При условии:
1) виртуальные фотоны опосредуют электрические и магнитные силовые поля
2) магнитное поле есть ротор магнитного векторного потенциала
3) электрическое поле есть отрицательный градиент электрического скалярного потенциала
Как мы понимаем векторный и скалярный потенциалы в терминах виртуальных фотонов?
В частности, я имею в виду свободное от завихрений магнитное векторное и безградиентное электрическое скалярное потенциальное поля, в которых отсутствуют электромагнитные волны или физические силы.
Например, что на самом деле происходит за пределами соленоида в эксперименте Ааронова-Бома, который изменяет фазу пролетающего электрона? Задействованы ли там виртуальные частицы? Этот вопрос действительно поставил меня в тупик, потому что у меня есть только уровень понимания физики. Спасибо за любую помощь.
Виртуальные фотонные облака ответственны за потенциалы, а не электрические и магнитные поля, и именно это делает объяснение сил с точки зрения фотонного обмена несколько трудным для новичка. Распространение фотонов не является калибровочно-инвариантным, и калибровка Фейнмана является обычной для получения сил, возникающих в результате обмена частицами. В другой полезной калибровке, Дираковской, фотоны являются физическими, а электростатическая сила мгновенна.
Когда у вас есть соленоид, фотоны генерируются токами в соленоиде, и заряд, движущийся через это виртуальное фотонное облако, имеет измененную энергию и канонический импульс в соответствии с распределением фотонов в любой точке пространства. Эффект можно понять из текущей-текущей формы взаимодействия:
Где G — функция распространения, а ток J — амплитуда вероятности испускания/поглощения фотона. Функция распространения воспроизводит векторный потенциал от источника J, так как он действует на другой источник J в другой точке.
Нет никакой разницы между классическими источниками, генерирующими фотоны, и классическими токами, генерирующими векторный потенциал — это одно и то же. Описание электрического и магнитного полей не является фундаментальным, а калибровочная зависимость фотонного пропагатора — это просто то, с чем вам придется смириться.
Электрический и магнитный потенциалы являются соответственно временной и пространственной частями 4-вектора, играющего роль связи в U(1)-калибровочной теории. Квантовая связь обеспечивает интерпретацию того, что вы называете «виртуальными фотонами», которые опосредуют (в некотором смысле) электромагнитные взаимодействия. Да, я предполагаю, что эти виртуальные фотоны ответственны за эффект АБ, но электрические и магнитные поля, связанные с этими фотонами вне внутренней области соленоида, никогда не возникают, а именно, они никогда не выходят «на оболочку». Это означает, что никакое физическое электромагнитное поле вообще не может быть обнаружено в этой области.
ФрэнкХ
Хелдер Велес