Si te encuentras con algo que no comprendes puedes comentarlo y te responderemos lo más rápido posible.
Solución:
Desde Newton y el uso de las matemáticas en la física, la física se puede definir como una disciplina donde la naturaleza es modelada por las matemáticas. Uno debe tener claro qué significa la naturaleza y qué son las matemáticas.
La naturaleza la conocemos mediante mediciones y observaciones. Las matemáticas son una disciplina autoconsistente con axiomas, teoremas y declaraciones que tienen pruebas absolutas, deducidas matemáticamente de los axiomas. “Existencia” para la física significa “medible”, para las matemáticas “se puede incluir en la teoría autoconsistente.
La física moderna ha utilizado modelos matemáticos para describir las mediciones y observaciones en el microcosmos de átomos, moléculas, partículas elementales, agregando postulados que conectan los cálculos matemáticos con los observables físicos.
El modelo matemático dominante es el modelo teórico de campo que simplifica las matemáticas utilizando diagramas de Feynman.
Estos diagramas representan términos en una expansión de la solución deseada, cada término tiene una contribución decreciente a la sección transversal de la interacción. El siguiente diagrama sería el término dominante, ya que el siguiente sería más complicado y, por lo tanto, más pequeño en órdenes de magnitud.
A cada componente del diagrama le corresponde una fórmula matemática que, integrada adecuadamente, dará una predicción para una cantidad mensurable. En este caso, la probabilidad de repulsión cuando un electrón se dispersa sobre otro.
Este diagrama, por ejemplo, tiene como cantidades mensurables la energía entrante y el momento de los electrones (cuatro vectores) y de los cuatro vectores salientes. La línea intermedia no es medible, porque representa un término matemático que se integra más allá de los límites de integración, y dentro de la integral la energía y el momento son variables independientes. La línea tiene los números cuánticos del fotón, aunque no su masa, por lo que se denomina “fotón virtual”. No obedece a la regla del impulso energético que dice que:
$$ sqrt P cdot P = sqrt E ^ 2 – (pc) ^ 2 = m_0 c ^ 2 $$
El fotón tiene masa cero.
A través de la relación anterior que conecta la energía y el momento a través de la masa en reposo, la masa no física de la línea virtual depende de una variable, que se integrará en el diagrama; a menudo se toma como la transferencia de impulso.
La conservación del número cuántico es una regla fuerte y es la única regla que las partículas virtuales deben obedecer.
Hay innumerables diagramas de Feynman que se pueden escribir, y las líneas internas consideradas como partículas no conservarían las reglas de energía y momento si estuvieran en una capa de masa. Estos diagramas incluyen fluctuaciones de vacío sobre las que está preguntando, donde por construcción no hay líneas salientes medibles en los diagramas de Feynman que las describen. Son útiles / necesarios para resumir cálculos de orden superior con el fin de obtener los números finales que predecirán un valor medible para alguna interacción.
Por tanto, las partículas virtuales solo existen en las matemáticas del modelo utilizado para describir las medidas de las partículas reales. Para acuñar una palabra, las partículas virtuales son partículamórfica (:)), que tiene forma de partícula pero no de partícula.
La energía y el impulso se conservan en cada vértice de un diagrama de Feynman en la teoría cuántica de campos. Ninguna línea interna en un diagrama de Feynman asociada con partículas virtuales viola la conservación de energía-momento. Está true, sin embargo, que las partículas virtuales están fuera de la capa, es decir, no satisfacen las ecuaciones ordinarias de movimiento, como $$ E ^ 2 = p ^ 2 + m ^ 2. $$
Hay una complicación adicional. Un proceso puede tener un estado inicial y final definido, pero un “estado intermedio” entre los dos está en una superposición lineal de estados posibles – en este caso, una superposición lineal de diagramas de Feynman – que interfieren entre sí. No podemos hablar de qué partículas están en este estado intermedio, y mucho menos cuál es su momento.
Pero a pesar de esa complicación, no creo que sea justificable afirmar que la conservación de la energía y el impulso pueda violarse brevemente debido a una relación de incertidumbre. Consulte, por ejemplo, esta pregunta para una discusión sobre la interpretación de $ Delta E Delta t $.
Para comprender esto, se debe tener en cuenta el método de aproximación de la mecánica cuántica, es decir, la teoría de la perturbación. En la teoría de la perturbación, los sistemas pueden pasar por estados virtuales intermedios que a menudo tienen energías diferentes a las de los estados inicial y final. Esto se debe al principio de incertidumbre de la energía del tiempo.
Considere un estado intermedio con un fotón virtual en él. Clásicamente, no es posible que una partícula cargada simplemente emita un fotón y permanezca sin cambios. El estado con el fotón tiene demasiada energía, asumiendo la conservación del momento. Sin embargo, dado que el estado intermedio dura poco tiempo, la energía del estado se vuelve incierta y, de hecho, puede tener la misma energía que los estados inicial y final. Esto permite que el sistema pase por este estado con cierta probabilidad sin violar la conservación de energía.
Si posees algún pregunta o forma de aclararse nuestro post puedes ejecutar una crónica y con deseo lo interpretaremos.