¿Cuál es la definición de una partícula de intercambio?

Haaris Sheikh 06/04/2017. 3 answers, 507 views
particle-physics definition carrier-particles

Después de leer los artículos, concluí que una definición adecuada es que cuando 2 partículas interactúan, los bosones se intercambian entre las 2 partículas creando una fuerza.

¿Cuál sería una buena definición para partículas de intercambio?

3 Answers


Lewis Miller 06/04/2017.

Una partícula de intercambio es una partícula virtual que media la interacción entre otras dos partículas. Es virtual porque no necesita estar en el caparazón masivo y, por lo tanto, no es directamente observable.


anna v 06/04/2017.

En el modelo estándar de física de partículas elemental, todas las partículas en la tabla pueden ser partículas de intercambio:

elempart

Se les llama "partículas intercambiadas" debido a la invención de los diagramas de Feynman para representar partículas elementales que interactúan o se descomponen, utilizando el formalismo teórico del campo cuántico.

Antes de eso tuvimos la interacción de Fermi donde

La teoría postula cuatro fermiones que interactúan directamente entre sí (en un vértice del diagrama de Feynman asociado). Esta interacción explica la desintegración beta de un neutrón mediante el acoplamiento directo de un neutrón con un electrón, un neutrino (que posteriormente se determinó que era un antineutrino) y un protón.

Fermi introdujo por primera vez este acoplamiento en su descripción de la desintegración beta en 1933. La interacción de Fermi fue el precursor de la teoría de la interacción débil en la que la interacción entre el protón neutrón y el electrón antineutrino está mediada por un W-bosón virtual.

El modelo estándar progresó hasta tener vértices dejando solo tres líneas, y, como ejemplo, muestra una serie de posibles diagramas donde las partículas intercambiadas no son solo bosones.

feynmandiag

La "partícula" intercambiada mantiene la partícula nombrada en la tabla de partículas elementales, porque ella, las líneas entre los vértices son los titulares de posición para la energía y el momento y los intercambios numéricos cuánticos entre entrantes y salientes, y están debajo de la integral que representa el diagrama . Están fuera de caparazón masivo, porque la masa de cuatro vectores varía según la integración. La masa de la partícula intercambiada está en el denominador, en el propagador de la integración.

Los bosones gauge generalmente están involucrados en los diagramas de intercambios de orden más bajo (es una serie de parturbación que se suma a los diagramas de Feynman), pero no, no son solo los bosones los que se intercambian. Los otros números cuánticos conservados también son importantes.

Sí, el intercambio tiene un impulso durante un intervalo de tiempo, dp / dt, por lo que es una fuerza que se intercambia.


HolgerFiedler 06/04/2017.

Buena pregunta porque la respuesta sería un poco diferente de lo que quizás esperas.

Supongamos que "arrojas" un electrón a otro electrón. En cuanto a cualquier pregunta científica, estamos obligados a verla desde diferentes lados.

  1. Los electrones durante su enfoque intercambian fotones, los llaman virtuales o no. Este intercambio funciona solo en el caso de que los fotones se emitan y se absorban sin perder el entorno. Esta afirmación es cierta siempre que nadie observe ninguna histéresis en el comportamiento del enfoque y el siguiente rechazo. SI cualquier emisión a los alrededores ocurre durante el acercamiento QUE durante el rechazo, algunos fotones deben ocurrir "justo a tiempo" O se debe observar cualquier histéresis. Este no es el caso. La introducción de fotones virtuales es un buen modelo para un proceso que no podríamos describir con más detalle.
  2. Durante el acercamiento de un electrón hacia un protón, tiene lugar una emisión de fotones reales. La diferencia de energía entre las dos partículas se realiza por emisión de fotones. Este fenómeno se corresponde con el proceso opuesto al efecto fotoeléctrico donde los fotones excitan electrones o con la escisión de electrones en un átomo.

Una definición de una partícula de intercambio

cuando 2 partículas interactúan, los bosones se intercambian entre las 2 partículas creando una fuerza

implica que el intercambio tiene que ser asimétrico. Los fotones obedecen un impulso que es igual pero de diferente signo para la emisión y la absorción de una partícula.

Para la interacción electrón-electrones, no se puede definir ninguna fuerza en dicho intercambio. En el caso de la interacción electrón-protón, los fotones reales se emiten (o se absorben) y se produce una fuerza atrayente (o repulsiva). Aquí podemos hablar de fotones de intercambio.

¿Cómo explicar los diferentes fenómenos? En el caso de los campos con signo igual, uno puede usar la experiencia "Donde está un cuerpo, no puede haber segundo" y aplicarlo a campos iguales con signo. Para campos eléctricos desiguales con signo, es diferente. Se eliminan parcialmente entre sí mediante el intercambio y la emisión de fotones.

Conclusión: para campos eléctricos con la misma señal, los fotones virtuales son un modelo pero no necesarios para explicar la repulsión entre ellos. Para campos eléctricos con signo desigual, el fotón es el resultado del enfoque y la condición para la repulsión entre el electrón y el protón.


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