¿Por qué no "vemos" el campo clásico de Dirac?

El campo electromagnético describe los fotones. Si hay muchos fotones, las cosas se vuelven clásicas y podemos usar el electromagnetismo clásico para describir el campo EM. También podemos medir el campo EM colocando una antena y observando el voltaje en sus terminales.

Si el campo de Dirac describe electrones de manera similar al campo EM describe fotones, ¿por qué no vemos ondas electrónicas u otros fenómenos de campo clásicos ? ¿Qué habría que hacer para observar este fenómeno?

¿A qué "fenómenos de campo clásico" específicos te refieres? ¿A qué te refieres específicamente con "ondas electrónicas"? Si por "ondas" quiere decir "excitaciones viajeras del campo", entonces ya las vemos, ya que los electrones son exactamente esas excitaciones.
Tentativamente, la fenomenología bastante distinta en el límite semiclásico para una gran cantidad de fotones frente a una gran cantidad de electrones puede tener algo que ver con que los primeros sean bosones y los últimos fermiones. ¿También tal vez el hecho de que los fotones no tengan masa, lo que los hace fáciles de emitir/absorber incluso a baja energía?

Respuestas (1)

Los fermiones no admiten una aproximación clásica "simple" como lo hacen los campos de bosones o las partículas mecánicas cuánticas (sin espín, no relativistas), y esto se debe esencialmente al principio de exclusión (no puedo cuantificar más esta última afirmación sin entrar en detalles demasiado complicados). y técnico para este contexto, sin embargo, un campo fermiónico límite clásico, incluso si fuera matemáticamente definible, sería esencialmente intrínsecamente inobservable).

Sin embargo, es posible describir y observar colectivamente los efectos clásicos para sistemas de muchos fermiones. Matemáticamente, esto se hace realizando el llamado análisis semiclásico multiescala : la idea es considerar un sistema con muchos fermiones al mismo tiempo y escalas de energía que son mucho más grandes que las escalas de Planck. En otras palabras, uno considera simultáneamente los límites norte , y 0 ( norte siendo el número de fermiones), de forma adecuada (si no recuerdo mal, norte 1 3 en tres dimensiones espaciales).

En este contexto, una aproximación de plasma clásica es precisa para describir el sistema: los muchos electrones están efectivamente bien descritos por una distribución (clásica) de posición y velocidad, obedeciendo a una ecuación de transporte llamada ecuación de Vlasov .