¿"Ligeramente fuera de la cáscara"?

No soy nuevo en QFT, pero hay algunos asuntos que me resultan bastante desconcertantes. A menudo me encuentro con la afirmación de que las partículas reales (las que realmente medimos en los experimentos, no las virtuales) están "ligeramente fuera de la cáscara". ¿Qué significa esto realmente? Que yo sepa, algo que está fuera de la cáscara significa que viola la relación energía-momento relativista. Pero, ¿cómo puede ser esto posible para las partículas que en realidad consideramos "físicas"? Por favor, infórmeme sobre el respaldo matemático/experimental para tal declaración con cualquier grado de detalle necesario.

Agregue una referencia a la declaración "ligeramente fuera de lugar".
Para ser honesto, no lo he visto en ninguna parte de la literatura, lo cual es una de las razones por las que estoy un poco confundido, porque va en contra de lo que he aprendido hasta ahora en mis estudios de QFT. Solo lo he escuchado de personas que pensé que deberían haberlo conocido mejor en el contexto de la discusión de la realidad de las partículas virtuales. Entonces, ¿hay algo de verdad en ello o debo ignorarlo como una tontería?
quiere decir, por ejemplo, que el electrón en el átomo de hidrógeno está ligeramente fuera de la capa debido a la energía de enlace metro α 2 ?
Tal vez sea un aspecto del problema, pero estaba pensando más en partículas relativistas en colisionadores. ¿Hay alguna razón para considerar, por ejemplo, un protón entrante antes de una colisión "fuera de la cáscara"?
mencionaron 'ligeramente fuera de la cáscara' aquí physicsforums.com/showthread.php?t=75307&page=9 . Un comentario de Susskind: physicsforums.com/showpost.php?p=3022486&postcount=120
Ya veo. De acuerdo con la discusión en este hilo, "ligeramente fuera de la cáscara" es una referencia engañosa al "problema" de que, en realidad, uno nunca puede medir los estados asintóticos de entrada y salida porque los detectores no se colocan infinitamente lejos del área de dispersión. Esta respuesta parece estar bien, sin embargo, no estoy satisfecho con las citas de Susskind. Incluso si tiene razón y cada partícula está en camino de una interacción a otra, para todos los propósitos prácticos, uno todavía tiene que hacer una distinción entre las partículas reales entrantes y salientes y las virtuales (que dentro del formalismo son solo una construcción).
@raveren: sí, está bien, eso fue lo que primero pensé que significaba esa expresión, pero no la había visto expresada de esa manera en ninguna parte. la mayoría de la literatura ignora silenciosamente este punto (bastante obvio) y hace una clara división en blanco y negro de partículas reales y virtuales. por supuesto, estoy seguro de que puede hacer definiciones teóricamente y decir que las partículas virtuales son artefactos de un formalismo, pero, de nuevo, ¡no sabrá si se ajusta al mundo real hasta que sepa cómo medir una consecuencia de estas definiciones! :)

Respuestas (4)

La razón por la que la gente dice esto es porque todas las partículas que ves se absorben después de un tiempo finito, y la noción de on-shell es asintótica. El tiempo finito significa que en realidad son líneas internas en un diagrama, y ​​tan ligeramente fuera de la cáscara. La matriz S exactamente en el caparazón es una cantidad asintótica, relevante solo en el límite holográfico.

¿No es eso un poco raro? Nunca hemos observado una partícula de "cáscara ligeramente apagada". ¿Por qué el formalismo tendría esas partículas como las que golpean el detector, si sabemos que las partículas fuera de la cáscara no golpean el detector?
@kηives: Lo entendiste mal --- es todo lo contrario, nunca hemos observado una partícula exactamente en el caparazón, ya que cuando son absorbidas por el detector, son internas y, por lo tanto, están fuera del caparazón en una pequeña cantidad. La razón por la que la cáscara es más fundamental es la holografía y la holografía sola, todas las demás físicas, es decir, la física del espacio-tiempo, hace que las partículas fuera de la cáscara sean fundamentales y las cosas dentro de la cáscara sean solo un límite antinatural. Es por eso que la teoría de la matriz S es una idea extraña e importante, es holografía en protoforma.
Supongo que lo que quiero decir con "fuera de la cáscara" es una violación de pags 2 = metro 2 . Cuando dices (parafraseando) "todo lo que vemos son partículas que violan esto levemente", no creo que esa afirmación sea cierta. Incluso estadísticamente, si detectamos suficientes partículas y la desviación es leve, eventualmente deberíamos detectar una pequeña desviación de pags 2 = metro 2 , ¿correcto? Sin embargo, hasta donde yo sé, eso aún no ha sucedido.
@kηives: Siempre sucede, debido al tiempo finito entre la emisión y la absorción. El off-shellness es el grado en que la partícula tiene una energía incierta en la formulación tradicional pre-Feynman, y esto se limita a la inversa entre el tiempo de producción y absorción por la relación de incertidumbre tiempo-energía. Es completamente académico, por supuesto que no seríamos capaces de ver la propagación macroscópica de un fotón de la galaxia de Andrómeda. Pero en principio es importante, porque es por eso que la gente desconfiaba de la filosofía de los formalismos en el caparazón.
Sin embargo, sigue habiendo un problema aquí. Si aceptamos que todo lo que detectamos son partículas ligeramente fuera de la capa, nos enfrentamos al hecho de que, en la teoría de la perturbación en un orden dado, podemos alterar el valor de una amplitud que corresponde a un proceso fuera de la capa efectuando una redefinición de campo. Para procesos en shell esto no es posible ya que las redefiniciones de campo, en valores en shell, por las condiciones de renormalización. Y no importa si solo estamos fuera de la cáscara por una cantidad infinitesimal. Las redefiniciones de campo se pueden efectuar con un efecto arbitrariamente grande en la amplitud fuera de la carcasa.
@MarkWayne: Esto no es un problema. Las magnitudes físicas correctas en una teoría de campos son las funciones de correlación con una relación de equivalencia para las diferentes redefiniciones de campo, al igual que en GR sus métricas módulo difeomorfismos. La matriz S es la cantidad correcta solo por el principio holográfico, no porque tenga redefiniciones de campo. A menudo me he preguntado si existen dos teorías de campo (no teorías de matriz S, teorías de campo) con matriz S idéntica pero funciones de correlación de tiempo finito no equivalentes (permitiendo teorías no locales).
Ron, ¿cuál es "tu" definición de la masa de partículas virtuales, por ejemplo, fotones? cero o pags 2 ? En el primer caso hay propagación superlumínica, en el último caso la masa puede ser un número imaginario (!).
@drake: no tengo una definición, no necesitas ninguna definición. La dinámica de las partículas virtuales son las funciones de correlación de tiempo finito y distancia finita, y estas reproducen la dinámica de cualquier teoría cuántica de campos. Esta imagen falla en la gravedad cuántica, necesita la teoría de la matriz S para eso, pero de eso no se trataba esta pregunta.

Vea, por ejemplo, los comentarios sobre mi respuesta a ¿Son virtuales los bosones W & Z o no? .

Básicamente, la afirmación es que la partícula observada representa un camino interno a algún diagrama de Feynman y, en consecuencia, hay una integral sobre su momento.

No soy un teórico, pero por lo que sé, la afirmación es compatible de una manera pedante, pero no muy útil.

Este aspecto de las teorías cuánticas de campos también encuentra expresión en el enfoque de las " infrapartículas ". La idea básica es discutir el campo fotónico suave y una partícula "desnuda" juntos, y llamarlo una partícula "vestida". El propagador de un electrón vestido se puede calcular en el infrarrojo para que tenga la forma k ⋅ γ + metro ( k 2 − metro 2 + i ϵ ) 1 − α / π , en lugar del propagador de partículas desnudo k ⋅ γ + metro k 2 − metro 2 + i ϵ . En el ultravioleta, sin embargo, a distancias cortas, donde tal vez uno quisiera que este punto de vista se mantuviera más que a grandes distancias, esta aproximación se desmorona.

El "ligeramente fuera de la cáscara" del que habla es equivalente al hecho de que el propagador efectivo no es (la versión del propagador de Feynman) una función delta en el espacio de momento.

Mucho de esto se resolvió en los años 50 y 60, pero tengo entendido que ha sido desplazado por el éxito de las matemáticas del grupo de renormalización. Puede consultar la sección II de Thomas Appelquist y J. Carazzone, Phys. Rev. D 11, 2856–2861 (1975), "Singularidades infrarrojas y campos masivos" , que es una revisión breve y bastante legible en ese momento (que es donde encontré el propagador anterior). Aún así, hay referencias recientes en la página de Wikipedia.

Estoy un poco fuera de mi alcance aquí, pero esto es lo mejor que puedo expresar aquí. Por supuesto, según Feynman, todos estamos un poco fuera de nuestro alcance con QFT.

¿Este comportamiento del propagador no depende del indicador?

Para que una partícula real esté fuera de la cáscara, es suficiente estar en un campo externo de algún tipo. No es necesario estar "absorbido". "Absorbidos" son partículas virtuales, por ejemplo, "fotones virtuales" que describen campos que no se propagan como uno de Coulomb.

Para una dispersión Compton, el electrón real está "fuera de la capa" durante la interacción con el fotón real, es decir, mientras está en su campo.

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