Существуют ли какие-либо КМ-эффекты, которые были или могут быть измерены по взаимодействиям с незаряженными частицами?
Элементарная квантовая механика посвящена уровням энергии электрона в атоме, взаимодействиям фотонов и атомов и т. д.
Когда кто-то смотрит на ядро, все дело в взаимодействии кварков, которые также являются заряженными частицами.
Я могу придумать некоторые теоретические — например, нейтрино, вращающиеся вокруг массы, но их было бы трудно или даже невозможно измерить. Другой возможностью является сильное/слабое ядерное взаимодействие, но это всегда происходит с заряженными частицами.
В конце концов, нам всегда нужны инструменты, построенные из материи, чтобы увидеть результат - это нормально. Вы могли бы, например, наблюдать фотоны, исходящие из какой-то отдаленной (от нескольких метров до Мпк) области, где произошло какое-то взаимодействие.
Я что-то упустил здесь? Фотоны и эксперименты с двумя щелями делают свое дело. Точно так же можно запутать поляризационные степени свободы фотонов. Это по своей сути квант, и фотоны не заряжены. Правда, это возбуждения электромагнитных полей, но они не заряжены.
В любом случае, я думаю, проблема здесь в том, что, за исключением нейтрино и некоторых калибровочных бозонов, любая элементарная частица несет некоторый заряд и, следовательно, взаимодействует с электромагнитными полями. Однако это не означает, что заряд какой-то особенный. Вы можете разработать (и, я думаю, «найти» в системах с конденсированными состояниями) множество различных квантовых теорий поля без электромагнитных взаимодействий. Структура квантовой механики совершенно не зависит от заряженных частиц — просто электромагнитное взаимодействие довольно велико, в нем участвует почти каждая частица (в отличие от сильного взаимодействия, где все лептоны незаряжены), и с ним проще всего работать в лаборатории, которая делает вы чувствуете, что это действительно особенное по отношению к QM.
Каждая частица, взаимодействующая с чем-либо, в некотором смысле заряжена. Мы говорим, что частицы заряжаются при определенном взаимодействии, если на них влияет это взаимодействие, и их заряд показывает, насколько сильно они взаимодействуют.
Но вы, кажется, спрашиваете об электрическом заряде. Тогда одной из идей наблюдаемого явления может быть удержание кварков. Широко распространено (но еще не доказано), что при сильном взаимодействии кварки должны образовывать связанные состояния, подобные протонам или нейтронам. По-видимому, этот факт не упирается в кварки, также имеющие электрический заряд. Но я чувствую, что это немного обман в отношении вашего вопроса, поскольку физические кварки действительно имеют электрический заряд.
Слабое взаимодействие допускает рассеяние нейтрино-нейтрино, опосредованное бозон. Эти частицы электрически нейтральны. Но нейтрино достаточно трудно обнаружить как есть, так что, хотя этот процесс и вносит свой вклад, до его обнаружения в эксперименте, скорее всего, далеко.
Изменить после того, как ответ был принят. Интерпретируя ваши «эффекты QM» более широко, я хотел бы предложить
Эти четыре действительны в любой теории квантовой механики, исходя из базовой структуры квантовой механики. (Поскольку они следуют из принципов, согласно которым: состояния являются векторами в гильбертовом пространстве, составные системы описываются тензорными произведениями; частицы могут быть неразличимы и быть фермионами или бозонами; группа вращений [группа Лоренца в релятивистских теориях] действует на гильбертову пространства; наблюдаемые не обязательно коммутируют.) Даже невзаимодействующие частицы должны подчиняться этим принципам.
По крайней мере, запутанность Гейзенберга и конденсацию Бозе-Эйнстена можно наблюдать с атомами, которые электрически нейтральны. Электроны в твердом теле можно достаточно хорошо смоделировать как свободный электронный газ, и тогда очень важен принцип Паули. Оба эти примера все же несколько обманывают, поскольку атомы являются связанными состояниями электромагнитного взаимодействия, которое также удерживает твердое тело вместе и электроны в твердом теле.
Таким образом, есть особенности квантовой механики, применимые к электрически нейтральным частицам, но трудно придумать пример того, как их наблюдать для электрически нейтральных частиц, просто потому, что большинство частиц в нашей Вселенной имеют электрический заряд. Частицы, которые этого не делают, такие как нейтрино и бозон, взаимодействуют очень слабо, но в принципе это разрешенное рассеяние с участием только электрически незаряженных частиц.
Слабые и сильные взаимодействия не связаны с зарядом. Сильные взаимодействия связаны с цветовым зарядом, который отличается от «нормального» заряда. Слабое взаимодействие в основном связано с изменением вкуса.
Что касается ваших квантово-механических эффектов, не зависящих от заряда, у нас есть туннелирование. См., например, эту ссылку.
dmckee --- котенок экс-модератор
Мартин
Том Андерсен