Если столкнутся два фотона, будет ли полученная частица иметь нулевую скорость?

Если столкнутся два фотона, движущихся в противоположных направлениях вдоль одной и той же линии, будет ли образовавшаяся частица иметь нулевую скорость относительно остального пространства-времени в момент столкновения?

Фотоны — это бозоны, поэтому технически они не могут столкнуться сами по себе.
Они могут взаимодействовать через фермионную петлю. Это очень-очень редко, но возможно (и, я думаю, даже было измерено экспериментально).

Ответы (4)

Если столкнутся два фотона, движущихся в противоположных направлениях вдоль одной и той же линии, будет ли образовавшаяся частица иметь нулевую скорость относительно остального времени-пространства в момент столкновения?

Фотоны — это квантово-механические частицы. В микроскопических измерениях, где взаимодействуют квантово-механические частицы, существуют законы Природы, которые доминируют в этих измерениях, хотя в макроскопических измерениях они обычно незначительны.

Одним из таких правил является принцип неопределенности Гейзенберга , HUP: нельзя определить местоположение частицы и ее импульс с большей точностью, чем:

ХУП

куда ℏ знак равно 6.62606957 ( 29 ) × 10 − 34 Джоуль – очень малое число, поэтому в макроскопических размерах он фактически равен нулю.

Таким образом, два фотона даже с одинаковой энергией не столкнутся в одной точке.

Говоря математическим языком, фотон-фотонное взаимодействие очень и очень слабое, поскольку между двумя фотонами нет взаимодействия первого порядка, но они должны пройти через петлю частиц. Кроме того, закон сохранения импульса требует выхода двух частиц.

фотонфотон

Диаграмма Фейнмана (блочная диаграмма) для фотон-фотонного рассеяния, один фотон рассеивается из-за нестационарных флуктуаций заряда другого в вакууме.

Диаграммы Фейнмана имеют взаимно однозначное соответствие с вычисляемыми интегралами, которые дают вероятность данного взаимодействия.

Фотон переносит энергию, два фотона имеют постоянную массу . В их системе центра масс, в зависимости от энергии, доступной от каждого из них, на выходе снова могут быть два фотона, или, если существует достаточно энергии для создания массивных частиц, будет существовать квантово-механическая вероятность взаимодействия. Они предлагают фотонные коллайдеры высокой энергии, гамма-гамма-коллайдеры .

Это известно как рассеяние Дельбрюка en.wikipedia.org/wiki/Delbr%C3%BCck_scattering , и эффект четырех вершин действительно мал.
вы имеете в виду... что если бы траектория, ведущая их друг к другу, была траекторией, по которой эти фотоны начинают свой цикл в плотной сферической формации вокруг вакуума, где каждый фотон, образующий сферу, движется наружу по круговой траектории, удаляясь друг от друга на одно и то же мгновение с равным импульсом, и когда их коллективная траектория описывает вихревую сферу, где каждая пара фотонов дважды встречается лоб в лоб; 1) дальше всего от исходной фотонной сферы и 2) снова на поверхности фотонной сферы, и будет создана точка столкновения 2 с высокой энергией материи?
Вихри и прочее относятся к макроскопической физике. Квантово-механические расчеты представлены диаграммами Фейнмана и не имеют ничего общего с вихрями и «фотонными сферами». Фотон - это элементарная частица, т.е. точечная частица, никаких сфер. Квантово-механические правила говорят нам, что при наличии достаточной энергии для создания паратиклов существует вероятность того, что они будут созданы при рассеянии, что и нацелено на изучение гамма-гамма-коллайдеров.
Извините, Анна, я не собирался использовать термины вихрь и фотонная сфера для описания конкретного явления, а скорее теоретические точки вдоль траектории фотонов, которые я описываю. попробую изобразить графически
@JuanBautista, вы воображаете, что фотоны имеют четко определенные траектории?
Да, @AlfredCentauri исходит из источников в двухмерных дисках, которые придерживаются движущегося складывающегося трехмерного переплетения гравитации.

Обычно нет, потому что скорость не является сохраняющейся величиной. Импульс сохраняется при всех взаимодействиях. Для фотонов величина импульса просто

п знак равно Е с знак равно час ν с знак равно час λ ,
поэтому фотоны с разными энергиями/частотами/длинами волн будут иметь разные импульсы. Если общий импульс отличен от нуля до столкновения, он будет отличен от нуля и после.

Интересно, так теоретически в вакууме, если два фотона расстаются от единого и исключительного гравитационного центра одной и той же силой в противоположных направлениях по эллиптической траектории одного из полюсов дипольного момента кольца, через центр которого (тот же самый гравитационный центр) подходит только один фотон, мы могли ожидать, что фотоны встретятся один раз в точке столкновения с низкой энергией на внешнем крае кольца и снова в точке с высокой энергией в центре кольца, где мог пройти только один фотон. исключение из вашего "вообще нет" ответа на мой вопрос?

Обратите внимание, что вероятность столкновения может быть сильно увеличена в некоторых нелинейных материалах (таких как среда Керра ). Как было сказано выше, вакуум является очень слабо нелинейным материалом.

Результирующая «скорость» фотона будет его импульсом. к , правило состоит в том, что если в материале не происходит потерь, импульс и энергия должны сохраняться: к 1 + к 2 знак равно к 1 ′ + к 2 ′ . Но это векторные величины и к 1 + к 2 знак равно 0 не подразумевает к 1 ′ знак равно 0 а также к 2 ′ знак равно 0 . Возможны многие решения, они изучаются нелинейной оптикой . Более того, энергосбережение накладывает дополнительные ограничения.

Фотографии — это бозоны. Они могут занимать одни и те же квантовые состояния и одно и то же место в пространстве, поэтому на самом деле они не могут «сталкиваться». Если два фотона, движущиеся в противоположных направлениях по одной и той же линии, сталкиваются, они просто проходят сквозь друг друга.

Я думаю, вы, вероятно, думали о парном производстве. Это совершенно другой процесс, при котором два энергичных фотона взаимодействуют с ядром и создают пару частица-античастица.

Неточно, как показывают другие ответы.
Поясню: тот факт, что два фотона могут находиться в одном и том же состоянии, не мешает им взаимодействовать. Уравнения Максвелла линейны, поэтому в любом режиме, где применяются уравнения Максвелла, фотоны будут редко взаимодействовать. Тем не менее, это не делает его невозможным.
Если столкнутся два фотона, будет ли полученная частица иметь нулевую скорость?
СпросиСетьПолитика конфиденциальности1y, 0v