Partículas virtuales en interacción EM e interacción débil
Lúthien
Sé que un electrón real tiene una probabilidad (que depende de la intensidad de la fuerza EM) de emitir un fotón, cambiando su 4-momentum. El fotón debería ser virtual. Ahora, mi maestro dice que este fotón puede decaer en un electrón y un positrón, pero "obviamente no todos los electrones son reales". Me refiero al proceso E1 en la imagen de abajo.
¿Qué quiere decir esto? ¿Significa que el electrón y el positrón creados son virtuales? Y si este es el caso, deberían aniquilarse para crear nuevamente el fotón virtual, ¿verdad? Esto se debe a que si son virtuales, al ser partículas masivas, no pueden mantener su "virtualidad" todo el tiempo que quieran (a diferencia del fotón, que no tiene masa y puede existir como una partícula virtual sin límites de tiempo). Pero mis dudas surgen cuando el proceso análogo, la desintegración beta, ocurre a través de una interacción débil. Entonces, en lugar de tener un electrón cambiando su impulso 4, tengo un neutrón que se convierte en un protón y emite un bosón virtual. Entonces el bosón virtual se desintegra en un electrón y un antineutrino (partículas reales porque se pueden observar). Mi pregunta final, SI lo que dije hasta ahora es correcto, de lo cual no estoy seguro, es:
¿Por qué el fotón se desintegra en dos partículas virtuales y el bosón en partículas reales?
Respuestas (1)
ana v
¿Por qué el fotón se desintegra en dos partículas virtuales y el bosón en partículas reales?
El diagrama E1 no conserva la energía en el sistema del centro de masa. El centro de energía de la masa entrante es la masa del electrón, el saliente es al menos tres masas de electrones, y ojo, el electrón es una partícula elemental y no se desintegra.
También los fotones interactúan, no se descomponen. Dentro de los diagramas de feynman correctos se les llama virtuales. Existen diagramas similares para el intercambio de bosones Z fuera de masa. Las líneas salientes de un vértice de interacción son reales, no virtuales. Solo las líneas internas son virtuales.
El diagrama de producción de pares correcto de un fotón se puede ver aquí, donde el centro de masa también debe tener en cuenta el núcleo:
El fotón virtual en su E1 tiene que interactuar con el campo de un núcleo, mediante un intercambio de electrones virtual y luego puede aparecer un par de positrones de electrones reales,
En consecuencia, habrá un diagrama con un intercambio de bosones Z de su E1, pero a menos que las energías involucradas sean muy altas, el propagador Z y la constante de acoplamiento débil hacen que la contribución a la sección transversal de este diagrama sea pequeña.
Lúthien
ana v
Lúthien
ana v
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