Divulgación Polarización de vacío

[AlbertMagnus]

Hola a tod@s,


Apenas estoy empezando a estudiar la electrodinamica cuántica a nivel muy fundamental y me surgen algunas dudas que creo que son básicas. El concepto de polarización de vacío me pareció muy interesante y me llamó la atención desde que supe de este fenómeno. La primera pregunta (seguro que de muchas que haré) que me surge es esta:

Imaginemos un electrón situado en un punto del espacio vacío. Los fotones que salen de él en todas direcciones definen las líneas de campo, y eventualmente se crean pares electrón-positrón, los cuales se aniquilan inmediatamente, aunque polarizando la carga del electrón original. Sin embargo, ¿Podría suceder que uno de los positrones que se crean, en vez de aniquilarse con el electrón de su par, lo hiciera con el electrón "original"? Si esto sucedira muchas veces, experimentalmente se observaría un cambio de posición de la carga en el tiempo. Creo que esta posibilidad viola alguna simetría que no estoy teniendo en cuenta o alguna ley de conservación, pero la indistinguibilidad entre partículas idénticas parece decir lo contrario.


Un saludo y muchas gracias.

[carroza]

Re: Polarización de vacío

Hola.

Si estudias electrodinámica cuántica, verás que no existen electrones puntuales. Lo que hay es un campo electrónico, extendido, que evoluciona acoplándose al campo electromagnético.

El desarrollo de Fourier del campo electónico nos da componentes, con energía y momento determinados, que, en ciertas circunstancias, podemos asociar con estados de un electrón. En ese caso, podríamos decir que tenemos, inicialmente, un electrón (obviamente, no localizado en un punto).

Ese campo electrónico, asociado con un electrón, evoluciona, de forma que en un instante posterior, en el desarrollo aparece también un campo electromagnético que podemos asociar con uno, o varios, fotones. En ese caso, podemos decir que el estado, incicialmente de un electrón, evoluciona para que aparezca, además, una componente con un electrón y uno o varios fotones.

Si seguimos la evolución, el campo electromagnetico puede acoplarse ahora para producir estados del campo electrónico que correspondan, en su desarrollo de Fourier, a una pareja electrón positrón. En ese caso, tenemos, que el estado que inicialmente es un electrón, desarrolla componentes con un electrón y varios fotones, y componentes con dos electrones, un positrón y varios fotones.

No obstante, si el estado inicial tiene una energía, un momento, y una carga que correspondan a un electrón, las otras componentes diferentes van a ser componentes virtuales, que no se pueden medir directamente en el laboratorio. Estas componentes virtuales sí que tienen consecuencias observables que se pueden observar (por ejemplo, el corrimiento Lamb).

Un saludo

[AlbertMagnus]

Re: Polarización de vacío

¡Muchas gracias por la explicación! Claro, al haberlo estudiado como un caso concreto puesto a modo de ejemplo, me surgió esta duda. Ya esta disipada.

Saludos!!