¿Radiación de gluones de un nucleón?

Se ha calculado valientemente la radiación de un neutrón en un campo magnético .

Concluyen:

Los cálculos en este artículo son principalmente de interés teórico, como buenos ejemplos pedagógicos en las teorías clásica y cuántica de la radiación. Físicamente, el proceso no es observable, porque la tasa de radiación del neutrón es muy pequeña.

Dan una estimación, donde el tiempo de vida de la transición de un estado excitado es mayor que la edad del Universo.

Ahora, para las fuerzas fuertes de color, no existe un campo magnético macroscópico equivalente a bajas energías. La fuerza del color fuerte está dentro de los nucleones y hadrones. La fuerza nuclear fuerte es una fuerza de desbordamiento, correspondiente a las fuerzas de desbordamiento de van der Waals "wdW" en el electromagnetismo. La explicación de la mecánica cuántica para la fuerza "wdW" implica intercambios de fotones virtuales, como toda interacción electromagnética examinada a nivel cuántico. De manera análoga, la fuerza de desbordamiento de la energía nuclear fuerte tendrá intercambios de gluones virtuales entre nucleones adyacentes, pero no algo que pueda llamarse radiación.

Interesante analogía entre el momento dipolar magnético de un neutrón y la fuerza fuerte. Sin embargo, los dos son muy diferentes. Anna V ya ha discutido el tema de la radiación de fotones de neutrones, así que solo hablaré un poco más sobre la fuerza fuerte.

Fundamentalmente, la fuerza entre los quarks se describe mediante la cromodinámica cuántica (QCD), que es una teoría de calibre no abeliana. Se comporta de manera diferente a las teorías abelianas de calibre, como la electrodinámica cuántica (QED), que gobierna el comportamiento de los fotones. La diferencia importante es que QCD está confinado. Lo que esto significa es que solo existe dentro de pequeñas regiones del espacio con un tamaño aproximadamente dado por el tamaño de un protón. Si un gluón intentara salir de ese espacio, la fuerza con la que vuelve a la región aumenta con la distancia. Esto es opuesto a la forma en que funciona en QED, donde la fuerza disminuye con la distancia. Así que aumente la distancia para que el gluón se irradie desde esa región, uno necesita poner más energía. Eventualmente, habría suficiente energía para crear una nueva región de color neutro que luego se separaría de la región anterior en la que estarían confinados el gluón, junto con todas las demás partículas creadas por la energía de separación. Estas regiones confinadas separadas se manifiestan como chorros en experimentos con colisionadores de alta energía. (Anna v puede decir más sobre esto).

Entonces, como resultado, un solo gluón no puede ser irradiado desde un protón o un neutrón.

De hecho, un neutrón tiene un momento dipolar magnético finito a pesar de que es neutro... Por lo tanto, un neutrón podría ser acelerado por campos electromagnéticos incluso si su monopolo eléctrico es cero.

Dinámica de movimiento

Cuando la luz cae sobre una partícula que se mueve en la misma dirección, esta partícula se acelera. Si los fotones no se absorben por completo, se vuelven a emitir con menor energía (desplazamiento hacia el rojo). Esto también se aplica a los neutrones. La energía cinética se puede transferir de fotones a neutrones.

Por supuesto, también tiene lugar el proceso inverso. Si un neutrón en movimiento se detiene, ya sea por un obstáculo o por la entrada de luz en sentido contrario, la energía cinética perdida se libera en forma de fotones.

Para este conocimiento basta pensar en mecánica clásica. No se necesitan quarks ni momentos magnéticos.

Además, si se acelera un neutrón, espero que irradie fotones.

Interacción cuantificada con fotones.

El neutrón enlazado (más precisamente, no libre en todos los ejes) interactúa con las partículas circundantes. Cuando el neutrón es golpeado por un fotón, puede ganar energía cinética. Una parte de esta energía puede transferirse a las partículas circundantes y otra parte puede volver a emitirse. En este sentido el neutrón irradia. Para un neutrón libre, mi sensación es que el neutrón no puede absorber ningún fotón de una vez. Cuanto más energéticos son los fotones, más probable es que una parte de su energía se libere nuevamente como radiación.

Radiación inducida

La afirmación de que las partículas cargadas irradian proviene de los experimentos de fuerza de Lorentz. Una carga en movimiento, influenciada por un campo magnético externo, se desvía. Durante la desviación irradia y pierde energía cinética.

Los campos eléctricos y magnéticos no interactúan. La conclusión es que el dipolo magnético de la carga y el campo magnético externo interactúan. El campo externo intenta alinear el campo magnético de las cargas. Durante esta alineación, la carga irradia un fotón (la partícula se desvía un poco). La emisión del fotón vuelve a desalinear el campo magnético de las cargas y este proceso se repite hasta que se agota la energía cinética y la partícula se detiene en el centro de su trayectoria espiral.

La pregunta interesante es, ¿sucederá lo mismo con un neutrón? Se eliminó una pregunta sobre esto en PSE, no tiene respuestas.

Se discute la radiación de un núcleo. Por ejemplo, los rayos X son emitidos por los electrones y los rayos Y son emitidos por el núcleo. https://www.sciencedirect.com/topics/physics-and-astronomy/gamma-radiation Incluso hay artículos interesantes sobre el campo que forman los fotones emitidos por el núcleo y cómo afecta la disposición o separación de las capas de electrones. .