1r ciclo Duda acerca de los mediadores

[Dramey]

Hola a todos.
Hoy conduciendo me ha asaltado una duda...¿se pueden medir las partículas que hacen de mediadores? Evidentemente podemos medir fotones, pero ¿los podemos medir cuando están actuando de mediadores?
¿Qué energía tienen? Si son fotones tendrán una longitud de onda y por tanto una energía...

[pod]

Re: Duda acerca de los medidadores

Hola a todos.
Hoy conduciendo me ha asaltado una duda...¿se pueden medir las partículas que hacen de mediadores? Evidentemente podemos medir fotones, pero ¿los podemos medir cuando están actuando de mediadores?
¿Qué energía tienen? Si son fotones tendrán una longitud de onda y por tanto una energía...

No se pueden medir (ya que si se midieran, no podrían acabar la interacción y ya no serían mediadores ).

Es un proceso cuántico, por lo que tendrás que integrar por todas las energías posibles. De hecho, tienes que integrar sobre todas las componentes del cuadrimomento. Incluso por aquellas que no cumplen $p_\mu p^\mu =0$. En efecto, eso es una violación de la conservación de la energía, pero no es un problema ya que ocurre en un intervalode tiempo permitido por el principio de incertidumbre.

[carroza]

Re: Duda acerca de los medidadores

Hola. Voy a matizar algo lo que dice Pod.

Cuando las partículas actúan como "mediadores", son partículas virtuales, que no han de cumplir la relación energía momento de una partícula libre
(E^2= m^2 + p^2). Por tanto, no pueden viajar a distancias macroscópicas, para ser detectadas por un detector.

Sin embargo, las partículas virtuales producen efectos que son observables.
Un ejemplo: El núcleo está formado por protones y neutrones. Estos interaccionan entre sí mediante el intercambio de mesones virtuales. Pues bien, estos mesones virtuales no pueden detectarse directamente, ya que no pueden abandonar el núcleo. Sin embargo, su presencia y sus propiedades pueden "medirse", estudiando el efecto que producen al hacer dispersion, por ejemplo, de un electron por un núcleo. Esto de lugar a las llamadas "Meson exchange currents", o corriente de intercambio de mesones.

¿Qué energía tienen? En general, pueden cubrir todo el espectro de energías y momentos posibles, sin la limitación (E^2= m^2 + p^2).

[Dramey]

Re: Duda acerca de los medidadores

Si los mediadores no pueden viajar distancias macroscópicas ¿cómo se entar una carga de otra que está digamos a 1
Y mi pregunta continúa. Su energía está en todo el rango de energías. ¿Esto implica que tienen todas las longitudes de onda? ¿Sufren alguna interacción por atravesar un medio que no sea el vacío?

[pod]

Los mediadores pueden viajar la distancia que les de la gana. Sobre todo los que no tienen masa, ya que al no tener que "gastar" energía para darles masa suponen una violación más pequeña de la conservación, y por tanto Heisemberg es más permisivo con ellos.

La masa de los portadores sirve para explicar por qué algunas interacciones son de corto alcance, por ejemplo la fuerza nuclear débil (W y Z) o la interacción nuclear fuerte residual (piones; no confundir con la fuerte fundamental, que está transmitida por gluones sin masa).

Si los portadores no pudieran recorrer distancias macroscópicas, a buenas horas íbamos a estar nosotros dando vueltas a una unidad astronómica del sol...

Su energía está en todo el rango de energías. ¿Esto implica que tienen todas las longitudes de onda? ¿Sufren alguna interacción por atravesar un medio que no sea el vacío?

Eso es lo que dice el principio de "suma sobre historias" de Feynman. Nosotros lo que podemos observar son las partículas que entran y las que salen. Lo que pasa en medio, no. Y por lo tanto, tenemos que sumar sobre todas las historias posibles, con el peso estadístico adecuado. Eso significa no sólo sumar sobre todos los momentos y energías posibles, sinó también tener en cuenta que una misma interacción puede darse de diferentes formas.

Por otra parte, a nivel de particulas, no existen los medios. Los medios están hechos de partículas, claro, y por lo tanto todas las interacciones son a nivel de particulas.

[Dramey]

Re: Duda acerca de los medidadores

Los mediadores pueden viajar la distancia que les de la gana. Sobre todo los que no tienen masa, ya que al no tener que "gastar" energía para darles masa suponen una violación más pequeña de la conservación, y por tanto Heisemberg es más permisivo con ellos.

La verdad que me parecía muy raro, pero es lo que he entendido del mensaje de carroza

(E^2= m^2 + p^2). Por tanto, no pueden viajar a distancias macroscópicas, para ser detectadas por un detector.

Igual lo he entendido mal...

[carroza]

Re: Duda acerca de los medidadores

Bueno, voy a ver si me explico mejor. Creo que la idea clave es la diferencia entre partículas "reales" y particulas "virtuales".

Imaginate una partícula cualquiera (electrón, fotón, pión ...). Puede aparecer en la naturaleza como una partícula real, que cumple E^2=p^2+m^2 . Esta particula se puede propagar indefinidamente, por lo que puede viajar distancias macroscópicas (si no decae antes porque sea inestable).

Sin embargo, la misma partícula también aparece en la naturaleza como una partícula virtual, que cumple que E^2 no es p^2+m^2. Estas particulas virtuales son las que aparecen como lineas internas en los diagramas de Feynmann. El propagador, que es una cosa que aparece en los diagramas de Feynmann para describir la interacción, vale infinito si E^2=p^2+m^2, y tiene un valor finito si esto no se cumple. Por eso digo que una particula "on shell" (E^2=p^2+m^2) tiene un alcance infinito, mientras que una particulka "off shell" (E^2 .ne. p^2+m^2) tiene un alcance finito.

Piensa ahora en un átomo en su estado fundamental. Dentro del átomo hay un porrón de fotones virtuales, transmitiendo la interaccion entre los electrones y el núcleo. Sin embargo, no puedes producir fotones reales, ya que su energia tendria que ser mayor que cero, y no puedes sacarla del estado fundamental. Sin embargo, si el núcleo estuviera en un estado excitado, sí que puede salir un foton real, con E=p.

Piensa en un núcleo en su estado fundamental. Dentro hay un porrón de piones virtuales (la nube de piones), pero no pueden producirse piones reales, ya que estos necesitan como mínimo E=m. Si embargo, si excitas el núcleo más de 140 MeV, pueden salir de el piones reales.

En fin, espero haber aclarado algo.

[Dramey]

Re: Duda acerca de los medidadores

Muchas gracias, ahora he entendido tu explicación.