Существуют ли другие механизмы, которые могут сделать виртуальные частицы «реальными», кроме излучения Хокинга и рождения Вселенной?

Насколько я понимаю, если виртуальные частицы не рекомбинируют за время доски, они становятся «настоящими».

Предполагается, что это произойдет в излучении Хокинга , где одна виртуальная частица пересекает горизонт событий черной дыры, а другая нет, где она крадет часть энергии у черной дыры.

Лоуренс Краусс также предлагает в своем выступлении «Вселенная из ничего» , что из ничего (имея в виду пену КЭД) с чистой энергией, равной нулю, может родиться вселенная, предположительно (если упрощенно) «создавая» материю, «заимствуя» энергию у Пена.

Оба они только что предложены, но существуют ли какие-либо другие предложенные (или продемонстрированные) механизмы, с помощью которых виртуальные частицы «становятся реальными»? Скажем, крайне маловероятные «заимствования» или два близких одновременных события, которые оттолкнули частицы перед рекомбинацией, или небольшие события «вселенского рождения» внутри нашей Вселенной?

Если это действительно возможно, то для поддержания сохранения энергии останется ли какое-то поле «отрицательной энергии» после двух сотворенных частиц?

Виртуальные частицы не имеют особого отношения к планковскому времени. Типичное время, связанное с виртуальной частицей, — это время, по истечении которого она должна «вернуть» заимствованную энергию — энергию Δ Е которой он отклоняется от правильной энергии, продиктованной дисперсионными соотношениями, - и это Δ т в порядке ℏ / Δ Е или ℏ / м с 2 . ... Создание пар, делающих виртуальные частицы реальными, является свойством черных дыр и всех горизонтов событий. Мы не знаем ничего «похожего», но другого. Если вы имели в виду что-то конкретное, что вы считаете похожим, объясните, что вы имеете в виду.
Я также включил предложенную Крауссом «вселенную из ничего», но на самом деле я спрашиваю; происходит ли переход от «виртуальных» частиц к «реальным» в ситуации, когда нет очевидного источника энергии, который можно было бы ограбить, как черная дыра (также обратите внимание, что излучение Хокинга является предполагаемым механизмом и может не существовать). Что я действительно хочу понять, так это: если частицы ДЕЙСТВИТЕЛЬНО станут реальными, оставят ли они какой-то «отрицательный энергетический колодец» в пене КЭД, где они образовались? Может ли существовать подобное?
@Ehryk: см. хорошее объяснение профессора Стива Карлипа.
ничего (имеется в виду пена QED) Разве это не означает, что «ничто» — это что-то?

Ответы (3)

Этот вопрос связан с понятием «виртуальная частица», которое несколько дней назад обсуждалось здесь . Короче говоря, частица является виртуальной, когда она является соединительной линией на диаграмме Фейнмана между двумя вершинами. Он имеет все квантовые числа своего имени (фотон, электрон и т. д.), но не массу, которая является мерой описывающего его четырех векторов. В этом смысле энергия не сохраняется с виртуальной частицей.

Виртуальная частица может выйти из вершины и стать «реальной», но поиск соответствующих диаграмм Фейнмана для излучения Хокинга не дает четких диаграмм.

Я нашел эту эвристику:

радиация Хокинга

Эти петли размахиваются как исходящие «от сильного гравитационного поля в дыре».

Это диаграмма Фейнмана того, как происходит создание пар в лаборатории.

создание пары

Второе взаимодействие необходимо, так как образовавшаяся пара имеет инвариантную массу, а фотон имеет нулевую массу.

Левую диаграмму можно адаптировать к эвристическим петлям графика Хокинга выше.

Поскольку объединение гравитации с тремя другими силами еще не выполнено, диаграммы представляют собой предположение, что отсутствуют входящий «фотон, Z0, глюон…» и уходящий «фотон, Z0, глюон...» (не делайте этого). теперь, если гравитоны могут составить пару напрямую, были ли они объединены с остальными) как реальная частица на графиках фейнмана. Мы не знаем, сработает ли это на самом деле, и поэтому это эвристика. Я нашел публикацию, в которой говорится о проблеме графов Фейнмана и гравитации для излучения Хокинга . В любом случае, давайте назовем эту частицу общим «гравитоном».

Если предположить, что графики работают, то "гравитон" создает пару е+е-, которая рекомбинирует внутри горизонта в такой же "гравитон". При определенных условиях на горизонте один из пары взаимодействует с другим «гравитоном», питающим вторую вершину, и падает в дыру, а другой остается на свободе. В этом смысле виртуальным является e+ картины, второй вершиной которой является «гравитон» в дырке, в то время как электрон продолжает как реальный получать энергию от потенциала дыры. Таким образом, в этом сценарии черные дыры в конечном итоге испаряются. Нет необходимости в негативных энергиях.

Будет ли точным это обобщение: «В случае, когда один член парного образования вынимается из колодца отрицательной энергии, колодец превращается в источник массы оставшейся частицы»? Мне кажется немного странным, что он каким-то образом «выбрал», какой частице придать массу, почему вместо этого он не мог придать массу падающей частице?
Что ж, падающая частица продолжает оставаться виртуальной благодаря своему взаимодействию с «гравитоном» внутри дыры. После этой вершины внутри дыры она может стать реальной или нет, в зависимости от того, будут ли в ней продолжаться взаимодействия, т.е. вершины. Это сложная проблема многих тел, но энергетика должна быть простой, за счет сохранения энергии и импульса для исходящего реального.
Но тогда, если падающая частица становится реальной, разве это не добавляет энергии черной дыре? Разве не нужно иметь отрицательную энергию или отрицательную массу, чтобы «ограбить» черную дыру и сбалансировать сохранение энергии? (и привести к распаду черной дыры?)
Нет. Это не работает как теннисные мячи. Пока она виртуальна, о массе говорить не приходится, а внутри дыры все должно быть по сути виртуальным. Общий энергетический баланс исходит из исходящего реального, который поглощает энергию и, уходя, уменьшает общий четырехвектор черной дыры.
Итак, у вас есть реальная частица с массой, которая улетает. По какому механизму виртуальная частица «крадет» энергию или массу у черной дыры, попадая в нее? Уничтожает ли он частицу без выделения энергии? Улетающая частица не может сбалансировать свою собственную энергию созидания, а даже если бы и смогла, то как бы это повлияло на черную дыру?
В случае, когда образование пар происходит в пределах горизонта событий, а вылетающая частица «туннелирует» наружу, тогда я, возможно, вижу некоторую кражу энергии, когда она покидает горизонт событий (хотя как это происходит, я не понимаю). Однако образование пар может происходить за пределами горизонта событий, и в этом случае как частица, не покидающая горизонт событий, забирает энергию у черной дыры?
Масса, которую уносит уходящая частица, уменьшается из-за E=m*c^2 полной энергии дыры, когда она происходит на горизонте. Если бы она находилась далеко от горизонта, то пришлось бы учитывать энергию гравитационного поля около дырки в полной энергии.

Да, эффект Унру: ускоряющий детектор в вакууме детектирует фотоны. Но вы можете утверждать, что из-за принципа эквивалентности это то же самое, что и излучение Хокинга (хотя экспериментально это было бы совсем иначе)

Флуктуации вакуума являются причиной эффекта Казимира , реальность которого доказана. В нем две металлические пластины, расположенные очень близко друг к другу, подвергаются воздействию силы, вызванной различными способами взаимодействия виртуальных частиц с пространством между пластинами по сравнению с тем, что находится вне их. Если этот эффект реален, как кажется, то виртуальные частицы, безусловно, «существуют» и, следовательно, становятся возможными излучение Хокинга и «Вселенная из ничего».

Существуют и другие объяснения эффекта Казимира, о чем вам расскажет статья в Википедии, на которую вы ссылаетесь. Следовательно, это кажется недостаточным доказательством существования виртуальных частиц.
Существуют ли другие механизмы, которые могут сделать виртуальные частицы «реальными», кроме излучения Хокинга и рождения Вселенной?
СпросиСетьПолитика конфиденциальности1y, 0v