Si las partículas son excitaciones, ¿cuáles son sus campos?

¡ Un electrón puede verse como una excitación localizada del campo de electrones que existe antes de los electrones y que impregna todo el espacio-tiempo! ¡ El campo de electrones no tiene nada que ver con el campo eléctrico que crea el electrón!

Ahora este campo de electrones$\psi$está acoplado al campo electromagnético de cuatro potenciales $A_\mu %will this make the edit go through?$a través de una interacción

Los fotones también pueden reaccionar en el campo de electrones, esto se llama producción de pares , pero es raro, ya que un solo fotón no puede inducir este proceso debido a las leyes de conservación.

Un fotón no se acopla al campo de fotones en sí, ya que es la partícula de calibre de un grupo de calibre abeliano. Los gluones, por otro lado, provienen de una interacción de calibre no abeliano, llevan cargas de color y, por lo tanto, reaccionan de forma inversa en el propio campo de gluones, a través de interacciones como

Comencemos a ver sus declaraciones:

Estaba claro para mí que todas las partículas son meramente excitación en campos.

Esto no es exactamente cierto, aunque se diga a menudo. En el modelo de la Teoría Cuántica de Campos, describimos un electrón como una excitación del campo de electrones. Es importante enfatizar que esto es solo una descripción, es decir, es difícil decir si realmente "es" así (lo que sea que eso signifique).

Si el electrón es excitación en el campo de electrones, ¿cómo produce su propio campo?

no lo hace En QFT, se postula que un campo de electrones existe en todas partes (en nuestro espacio-tiempo plano). Esto es parte de la base de la teoría y, como tal, la teoría no puede explicarlo.

Por alguna razón, el electrón, incluso después de ser una excitación, produce un campo eléctrico, pero ¿por qué el fotón (u otras partículas similares, si las hay) no crea tal campo?

Esta afirmación no es completamente cierta. En QFT, no hay campo electromagnético. En física general, un campo eléctrico es el mediador de la interacción electromagnética. En QFT ese papel lo asume el fotón, es decir, una excitación del campo de fotones. Estos dos campos (fotónico y electromagnético) son descripciones en diferentes teorías pero básicamente de los mismos efectos. (No es exactamente lo mismo, pero esto es un poco más difícil de explicar).

Esto también responde a su pregunta de por qué el fotón (en qft) no crea tal campo: porque viven en diferentes teorías.

El hecho de que el fotón no se acople consigo mismo es básicamente un hecho experimental. Por ahora, tenemos algunas buenas descripciones y explicaciones teóricas de eso, por ejemplo, es el bosón de calibre de un grupo de calibre abeliano o simplemente no tiene un término de interacción en el lagrangiano de la electrodinámica cuántica. (La primera implica la segunda razón, pero se encontraron al revés afaik).

Todas estas partículas tienen masa y ejercen gravedad ¿cómo pueden producir campos gravitatorios?

Hasta donde yo sé, no existe una teoría consistente y comprobada que describa la gravedad y el qft juntos. (más preciso: ... da como resultado un cierto límite/bajo ciertas suposiciones razonables). Como menciona Neuneck en sus comentarios, existen teorías razonables sobre qft en un fondo curvo. En qft, la masa es solo un parámetro de la teoría, nada más. Es solo nuestra interpretación de otras partes de la física, lo que le da el significado de la masa que conocemos.

La gravedad está, en este sentido, más cerca de la electrodinámica normal. El campo gravitacional es nuestro espacio-tiempo y se curva a través de cargas de gravedad = masas. Es como poner un electrón en un espacio vacío: primero, el campo electromagnético es plano y 0 en todas partes (casualmente se dice que no está allí, pero esto es impreciso y puede crear confusiones) y luego, tienes un sumidero en el campo y está doblado (casualmente se dice , hay un campo).

cuando las partículas se excitan en algún campo, ¿cómo surgen los campos de ellas?

Con la respuesta anterior como fondo: No lo hacen (en qft). Depende de la teoría, lo que quieres decir con la palabra campo. Es principalmente una confusión porque uno no siempre define con precisión lo que quiere decir con una determinada palabra (como electrón o campo) en física.

Para el caso de un electrón, se describe mediante un campo de espinor de Dirac$\psi$con Lagrangiano,

Decimos que el electrón surge como una excitación del campo cuántico.$\psi$. A nivel técnico, si ampliamos el campo utilizando el análisis de Fourier, más o menos como,

descuidando muchos factores. Los coeficientes de Fourier$(b,b^\dagger)$y$(c,c^\dagger)$actuar sobre el estado de vacío de la teoría para crear o destruir positrones o electrones; estos estados viven en un espacio de Fock.

En el modelo de la electrodinámica cuántica, el campo$\psi$se acopla a un campo electromagnético$A_\mu$descrito por el Maxwell Lagrangiano; el término de interacción es,

El campo$\psi$se transforma bajo una representación de$U(1)$, y asociamos un$U(1)$carga tanto para el electrón$\psi$y positrón$\bar{\psi}$. El electrón en aislamiento, sin la existencia de un$A_\mu$, no daría lugar a un campo eléctrico.

Actualmente no se dispone de una teoría de campo cuántico aceptable de la gravedad y, como tal, se desconoce en cierta medida cómo interactúan los campos cuánticos con un campo gravitacional.