Сохранение заряда в комплексном поле Клейна-Гордона

Это чрезвычайно наивный вопрос (основанный на знании главы 2 Пескина и Шредера), поэтому приносим извинения за любые вещи, которые кажутся очевидными. Комплексное скалярное поле при квантовании имеет сохраняющийся заряд

Вопрос г 3 Икс ( ф * ( Икс ) ф ˙ ( Икс ) ф ˙ * ( Икс ) ф ( Икс ) ) "=" г 3 п ( 2 π ) 3 ( а ( п ) а ( п ) б ( п ) б ( п ) )
(вплоть до бесконечной константы и т. д.). Мы интерпретируем а частицы как положительно заряженные и б частицы как одинаково отрицательно заряженные, и далее мы видим, что
Вопрос Н ( а ) Н ( б )
где Н ( а , б ) являются числовыми операторами. В соответствии с этим закон сохранения заряда предсказывает, что если мы создадим а частица, затем б частица должна быть создана также для компенсации заряда (и аналогично для разрушения).

  1. Означает ли это вообще, что никакие заряженные частицы не могут быть созданы в КТП без появления соответствующей античастицы (и это математический аппарат, обычно используемый для демонстрации этого?)

  2. Кроме того, если все это правда, как вообще возможно, что во Вселенной больше электронов, чем позитронов?

Проблема, которую вы ставите в 2., называется лептогенезом .

Ответы (1)

Что касается первого вопроса: в теории может быть несколько видов частиц, поэтому сохранение заряда может поддерживаться без совместного создания частицы и ее античастицы. Например, при бета-распаде "рождается" электрон, а не позитрон, и сохранение заряда обеспечивается обменом нейтрона на протон.

Это частично отвечает на второй вопрос (например, при высоких энергиях ожидается, что закон сохранения лептонов и барионов должен нарушаться, поэтому может быть возможно создать электрон и протон, начиная с нейтрального вещества), хотя это все еще остается проблемой для объяснения асимметрия вещества/антивещества.