Итак, я знаю, что когда вы сталкиваете частицы с достаточно высокой кинетической энергией (кинетическая энергия =, по крайней мере, массе покоя частиц, которые вы создаете), вы получаете частицы.
Почему потенциальная энергия не может создавать частицы? Скажем, у вас есть электрон, удерживаемый при таком потенциале, что количество потенциальной энергии, которое он имеет, равно, по крайней мере, массе покоя частицы, которую вы хотите создать. Почему потенциальная энергия не переходит напрямую в энергию массы покоя? Потребуется ли для этого исчезновение всего, что создает потенциал, потому что потенциальная энергия превращается в частицу? Это не должно нарушать никаких законов сохранения энергии, не так ли?
Другой вопрос, который относится к моему предыдущему вопросу, скажем, у нас есть фотон с энергией 512 кэВ. Что мешает этому фотону превратиться в электрон с кинетической энергией 1 кэВ?
Достаточно сильное статическое электрическое поле может создавать настоящие пары частица-античастица из вакуума, так что да, потенциальная энергия может способствовать созданию частиц. Это называется эффектом Швингера и было предсказано Швингером в 1950-х годах. Оригинал статьи здесь Ссылка .
Формула Швингера дает
Что касается вашего последнего вопроса, фотон не может превратиться в электрон из-за сохранения заряда (и некоторых других сохраняющихся чисел). Он не может превратиться в е+е- пару и в вакууме, потому что энергия и импульс не могут сохраняться одновременно - это следствие безмассовости фотона. Однако фотон может распасться на e+e- в присутствии какой-то другой материи, которую он рассеивает, что позволяет ему сохранять как энергию, так и импульс.
Не то, чтобы другие ответы были неправильными или что-то в этом роде, но вот что-то по-другому об этом думать:
Когда частица создается, процесс, который создает частицу, является (1) локальным , что означает, что частица создается в том же месте, откуда исчезает энергия, использованная для ее создания, и (2) подчиняется законам сохранения для различных количественных значений ( обычно называемые «зарядами»), такие как заряд, полная энергия и т. Д. Но потенциальная энергия часто является функцией положения и одной из этих сохраняющихся величин. Итак, поскольку процессы создания частиц не меняют ни местонахождение, ни количество сохраняющегося заряда, конечные продукты (включая вновь созданную частицу) будут иметь то же количество потенциальной энергии, что и первоначальные «реагенты». Следовательно, нет никакой дополнительной потенциальной энергии, которую вы могли бы использовать для создания частиц.
Конечно, можно придумать исключения из этого, как указано в некоторых других ответах. В некоторой степени это зависит от того, что вы считаете частицей. (Я думаю, что этот аргумент лучше всего работает с точки зрения чистой КТП, когда вы рассматриваете носители взаимодействия как собственные частицы, но опять же, в этом случае потенциальной энергии в любом случае не существует.)
В принципе, вы можете создавать частицы с потенциалом, типичным случаем является ограничение цвета . Но я считаю, что вам потребуются плотности поля, которые помещают необходимую энергию в очень маленькое пространство, поэтому это работает с сильным взаимодействием, но мы не видим, чтобы это было сделано с другими.
Фотон (на оболочке) не может просто превратиться в электрон (на оболочке), потому что такой процесс не сможет сохранить ни энергию, ни импульс.
Владимир Калитвянский
Саймон