¿Puede un electrón libre acelerando en un campo gravitatorio absorber fotones? [duplicar]

Un electrón 'libre' acelerado en un campo electromagnético puede absorber y emitir un fotón. ¿Qué pasa con una elección que se acelera en un campo gravitacional?

Editar: algunos usuarios han sugerido que la pregunta es un duplicado. Sin embargo, mi pregunta se refiere a la absorción de fotones, no a la radiación de fotones.

La diferencia clave es que el mío pregunta si puede absorber fotones. Casi no hay duda en la física acerca de la aceleración de la radiación de electrones. Pero espero que haya un amplio debate sobre esta cuestión. Mi propia opinión es que, dado que los procesos cuánticos son reversibles, esto debería ser posible.
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Sospecho que esta pregunta debería abordarse de manera semiclásica, estudiando QED en un espacio curvo, en lugar de en términos de gravitones.

Respuestas (1)

Un electrón 'libre' acelerado en un campo electromagnético puede absorber y emitir un fotón.

Tanto los electrones como los fotones pertenecen a la tabla de partículas elementales en el modelo estándar de la física de partículas , es decir, son entidades mecánicas cuánticas y deben ser modeladas como tales. Así, un electrón no absorbe un fotón, interactúa con un fotón según las reglas de la mecánica cuántica. Los diagramas de Feynman se utilizan para modelar las integraciones necesarias para encontrar las probabilidades de interacción entre electrones y fotones, en este caso denominada dispersión de Compton.

dispersión compton

¿Qué pasa con un electrón acelerando en un campo gravitatorio?

Si aceptamos la cuantificación efectiva de la gravedad, es decir, que los gravitones serán parte del futuro modelo estándar de partículas elementales, existirá un diagrama análogo, donde un gravitón reemplazará a uno de los fotones en los diagramas.

Creo que surge cierta confusión sobre "un electrón no absorbe un fotón" debido a los diagramas: ¿dónde está el fotón en la sección central? Ciertamente parece que ha sido absorbido.
No se llama absorción, ya que la línea intermedia es solo una representación matemática dentro de una integral, integrada sobre los límites. No es un electrón real, ya que su masa es variable en un continuo de valores y fuera de la capa de masa. La absorción significaría que la masa del electrón cambiaría en su sistema de centro de masa, y esto es falso.
Eso es todo, estos diagramas a menudo se presentan como una "manera fácil de entender" estas cosas, pero de hecho, existe una gran complejidad que en realidad no se ilustra. A primera vista, cualquiera que mire eso ve que falta un fotón que "ha sido absorbido". ¡Así que ahora ha vuelto a explicar todo lo que esperaba que el diagrama pudiera evitar!
@MauryMarkowitz Puse el diagrama porque es el modelo correcto de mecánica cuántica. No se llama absorción, sino dispersión Compton después de todo. También permite ver cómo entrarían los gravitones en el juego.
Entonces, ¿un electrón acelerado por un campo gravitatorio no irradiará fotones? ¿Se ha realizado un experimento para verificar esto, y alguien puede proporcionar un enlace a dicho experimento?
@AbdulMoizQureshi Acabo de describir lo contrario, en el marco mecánico cuántico correcto. Un gravitón a la izquierda interactuando con un electrón puede transferir su energía y aparecer un fotón. Así es la aceleración en el marco cuántico. Esta interacción es muy improbable porque el acoplamiento de electrones gravitacionales es muy pequeño, por lo que no se puede medir, consulte los acoplamientos aquí hyperphysics.phy-astr.gsu.edu/hbase/Forces/funfor.html
Pero, ¿se ha realizado un experimento real para demostrar que un electrón que se acelera en un campo gravitacional no emite ni absorbe fotones?
¿Miraste el tamaño de las constantes de acoplamiento en el enlace que di arriba? El electrón se acopla mucho más con el campo electromagnético, su radiación dentro de los errores se ajusta a los cálculos electromagnéticos, no hay forma de discernir el efecto de la aceleración gravitatoria que todos los electrones sufren de todos modos en el campo gravitatorio de la tierra. Será 10^-37 más pequeño. no puede haber ningún experimento para alcanzar la precisión necesaria. Hay una pequeña probabilidad de emitir debido a una interacción de gravitones, pero no es medible
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