¿Qué evidencia física hay de que las partículas subatómicas aparecen y desaparecen?

$$\sin(x) = x-\frac{x^3}{3!} + \text{trigonometric fluctuations}$$

Arriba puede ver por qué no me gusta el lenguaje de las "fluctuaciones cuánticas" : lo que la gente quiere decir con ellas es simplemente "términos en series de perturbaciones a las que no podemos dar un sentido clásico" . Del mismo modo la frase

... las partículas aparecen y desaparecen...

es otro intento ingenuo de describir los efectos cuánticos en un lenguaje clásico. Y no existe una analogía clásica que refleje la descripción cuántica del mundo con total precisión.

Por otro lado, no puedo decir que este lenguaje sea incorrecto: es formalmente correcto. El problema es que simplemente pone el carro delante del caballo, creando mucha confusión innecesaria.

Para resumir mi respuesta: su pregunta es incorrecta, ya que está pidiendo " evidencia " para una descripción ingenua popular de los fenómenos cuánticos en un lenguaje clásico.

Lo que realmente debería preguntar es la evidencia experimental de la mecánica cuántica y la teoría cuántica de campos. Y la evidencia experimental para la descripción cuántica del mundo está compuesta por una plétora de experimentos famosos, no tan famosos y nada famosos. Incluso hay dispositivos mundanos que explotan las complejidades de la mecánica cuántica en beneficio de los seres humanos. (Estoy bastante seguro de que puedes encontrarlos sin mi ayuda).

Esta respuesta es básicamente un argumento sobre por qué deberías tratar los términos de una serie de perturbaciones como objetos interesantes en las circunstancias adecuadas. Realmente no cambia el hecho de que estos son solo términos matemáticos, pero muestra que tienen un valor explicativo además de ser simplemente parte de la suma porque cada término puede ser el término principal en la suma de otro proceso físico.

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Producción de mesones

Una contribución significativa a la producción directa de piones y otros mesones es la activación de pares de quarks del mar de nucleones . reacciones como

$$e^- + p \to e^- + \pi^+ + \text{undetected hadronic junk} \,.$$

Para una de las muchas discusiones más técnicas, consulte el$f_\pi$papeles de colaboración: ¹

• http://inspirehep.net/record/535171
• http://inspirehep.net/record/1290558
• http://inspirehep.net/record/1334567

Drell Yan

El proceso "Drell-Yan" es

$$q + \bar{q} \to l + \bar{l} \,,$$ con $q$representando un quark y $l$que representa un leptón cargado (experimentalmente, uno está generalmente interesado en los muones porque la firma es experimentalmente fácil de encontrar).

Se puede obtener en colisiones entre dos protones. Los protones tienen un contenido de quarks de valencia de$uud$. Entonces, ¿de dónde viene el antiquark en el estado inicial? Del mar del nucleón. Los experimentos que utilizan esta técnica incluyen NuSea y SeaQuest

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¹ Elegido porque sé cuáles son por haber sido parte de la colaboración desde los albores de mi carrera.

Mi entendimiento actual es que la realidad física de las fluctuaciones del vacío, los pares de partículas y antipartículas que se crean y luego se aniquilan, está en disputa. El efecto Casimir a menudo se cita como evidencia física, pero hay algunos autores que han llegado a disputar que el efecto Casimir es una evidencia convincente de la realidad de las fluctuaciones del vacío, ya que argumentan que se pueden extraer los mismos resultados al tratar el efecto como resultado. de fuerzas retardadas de van der Waals, no fluctuaciones de vacío.

Consulte este documento: http://arxiv.org/abs/hep-th/0503158

y

este resumen de la situación http://orbi.ulg.ac.be/bitstream/2268/137507/1/238.pdf

Tal vez lea el resumen primero, es fácil y rápido de leer :) Hasta donde yo sé, aparte del efecto Casimir, no tenemos otra evidencia de la realidad física de las fluctuaciones del vacío. Si desea profundizar más, un buen comienzo son los documentos citados por los dos anteriores.

Este fenómeno se denomina Fluctuaciones Cuánticas o energía del vacío y podría describirse teóricamente mediante la relación de incertidumbre de Heisenberg con el término energía. Una de las evidencias físicas de tal fenómeno es el ''efecto Casimir''.

cuando dos placas descargadas se acercan entre sí, exhiben una fuerza repulsiva, esta fuerza se explica por las fluctuaciones cuánticas (partículas subatómicas que aparecen y desaparecen).

La mejor evidencia experimental proviene de las colisiones fotón-fotón . Estos ocurren durante las colisiones de partículas virtuales (por ejemplo, quarks) que rodean los fotones de bremsstrahlung en un$e^{+}e^{-}$colisionador

Por el tono de su pregunta, tengo la sensación de que está buscando un ejemplo de experiencia simple y común. Sin embargo, el fenómeno es un efecto cuántico de alta energía que no es evidente en las escalas de energía en las que vivimos nuestras vidas normales. No creo que lo notes en la llama de una vela, por ejemplo.

En las escalas de energía del colisionador LEP (en el que trabajé en la década de 1990), el efecto era muy real y creaba eventos frecuentes en nuestros detectores que debían corregirse.

Como comentario aparte, me interesaría saber qué aspecto de la infalibilidad bíblica temes que este fenómeno pueda desafiar...