1r ciclo Producción de pares viola la conservación de carga?

[jinawee]

Hola,

Cuando dos fotones dan lugar a un electrón y un positrón, o a la inversa. ¿Por qué no se viola la conservación de carga local?

Tal vez el problema es que hay que pensar en términos de campos, porque si no significaría que ambas partículas tendrían que estar en el mismo punto.

Saludos.

[pod]

Re: Producción de pares viola la conservación de carga?

Bueno, ya sabes que cuánticamente no tiene mucho sentido pensar que las partículas están localizadas en un único punto. Pero sí, esencialmente los pares se generan en el mismo punto.

[JDiaz]

Re: Producción de pares viola la conservación de carga?

Las producciones de pares es lo que tienen. Creo que es más fácil hacerse con la idea si uno piensa en ello en términos de incertidumbres y operadores no conmutativos.

En principio, en una desintegración de ese tipo, o en una auto-interacción no se conserva la energía. Pero si tienes en cuenta que hay una incertidumbre entre el tiempo de energía, puedes considerar variaciones considerables en esta durante un tiempo muy pequeño. Del mismo modo que con la energía y el tiempo, tienes indeterminaciones entre el Hamiltoniano, y el operador del número de partículas.

En general lo mejor para este tipo de cosas es no pararse mucho a analizar cada elemento independientemente del resto, ya que eso suele llevar a conclusiones, como poco, bizarras.

[carroza]

Re: Producción de pares viola la conservación de carga?

Hola.

Para describir la producción de pares hay que utilizar teoría cuántica de campos. Los dos fotones iniciales vienen determinados por un cierto estado del campo electromagnético, que está extendido en el espacio, y no localizado. El electrón y el positrón final están descritos por un cierto estado del campo electrónico, que está extendido en el espacio y no localizado.

El transito de un estado a otro se realiza mediante un proceso de segundo orden, determinado por la interacción electromagnética.
La densidad lagrangiana de la interacción electromagnética viene dada por

${\cal L}_{em} = e A_{\mu}(x) j_{\mu}(x)$.

En esta expresión, $A_\mu(x)$, entre otras cosas, aniquila fotones, y $j_\mu(x)$, entre otras cosas, crea pares electrón positrón, todo ello en el mismo punto x del espacio-tiempo.

Por ello, podemos decir que, aunque ni los fotones ni el electrón ni el positrón estén en ningún momento localizados, la interacción que gobierna la transición sólo actúa cuando un fotón, el electrón y el positrón están en el mismo punto.


Saludos

[pod]

Re: Producción de pares viola la conservación de carga?

Por ello, podemos decir que, aunque ni los fotones ni el electrón ni el positrón estén en ningún momento localizados, la interacción que gobierna la transición sólo actúa cuando un fotón, el electrón y el positrón están en el mismo punto.

... porque la teoría cuántica de campos es una teoría de partículas puntuales.

[carroza]

Re: Producción de pares viola la conservación de carga?

... porque la teoría cuántica de campos es una teoría de partículas puntuales.

No. Porque la teoría cuántica de campos es una teoría de campos local.

Es lo mismo que el electromagnetismo clásico. Ahí la densidad lagrangiana es idéntica a la del caso cuántico, pero nadie (ni siquiera Pod) diría que el electromagnetismo clásico es una teoría de partículas puntuales.