Сила через «обменные частицы» или «через поле».

Более или менее я столкнулся с двумя концепциями для объяснения бесконтактных сил:

  1. ПОЛЕВАЯ КОНЦЕПЦИЯ: модификация пространства источником, который, в свою очередь, воздействует на другой источник (это в моем курсе)

  2. ОБМЕННАЯ СИЛА : которую я недавно прочитал в Википедии (на самом деле прямо перед написанием этого поста)

После прочтения концепций вполне ожидаемо, что кто-то попытается сопоставить их, поскольку оба объяснения верны (насколько я знаю, дайте мне знать, если это наоборот).

Я думал, что это так, что источник непрерывно испускает обменные частицы (фотон для них, глюон для кварков и т. д.), чтобы создать поле вокруг него, которое взаимодействует с другим. Я знаю, что это подпадает под лозунг «генерация поля», но идея связывает их обоих, и что касается описания генерации поля, моя книга довольно расплывчата в этом (средняя школа) — она просто говорит, что « источник изменяет пространство вокруг себя"

Но у меня возникают некоторые сомнения;

  1. Вам не кажется странным такое творение, что источник постоянно испускает обменные частицы?

  2. Во-вторых, непрерывное излучение создаст некоторое воздействие на источник.

Тогда как генерируются поля?

Поле состоит не из реальных частиц, а из виртуальных, а они не настоящие. Источник не излучает их постоянно. Возможно, неудачная аналогия, но это больше похоже на искру между двумя заряженными шариками. Один шар не испускает искры постоянно, он испускает только одну, чтобы поразить другой шар, когда они приближаются. Опять же, возможно, плохая аналогия, но иногда она может быть полезной.
«источник не излучает их постоянно», тогда они «излучают» их только по прибытии пробной частицы. В самом деле? Я читал, что электрический потенциал не появляется от пробного заряда (потенциал является мерой электрического поля), каков ответ?
Я всегда рекомендую это: profmattstrassler.com/articles-and-posts/…

Ответы (1)

Квантовые поля взаимодействуют квантовым образом («цифровые» вместо «аналоговых»). Обе заряженные частицы обладают квантовыми полями. Эти поля НЕ являются электромагнитным полем. Квантовые поля нереальны в том смысле, что их нельзя непосредственно измерить или наблюдать. Они представляют вероятность взаимодействия. Поля не постоянно «чувствуют» друг друга, не притягиваются постоянно, не отталкиваются и никак не взаимодействуют. Затем в какой-то случайный момент (с вероятностью, определяемой полями) происходит мгновенное взаимодействие, после которого поля снова не «чувствуют» друг друга. Это взаимодействие передает энергию, импульс и определенные квантовые числа (в зависимости от типа взаимодействия это может быть заряд, «цвет» и т. д.). Величины, передаваемые взаимодействием (кроме массы), выглядят так, как будто они могут принадлежать частице, но на самом деле этой частицы не существует. Поэтому иногда для простоты взаимодействие рассматривается как обмен виртуальной частицей, где «виртуальная» в противовес «реальной» подчеркивает, что этой частицы не существует, а есть лишь способ объединения передаваемых значений в единую гипотетическую объект.

Что касается вашего вопроса, то это взаимодействие (или, если хотите, «виртуальная частица») является электромагнитным взаимодействием и частью электромагнитного поля. Когда у вас много таких взаимодействий, их квантовая («цифровая») природа усредняется, и вы видите непрерывное («аналоговое») классическое электромагнитное поле. В описанном выше смысле вы можете гипотетически сказать, что электромагнитное поле состоит из «виртуальных фотонов», если вы помните, что они на самом деле не существуют, а являются лишь удобным способом описания того, как взаимодействуют квантовые поля.

Как вы, надеюсь, видите, виртуальные фотоны испускаются не постоянно, а только «по требованию», когда квантовые поля двух частиц «решают» взаимодействовать в случайной точке, но в среднем на основе вероятностей, определяемых напряженностью полей. . Еще раз подчеркнем, что квантовые поля не представляют непосредственно электромагнитное поле. Электромагнитное поле представлено статистической суммой большого числа взаимодействиймежду квантовыми полями. И в упрощенном виде эти взаимодействия иногда можно рассматривать как обмены «виртуальными частицами», пока мы помним, что они нереальны и, следовательно, не существуют на самом деле. Итак, с этой точки зрения можно сказать, что электромагнитное поле состоит из виртуальных фотонов как гипотетических объектов, представляющих собой квантовые взаимодействия между квантовыми полями.

В отличие от электромагнитного поля, электромагнитную волну можно рассматривать как состоящую из реальных фотонов, но это уже другая тема.

Разве не было бы забавно постулировать, что электрическое поле, магнитное поле и электромагнитное излучение создаются элементарными частицами, и вывести из этого объяснения электрон-протонных взаимодействий в атомах, процессов аннигиляции и компонентов электрического и магнитного поля фотона?