¿Cómo pueden los fotones hacer que las cargas se atraigan? [duplicar]

Los fotones son los portadores de fuerza de la fuerza electromagnética. No veo cómo esto podría resultar en una transferencia de impulso que atraiga objetos juntos.

Respuestas (2)

Para las fuerzas entre partículas elementales tenemos diagramas de Feynman, donde existe una partícula mediadora para la interacción. En los diagramas más simples: para el fuerte es el gluón, para el débil es Zs y Ws y para el electromagnético es el fotón.

Aquí está la dispersión Bhabha, donde el electrón y el positrón (fuerza de atracción) son de primer orden en la expansión y de baja energía:

bhabha1bhabha2

      annihilation                                  scattering

eje x el eje del tiempo.

Para la dispersión ee sólo existe el segundo diagrama de primer orden.

Entonces la pregunta debería ser cómo puede haber fuerzas atractivas y repulsivas. Para responder realmente habría que hacer las matemáticas que dictan los diagramas de Feynman y el resultado nos dirá que la fuerza es atractiva.

He encontrado útil para comprender intuitivamente el análogo con botes que se lanzan pelotas entre sí y transfieren impulso para la repulsión y bumeranes para la atracción.

repulsivo

análogo repulsivo

atractivo

Conservación de la cantidad de movimiento directamente en la repulsión, conservación de la cantidad de movimiento angular en el atractivo. Como todos los análogos, no se debe enfatizar demasiado. Aquí tenemos una pelota y un boomerang. Es una forma de ver que los barcos pueden "atraerse" entre sí.

En los diagramas de Feynman, el e+e- tiene un diagrama adicional para agregar al cálculo e inducir cinemáticamente el efecto atractivo que el ee- o el e+e+ no tienen.

En realidad, el libro de A. Zee sobre "QFT en pocas palabras" tiene una muy buena explicación sobre esto en el capítulo I.5, y lo esbozaré brevemente (este es un bosquejo muy aproximado):

Z = ∫ D A mi i S ( A ) = mi i W ( j )
dónde W ( j ) es dado por:
W ( j ) = − 1 / 2 ∫ ∫ d 4 X d y j ( X ) D ( X − y ) j ( y )
donde D(xy) es el propagador de fotones y J(x) y J(y) se refieren a dos masas de materia. Conectando un propagador de fotones, obtenemos:
W ( j ) = 1 / 2 ∫ d 4 k j m ( k ) 1 k 2 j m ( k )

j 0 es la densidad de carga que para dos bultos de carga positiva es positiva y, por lo tanto, el resultado tiene un signo positivo. Si un bulto fuera positivo y el otro negativo, uno de los J sería positivo y el otro J sería negativo y obtendremos un signo negativo general, lo que muestra que hay una atracción entre cargas diferentes y repulsión entre cargas iguales.

Entonces, los fotones básicamente actúan como portadores de información de una fuente a otra. Extendiendo este análisis a otras partículas de espín obtenemos,

El intercambio entre cargas similares da las siguientes fuerzas según el espín

Giro 0 = Atractivo

Giro 1 = Repulsivo (fotón)

Giro 2 = Atractivo

Le pregunté esto a un profesor de mi universidad local hace un tiempo. Estudio completamente por mi cuenta, así que fue un favor de su parte conocerme. Me respondió en 4 palabras: "impulso negativo, vete". Con su publicación, ahora puedo ver por qué dijo eso, aunque estoy progresando lentamente en el libro de Zee.
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