como un neutrón. Pero el momento magnético de los neutrones proviene de sus quarks constituyentes que tienen carga. De hecho, también para el electrón, si recuperas el momento magnético del electrón del límite no relativista de la ecuación de Dirac, es proporcional a la carga. Después de todo, el origen de ese término es el i mi A m acoplamiento en la ecuación de Dirac.
Entonces, ¿Stern-Gerlach no funcionaría para un neutrino?
No para un neutrino que no recibe correcciones de bucle del sector electromagnético.
@Robin Incluyó túneles en su lugar, ¡gracias por la corrección!
Sin embargo , creo que tienes un punto sobre la cuantización del momento angular . Ese es un efecto muy cuántico. Por supuesto, sondearlo es más fácil con interacciones EM (¡como cualquier cosa!), pero la pregunta lo permitió.
¿Hay algún efecto QM en el que las partículas cargadas no estén íntimamente involucradas?
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