Divulgación Duda sobre polarización del vacío

[Sagitario A]

Hola, bueno tengo entendido que en el vacío se crean pares particula-antiparticula, pongamos que un electron-positron que aparecen de la nada y se aniquilan, entonces no deberían convertirse en dos fotones? Pero si esto ocurre ya que las partículas salen de la nada cada vez tendría que haber más energía en el universo, no?

[Alriga]

Re: Duda sobre polarización del vacío

Hola Sagitario A, bienvenido a La web de Física, como nuevo miembro lee atentamente Consejos para conseguir ayuda de forma efectiva

No soy experto en cuántica y probablemente algún sabio compañero te contestará posteriormente con mayor precisión.

Lo que yo tengo entendido es que el vacío sufre fluctuaciones cuánticas que hacen posible la aparición de pares virtuales, por ejemplo un electrón y un positrón, (la carga eléctrica debe conservarse). La condición es que su tiempo de vida y su energía cumplan

$$\Delta E \cdot \Delta t \approx \dfrac{\hbar}2$$

Es decir, aparecen de la nada, adquieren energía $\Delta E$ y desaparecen en la nada después de un tiempo $\Delta t$ restringido por la relación (1)

Como nacen de un momento lineal inicial cero, las dos partículas virtuales aparecen necesariamente en la misma dirección pero viajan en sentidos opuestos, luego no es posible que interaccionen entre ellas aniquilándose para dar lugar a un fotón. Simplemente, al cabo de $\Delta t$ desaparecen.

Saludos.

[Sagitario A]

Re: Duda sobre polarización del vacío

Muchas gracias por resolverme la duda

[carroza]

Re: Duda sobre polarización del vacío

Como nacen de un momento lineal inicial cero, las dos partículas virtuales aparecen necesariamente en la misma dirección pero viajan en sentidos opuestos, luego no es posible que interaccionen entre ellas aniquilándose para dar lugar a un fotón. Simplemente, al cabo de $\Delta t$ desaparecen.

Hola. La imagen de un electrón y un positron apareciendo en un punto, viajando en direcciones opuestas y desapareciendo, cada una en un punto distinto, sin interaccionar entre ellas no es correcta.

Por un lado, la cuántica nos dice que hay incertidumbre entre momento y posición. No es buena idea hablar de velocidades, y de puntos de creación y aniquilación, en el mismo argumento.

Por otro lado, está la conservación de la carga eléctrica. Esta es exacta, y ocurre en todos los puntos del espacio, y en todas las circunstancias. No es buena idea la imagen de que en puntos separados del espacio, aparezcan y desaparezcan eletrones y positrones, ya que entonces violaríamos, localmente, la conservación de la carga.

Creo que una imagen más correcta, que espero que Sagitario A comprenda, es que existen términos en el "Hamiltoniano", es decir, en la cosa que gobierna la evolución de todas las cosas, que permiten la creación de un positrón, un electrón y un fotón ($e \bar \psi \gamma_\mu \psi A_\mu$, para los entendidos), a partir de la nada . Como esta violaría la conservación de la energía, como bien dice Alriga, estas tres partículas sólo pueden vivir un tiempo dado por el principio de incertidumbre. Luego, el mismo término que los crea, los aniquila.

Sería, en cierto modo, como si el vacío fuera un líquido a punto de hervir, en el que pudieran formarse, por un corto espacio de tiempo, pequeñas burbujas (sistemas electrón, positrón, fotón) que luego se reabsorben espontaneamente.

Saludos

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