Solución:
Esta es la respuesta de un físico experimental:
El artículo vinculado tiene cuidado de indicar:
Eso significa que la conservación de la energía puede aparecer para ser violado, pero solo para valores pequeños de $ t $ (tiempo)
Cursiva mía.
La conservación de la energía es un hecho experimental que ha sido validado en innumerables experimentos. Esto significa que, en lo que respecta a la correspondencia con las formulaciones de la mecánica cuántica, la energía es un observable y a cada observable le corresponde un operador de la mecánica cuántica, que, operando sobre la función de onda del sistema bajo observación, da el valor de lo observable. Los operadores de mecánica cuántica se desplazan, anticonmutan o no se desplazan y, cuando no se desplazan, se definirá una relación de incertidumbre de Heisenberg correspondiente para los valores esperados de los operadores que no viajan. El principio de incertidumbre de Heisenberh es una expresión genérica de la no conmutabilidad
Leyendo más en el enlace vemos:
Esto permite la creación de pares de partículas virtuales partícula-antipartícula.
virtual significa “como si”, y es una construcción matemática que afecta los cálculos de secciones transversales y vidas útiles y otras cantidades mensurables, pero no se puede medir por sí mismo. En estos simples diagramas de Feynman:
Hay partículas reales y partículas virtuales, Real son las líneas entrantes y salientes de los vértices y virtuales son las líneas internas que conectan los vértices. Las líneas reales representan partículas reales en su capa de masa. Las líneas virtuales llevan los números cuánticos de las partículas con su nombre pero no están en la capa de masa, es decir, no se puede aplicar conservación de momento y energía al mismo tiempo porque la masa correspondiente a la partícula virtual es arbitraria (depende de funciones matemáticas probabilísticas pero arbitrario para el argumento). Mire el diagrama responsable de las desintegraciones débiles: la masa de $ W $ es $ 80.4 mathrm {GeV / c ^ 2} $ y es la partícula virtual intercambiada en la desintegración beta del neutrón cuya masa es menor que $ 1 mathrm {Gev / c ^ 2} $.
Entonces, cuando uno lee “creación de partículas virtuales” junto con “no conservación de energía aparente”, esto es lo que significa, que no se pueden aplicar las sumas de conservación en las líneas internas que se mantienen al equilibrar las líneas de entrada y salida. Son una conveniencia matemática para permitir el cálculo de integrales complicadas que describen los diagramas de Feynman.
Los efectos de estas partículas se pueden medir, por ejemplo, en la carga efectiva del electrón, diferente de su carga “desnuda”.
Esta es una tautología, porque las partículas virtuales en los diagramas de Feynman son necesarias para que los cálculos se ajusten a las observaciones, pero se debe tener en cuenta que son una representación matemática conveniente que no se puede medir directamente y, por lo tanto, no es una situación real. Solo se puede medir la entrada y la salida en un experimento. Los cálculos se ajustan bien a los experimentos y algunas personas tienden a tratar las partículas virtuales como algo real, lo que conduce a una confusión innecesaria sobre las leyes de conservación.
No estoy de acuerdo con esta respuesta. La conservación de la energía y el momento aún se mantiene en cada vértice, como es habitual. Lo que pasa es que con las líneas internas, la energía y el momento de la partícula pueden tomar cualquier valor. Por ejemplo, tome el pión intercambiado y démosle un impulso $ k $. Si el protón entrante tiene un impulso $ p $, el saliente tendrá un impulso $ q = (pk) $. En el otro vértice, el neutrón entrante tiene el momento $ p_1 $, luego el saliente tendrá $ p_2 = p_1 + k $. Ahora ve que $ k $ puede tomar cualquier valor y no puede haber una medición directa en él, por lo que puede ser mayor que la masa en reposo del protón (como en el caso de $ W $).