Какие частицы могут быть виртуальными? Только те, что в таблице Стандартной модели?

Известные работы групп С. Савасты и Р. Дж. Шёлкопфа показали, что виртуальные частицы могут иметь эффекты, которые можно косвенно проверить. См., например, известную статью

Л. Гарциано и др., « Один фотон может одновременно возбуждать два или более атомов », arXiv:1601.00886v2,

или,

Р. Стасси и др., " Спонтанное преобразование виртуальных фотонов в реальные в режиме сверхсильной связи ", arXiv:1210.2367v2

(Рекомендую очень внимательно прочитать эти статьи для понимания того, как виртуальные фотоны повлияли на конечный результат. В 1-й статье о наличии виртуальных фотонов на промежуточных стадиях - см. диаграммы на рис. 4 - свидетельствует частота колебаний в Рисунок 3. См. формулы (4), (5), (6) Рекомендую, хватит читатьчто виртуальные частицы являются лишь инструментом в диаграммах Фейнмана. Виртуальные частицы тоже могут появляться в реальности, в некоторых экспериментах, но не могут быть обнаружены из-за их слишком короткого времени жизни, различных проблем, таких как масса и другие. В процессе, описанном в первой ссылке, их наличие нарушает закон сохранения энергии — поэтому нельзя обнаружить эти промежуточные состояния, которые, конечно, очень короткие. Хотя их присутствие можно вывести косвенно из исчислений, как в (отличной) работе команды Савасты - первое упоминание.)

Моя проблема в том, что в этих работах генерируются только виртуальные фотоны. Мой вопрос: какие другие типы виртуальных частиц известны? Коллега сказал мне, что виртуальными могут быть только частицы в таблице Стандартной модели (разумеется, с аномальной массой или другими аномальными свойствами). Это правда? А как насчет виртуальных протонов или виртуальных альфа-частиц?

Это больше похоже на разглагольствование, чем на вопрос.
Я не против попыток понять виртуальные частицы интуитивно (см. мой вопрос здесь ), но длинные разглагольствования о том, действительно ли они реальны , — это философия, а не физика. Достаточно внимательный физик даже обычную частицу не назвал бы реальной — даже нечто настолько «объективное», насколько различается число обычных частиц в разных системах отсчета. Все они инструменты для понимания реальности, а не сама реальность.
И как инструмент для понимания реальности виртуальные частицы в большинстве случаев абсолютно ужасны. Если вы не понимаете математику КТП и просто представляете ее как механику точечных частиц, где виртуальные частицы — это маленькие бильярдные шары, все развалится. Вы сталкиваетесь с грудой противоречий. Даже энергосбережение не работает. (Действительно, понятие несохранения энергии в КМ — это просто удобная ложь, рассказанная неспециалистам для сохранения картины виртуальной частицы, в реальной математике нет ничего отдаленно похожего на него.)
Единственный способ использовать рассуждение с виртуальными частицами — это действительно понять математику, выполнить вычисления обычным способом, а затем применить интуицию виртуальных частиц к результату. Вы можете видеть, что это именно то, что происходит в документах, на которые вы ссылаетесь - нигде никогда не бывает «состояния виртуальной частицы» или «оператора виртуальной частицы», это просто стандартная QFT. Вот почему они могут использовать рассуждения о виртуальных частицах, и им это сойдет с рук: потому что они действительно могут выполнять расчеты.
@knzhou « сделайте вычисления обычным способом, а затем наложите интуицию виртуальных частиц на результат ». Я не понимаю всей этой формулировки и философии. Вы бы очень внимательно читали статьи - не выдумывайте их заново. Никогда не бывает " состояния виртуальной частицы" или "оператора виртуальной частицы ". Что вы говорите? Особенно в моей первой ссылке окончательный результат был бы невозможен без промежуточных состояний, содержащих виртуальные фотоны. Кроме того, пожалуйста, постарайтесь прочитать гамильтониан.
Я читал уравнения. Они не содержат виртуальных частиц больше, чем стандартная КТП. Если вы не согласны, укажите на конкретное уравнение , чтобы обосновать свое утверждение, а не на набор интуитивных слов.
@knzhou , Конечно, вся теория этих статей - это КТП и квантовая электродинамика. Нет других виртуальных частиц, чем предсказывает 2-е квантование. Но эффекты здесь являются следствием теории возмущений, посмотрите на уравнения (1) и (3)-(7) и прочитайте пояснения к ним. А теперь посмотрите на схемы на рис. 4. Вы увидите, что в промежуточных состояниях нарушается закон сохранения энергии, потому что в этих состояниях появляются фотоны, выскочившие из вакуума - см. теорию возмущений. Только конечное состояние на каждой диаграмме имеет ту же энергию, что и начальное состояние.

Ответы (2)

Виртуальные частицы могут быть частицами любого типа. Хорошим примером могут быть виртуальные пионы. Ядерные силы можно просто смоделировать с помощью потенциала однопионного обмена.

Если бы виртуальные частицы могли быть только элементарными частицами, это было бы слишком хорошо, чтобы быть правдой. Тогда у нас был бы волшебный способ обнаружения структуры на всех масштабах, потому что составные частицы вели бы себя иначе, чем элементарные, при всех энергиях.

Вы видели какую-нибудь статью/работу, посвященную виртуальным атомам? Если да, сообщите, пожалуйста, мне будет очень интересно.

Виртуальные частицы — это математическая конструкция в диаграммах Фейнмана. Они несут квантовые числа названной частицы, но находятся за пределами массовой оболочки при интегрировании для рассматриваемого процесса.

Виртуальная частица является полюсом в пропагаторе при интегрировании от начального до конечного состояния.

Сначала я изучил правила теории поля из модели ядерной физики с операторами рождения и уничтожения. Если вы можете определить непротиворечивую квантовую теорию поля для любого набора частиц, эти частицы также могут быть виртуальными на диаграммах Фейнмана для расчета измеримых величин. Однако нужно убедиться, что система непротиворечива, чтобы математика работала.

Во второй статье, которую вы цитируете, в установке недостаточно энергии для генерации реальных частиц с массами больше нуля.
Уважаемый @annav, мне кажется, что Вы НЕ ВНИМАТЕЛЬНО ПРОЧИТАЛИ первую статью. Я читал его карандашом и бумагой, проверяя каждую формулу. Посмотрите, пожалуйста, я завершил свой вопрос пояснениями, как можно увидеть, что виртуальные фотоны оказались в промежуточных состояниях. Повторюсь, это очень поучительная статья. Что касается виртуальных частиц, то это фотоны. О какой массе > нуля вы говорите в связи со 2-й статьей? Пожалуйста, будьте более ясны. Скажу откровенно, я в основном спрашиваю о возможности виртуальных атомов , а не только виртуальных элементарных частиц из Таблицы Стандартной Модели.
Всем : Если удастся доказать, что виртуальные атомы и даже виртуальные молекулы существуют, это помогло бы прояснить одну из сложных проблем квантовой механики. Вот почему я задал свой вопрос, потому что я далек от убеждения, что такие тяжелые виртуальные частицы могут появиться. Доказательство возможности появления тяжелых виртуальных частиц было бы выдающимся достижением.
София, единственное доказательство существования виртуальных частиц математическое. Если вы создадите теорию поля, в которой можно обменивать целые атомы, они будут виртуальными, НО ДОЛЖНО БЫТЬ ДОСТАТОЧНО ЭНЕРГИИ, чтобы превратить виртуальные в реальные. На этой диаграмме. Посмотрите на эту схему создания пары. i.stack.imgur.com/rnRys.gif Виртуальный электрон становится реальным, ЕСЛИ ЕСТЬ ДОСТАТОЧНО ЭНЕРГИИ, обеспечиваемой поступающим гамма-излучением. В ссылках, которые вы даете, энергия для превращения виртуальных фотонов в реальные дается при построении установки эксперимента.
виртуальные частицы — это не только те самые диаграммы Фейнмана. Все существа , нарушающие различные законы физики, не поддаются обнаружению и недолговечны. Посмотрите внимательно на схемы на рис. 4. Виртуальные фотоны появляются в промежуточных состояниях между начальным и конечным, и идентичны РЕАЛЬНОМУ фотону в начальном состоянии. Но они выскочили из вакуума. Энергия промежуточных состояний отличается от энергии исходного состояния. Вот почему эти состояния называются виртуальными — их невозможно обнаружить. Только конечное состояние имеет ту же энергию, что и начальное состояние.
Нет, они вне массовой оболочки , т.е. представляющие их четыре вектора имеют переменную массу, поскольку переменные интегрируются по пропагатору полюса частицы. Поскольку масса не согласуется с массой фотона, они не НАСТОЯЩИЕ. Они не могут появиться из вакуума, если какая-то энергия не поступает от НАСТОЯЩИХ частиц. Вы совершенно неправильно понимаете термин «виртуальный», относящийся к математической функции с квантовыми числами частицы. «Самопроизвольное» появление реальных фотонов забирает энергию из подготовленного состояния эксперимента, чтобы стать реальным.
Анна, с авторами статьи, с их исчислениями, с их диаграммами не поспоришь. Но если вы хотите переосмыслить их статью, опровергнуть проведенные опыты и результаты как группы Шелькопфа, так и других, сказать, что все эти люди неправильно понимают терминологию, то нет смысла продолжать дискуссию.
Я разве сказал, что они неправильно понимают? Я говорю , что вы неправильно понимаете, что такое виртуальная частица. Виртуальная частица может стать реальной, как показано на графике создания пары, который я привел, при наличии достаточной энергии в системе.
Вы читали мои слова, что я просто цитирую тех авторов? Или вы читаете только то, что хотите выделить из моих слов? Так или иначе, для меня этот бесполезный спор с вами окончен , доброго вам дня.
«Спонтанная» часть этому не противоречит. Они накачивали энергию в свою экспериментальную установку, и она «самопроизвольно» распадалась на настоящие фотоны.
Анна, здесь не детский сад. Не буду тратить время на споры о выражениях. Я вижу, что у вас есть конкретное определение «виртуальных частиц», но очень многие ученые используют более широкое определение. Я задал здесь очень важный вопрос и либо могу получить информацию, либо нет. Во втором случае у меня нет времени. Вот и все.
Какие частицы могут быть виртуальными? Только те, что в таблице Стандартной модели?
СпросиСетьПолитика конфиденциальности1y, 0v