Следуют ли виртуальные частицы мировым линиям (пространственным, временным, светоподобным)?

Когда мы говорим о статических силовых полях, мы используем виртуальные частицы для описания взаимодействия таких полей с другими частицами. Эти виртуальные частицы не являются реальными частицами, это математическая модель.

Я прочитал этот вопрос:

Допустим, что Солнце удаляется от нас, это должно вызвать изменение силы гравитации, когда мы заметим это изменение?

Следует ли статическая гравитация пространственноподобным геодезическим?

Теперь, поскольку мы описываем с их помощью силовые поля, а силовые поля создаются реальным объектом (например, электроном для ЭМ или звездой для гравитации, кварками для сильного и слабого взаимодействия), виртуальные частицы каким-то образом распространяются (по крайней мере, теоретически) из объект туда, куда достигает ближнее поле.

Теоретически виртуальные частицы находятся за пределами массовой оболочки и не подчиняются СТО, скорости света.

Однако согласно SR существует три мировых линии:

1. космический

2.времяподобный

3.светоподобный

Теперь в случае гравитации есть центр тяжести, обычно объект (с энергией напряжения), и эти виртуальные гравитоны существуют повсюду в гравитационном поле.

В случае ЭМ есть центральный объект, заряд, создающий ЭМ поле.

Эти виртуальные частицы, по крайней мере теоретически, должны передавать силы от объекта к позициям в поле везде, где поле взаимодействует с частицей.

Описывает ли СТО эти виртуальные частицы с точки зрения скорости или мировой линии?

Вопрос:

  1. Есть ли у нас хотя бы теоретически мировая линия для этих виртуальных частиц?
Для квантовых частиц не существует мировых линий, ни реальных, ни виртуальных.
@ Г.Смит, вы имеете в виду, что фотон не следует геодезической? см. здесь en.m.wikipedia.org/wiki/World_line , ищите «квантовый»
@annav Я должен был сказать, что квантовая частица не следует определенной мировой линии. В формулировке интеграла по траекториям Фейнмана он следует всем возможным мировым линиям. Я не думаю, что это имел в виду ОП.

Ответы (1)

Нет, виртуальные частицы не следуют мировым линиям, и я настоятельно рекомендую перестать думать о чем-либо в КТП в терминах виртуальных частиц, за исключением одной вещи, для которой они действительно полезны, а именно вычисления амплитуд рассеяния.

  1. Трудно с самого начала говорить о «мировой линии» для квантовых объектов, поскольку, если не будет непрерывного измерения положения этих частиц, их положение будет иметь неопределенность. Таким образом, вопрос о том, «следуют ли квантовые объекты мировым линиям», зависит от того, как вы их измеряете. Вероятно, лучше было бы думать о более толстой «размазанной» мировой линии.

  2. Хотя это кажется распространенной мыслью, виртуальные частицы не реальны . (Каждое слово в предыдущем предложении является ссылкой на другой ответ, где я говорю одно и то же разными словами) Вы не можете их измерить, вы не можете взаимодействовать с ними, и в любой формулировке КТП, которая не использует пертурбативную фейнмановскую на диаграммах нет даже ничего, что можно было бы назвать «виртуальной частицей». Это просто линии на диаграмме, кодирующие определенные интегралы, в действительно непертурбативной формулировке квантовой теории поля вы бы их не увидели.

    Вопреки распространенному мнению, диаграммы Фейнмана не изображают процесс в пространстве и времени. Они визуализируют вклады в амплитуду, но ни в каком смысле не изображают квантово-полевой процесс. Их оси не имеют единиц (нет «направления времени», имеет значение только маркировка внешних ветвей как «внутрь» или «наружу»!), все, что имеет значение, это их структура в виде графика. Внутренние линии не соответствуют какой-либо физической «сущности», которую мы могли бы измерить или с которой можно было бы взаимодействовать. Виртуальные частицы не «следуют мировым линиям», потому что они точно так же реальны, как линии широты и долготы, которые мы рисуем на картах. Это инструменты, которые мы используем для описания природы, но они не являются ее частью.

  3. Даже если вы абсолютно настаиваете на том, чтобы придать этим линиям гораздо больший онтологический вес, чем они того заслуживают, для описания измерения виртуальной частицы вам придется позволить ей взаимодействовать с каким-то детектором, так что это должна быть внешняя линия какой-то КТП. процесс так, чтобы он мог выйти из процесса и попасть в детектор и, следовательно, по определению не был бы виртуальной частицей! Какое это имеет значение, если нечто, положение которого вы не можете даже в принципе измерить, «следует за мировой линией»? Что бы это вообще значило?

Виртуальные частицы реальны. Было проведено бесчисленное количество экспериментов, показывающих это. Возьмем эффект Казмира. Поскольку возможностей для колебаний квантовых полей больше, и виртуальные частицы вне металлических пластин, чем внутри пластин, сходятся вместе. Виртуальные частицы были обнаружены косвенно. Вы не можете физически обнаружить их, но это не значит, что они не существуют.