Время жизни виртуальных частиц

[chernobyl_aes]

Какой формулой можно вычислить время жизни виртуальных частиц, исходя из их энергии. Разные источники отвечают по разному: в одних - чем больше энергия частицы, тем дольше она живет, в других - наоборот, чем больше энергия, тем короче время жизни виртуальной частицы.

[-Юрий-]

Что Вы подразумеваете под "энергией частицы"? Её внутренняя энергия или кинетическая, то есть скорость её полёта?

[chernobyl_aes]

Что Вы подразумеваете под "энергией частицы"? Её внутренняя энергия или кинетическая, то есть скорость её полёта?

И то, и другое, но скорее внутреннюю.

[-Юрий-]

От кинетической энергии время жизни никак не зависит. Иначе бы это открывало офигительные возможности в ядерной энергетике.

[chernobyl_aes]

Взгляните на формулы. Кажется и там, чем меньше энергия, тем дольше живет виртуальная частица.

[bob]

чем больше энергия, тем короче время жизни виртуальной частицы.

Аш Планка равно дельта-Е на дельта-t. Берёте учебник физики Соловьёва и вперёд. Формула ΔЕ·Δt ≥ ђ. ( формула 8 )
https://studfiles.net/preview/5018562/page:3/
Меньше времени - больше энергия. Меньше энергии - больше времени. Это, кстати, и даёт закон обратных квадратов в Кулоне. Энергия виртуального фотона поля одиночного заряда падает квадратично от времени его пролёта от источника поля до притягиваемого им пробного тела.

[victorpetrov]

Энергия виртуального фотона поля одиночного заряда падает квадратично от времени его пролёта от источника поля до притягиваемого им пробного тела.

Энергия обычного фотона так себя не ведет. Она остается постоянной величиной, ну, разве что космологическое красное смещение в условиях отсутствия прочих факторов. Или так уж сильно отличаются фотоны-переносчики ЭМ излучения от традиционных? Или я что-то не понял?

[Geen]

Это, кстати, и даёт закон обратных квадратов в Кулоне. Энергия виртуального фотона поля одиночного заряда падает квадратично от времени его пролёта

мммм, с обеих точек зрения должно быть \(1/r\)....

[bob]

мммм, с обеих точек зрения должно быть \(1/r\)....

А вот и нет, это распространённая иллюзия:
Д. Фриш, А. Торндайк, "Элементарные частицы", М., Н., 1964.
https://www.ozon.ru/context/detail/id/139933721/
Скачать можно здесь:
http://nuclphys.sinp.msu.ru/
По аналогичному вопросу:
https://ru.bywiki.com/wiki/%D0%9E%D0%B1%D1%81%D1%83%D0%B6%D0%B4%D0%B5%D0%BD%D0%B8%D0%B5:%D0%97%D0%B0%D0%BA%D0%BE%D0%BD_%D0%9A%D1%83%D0%BB%D0%BE%D0%BD%D0%B0
"См. книгу: Д. Фриш, А. Торндайк, "Элементарные частицы", М., 1966, Атомиздат, пер. с англ. В.В. Емельяновой, под ред. И.И. Тугова, УДК 539.12 (023). Квантовый вывод закона Кулона обсуждается на стр. 98-102 в гл. 8 "Изучение сил между элементарными частицами", параграф "Квантовая теория сил, пропорциональных 1/ r 2 {\displaystyle {\frac {1}{r^{2}}}} {\frac {1}{r^{2}}}. Если хотите, могу отсканировать эти страницы и переслать Вам по e-mail..."

Сами понимаете, что если бы квантовая картина виртуального поля, исходя непосредственно из принципа неопределённости Гейзенберга, не приводила автоматически к квадратичному закону, она была бы не верна.

Энергия виртуального фотона поля одиночного заряда падает квадратично от времени его пролёта от источника поля до притягиваемого им пробного тела.

Энергия обычного фотона так себя не ведет. Она остается постоянной величиной, ну, разве что космологическое красное смещение в условиях отсутствия прочих факторов. Или так уж сильно отличаются фотоны-переносчики ЭМ излучения от традиционных? Или я что-то не понял?

Сильно отличаются. У них даже пропагатор другой (у виртуального есть продольная составляющая, а не только поперечная). Не надо путать реальный фотон с виртуальным. Виртуальный может стать реальным, но только если источник или приёмник непериодически сдвинется за счёт сил не электромагнитной природы.

[VladTK]

мммм, с обеих точек зрения должно быть \(1/r\)....

А вот и нет, это распространённая иллюзия: Д. Фриш, А. Торндайк, "Элементарные частицы", М., Н., 1964. https://www.ozon.ru/context/detail/id/139933721/ Скачать можно здесь: http://nuclphys.sinp.msu.ru/...

Не смог найти книгу на сайте nuclphys.sinp.msu.ru Если можно дайте прямую ссылку.


Вообще же, Geen по моему прав. Энергия, переносимая виртуальным фотоном, определяется из соотношения Гейзенберга
\[ \Delta E \Delta t \approx \hbar \]
Отсюда, с учетом того что \( \Delta t = \frac{r}{c} \), получаем
\[ \Delta E = \frac{\hbar c}{r} \]
Отождествляем энергию фотона с потенциальной (с некоторым неизвестным коэффициентом) и получаем для силы \(F=-\frac{dE}{dr}\) Кулоновский закон \(F \approx \frac{1}{r^2}\).

[wandarer]

Виртуальные фотоны бывают пространственно и времени подобными. Одни из них переносят только импульс, другие только энергию в отличие от реальных, которые переносят и то и другое. Сама по себе интересна конфигурация поля создаваемая протоном при помощи виртуальных фотонов. Известно (из решения уравнения Шрёдингера), что это s и p - электронные оболочки. И если s - оболочка сферическая, то p - оболочка - гантелевидная. S - оболочка вполне соответствует закону Кулона. Про p - оболочки, такое утверждение выглядит сомнительным и скорее там нужно разложение по сферическим функциям. Минимальным временем жизни виртуального фотона для электрона, возможно является частное от деления половины длины окружности, соответствующей электрическому радиусу электрона, на скорость света. При этом в переходном процессе при рождении электрона, он постепенно обрастает виртуальной шубой, состоящей из виртуальных фотонов. Возможно попытаться создать модель этого процесса, если представить электрон, как элементарный колебательный контур, подпиткой которого являются нулевые колебания вакуума, роль конденсатора исполняет некоторая частица, которая при наборе энергии выше некоторого предела распадается на виртуальные фотоны, что влечёт образование"дырки", которая заполняется за счёт нулевых колебаний вакуума и таким образом процесс повторяется и образуется поле сил.

[bob]

Не смог найти книгу на сайте nuclphys.sinp.msu.ru Если можно дайте прямую ссылку.

Покопался в инете. Похоже. что ссылки нет. Однако именно в этой книжке наиболее хорошо расписан этот вопрос. Там этому посвящена отдельная глава, чего больше мне нигде не встречалось. Даже Фейнман в лекциях его упустил. На память вывод формулы не помню, посмотрю оригинал в бумаге завтра.

Вообще же, Geen по моему прав. Энергия, переносимая виртуальным фотоном, определяется из соотношения Гейзенберга

Нет, не прав. Именно потому, что в этом случае квантовая механика была бы не верна. Она в пределе обязана давать Кулона, это очевидно.

[VladTK]

Виртуальные фотоны бывают пространственно и времени подобными. Одни из них переносят только импульс, другие только энергию в отличие от реальных, которые переносят и то и другое. Сама по себе интересна конфигурация поля создаваемая протоном при помощи виртуальных фотонов. Известно (из решения уравнения Шрёдингера), что это s и p - электронные оболочки. И если s - оболочка сферическая, то p - оболочка - гантелевидная. S - оболочка вполне соответствует закону Кулона. Про p - оболочки, такое утверждение выглядит сомнительным и скорее там нужно разложение по сферическим функциям. Минимальным временем жизни виртуального фотона для электрона, возможно является частное от деления половины длины окружности, соответствующей электрическому радиусу электрона, на скорость света. При этом в переходном процессе при рождении электрона, он постепенно обрастает виртуальной шубой, состоящей из виртуальных фотонов. Возможно попытаться создать модель этого процесса, если представить электрон, как элементарный колебательный контур, подпиткой которого являются нулевые колебания вакуума, роль конденсатора исполняет некоторая частица, которая при наборе энергии выше некоторого предела распадается на виртуальные фотоны, что влечёт образование"дырки", которая заполняется за счёт нулевых колебаний вакуума и таким образом процесс повторяется и образуется поле сил.

Какой-то бессмысленный набор физических терминов... У Вас собственный особый мир.

4-импульс реального фотона (а не сам фотон) может быть только изотропным вектором (по крайней мере вне ОТО). А 4-импульс виртуального фотона может принимать любое значение: хоть пространственно-подобное, хоть изотропное, хоть времениподобное.

Покопался в инете. Похоже. что ссылки нет. Однако именно в этой книжке наиболее хорошо расписан этот вопрос. Там этому посвящена отдельная глава, чего больше мне нигде не встречалось. Даже Фейнман в лекциях его упустил. На память вывод формулы не помню, посмотрю оригинал в бумаге завтра.

Вообще же, Geen по моему прав. Энергия, переносимая виртуальным фотоном, определяется из соотношения Гейзенберга

Нет, не прав. Именно потому, что в этом случае квантовая механика была бы не верна. Она в пределе обязана давать Кулона, это очевидно.

Так квантовая картина и дает в пределе классического Кулона. Смотрите, я упомянул о коэффициенте, на который надо умножить энергию фотона чтобы получить закон Кулона для потенциальной энергии. Этот коэффициент ничто иное как постоянная тонкой структуры \( \alpha=\frac{e^2}{\hbar c} \). Подставляем в формулу для потенциальной энергии
\[ U=\alpha E = \alpha \frac{\hbar c}{r}=\frac{e^2}{\hbar c} \frac{\hbar c}{r} = \frac{e^2}{r} \]
а это и есть фактически классический Кулон для двух взаимодействующих электронов. Постоянная тонкой структуры фактически выражается через число рождаемых электрическим зарядом в единицу времени виртуальных фотонов.

[bob]

Так квантовая картина и дает в пределе классического Кулона. Смотрите, я упомянул о коэффициенте, на который надо умножить энергию фотона чтобы получить закон Кулона для потенциальной энергии. Этот коэффициент ничто иное как постоянная тонкой структуры \( \alpha=\frac{e^2}{\hbar c} \). Подставляем в формулу для потенциальной энергии
\[ U=\alpha E = \alpha \frac{\hbar c}{r}=\frac{e^2}{\hbar c} \frac{\hbar c}{r} = \frac{e^2}{r} \]
а это и есть фактически классический Кулон для двух взаимодействующих электронов. Постоянная тонкой структуры фактически выражается через число рождаемых электрическим зарядом в единицу времени виртуальных фотонов.

Да, что-то вроде. Но Фриш с Торндайком применили какой-то другой подход. Так что всё равно гляну.

[dvb]

Постоянная тонкой структуры фактически выражается через число рождаемых электрическим зарядом в единицу времени виртуальных фотонов.

Было бы интересно, если бы Вы провели аналогичные рассуждения для зарядов одного знака. В чем, собственно, разница?

[wandarer]

Какой-то бессмысленный набор физических терминов... У Вас собственный особый мир.
4-импульс реального фотона (а не сам фотон) может быть только изотропным вектором (по крайней мере вне ОТО). А 4-импульс виртуального фотона может принимать любое значение: хоть пространственно-подобное, хоть изотропное, хоть времениподобное.

Определения времени и пространственно подобных фотонов смотрите : Г. Фрауэнфельдер, Э.Хенли "Субатомная физика" Москва, Мир, 1979, стр. 337, формулы: (10.82), (10.83), (10.84), (10.85). Книгу можно скачать: http://padabum.com/d.php?id=33524 .