Wat is de definitie van een uitwisselingsdeeltje?

Haaris Sheikh 06/04/2017. 3 answers, 507 views
particle-physics definition carrier-particles

Na het lezen van artikelen concludeerde ik dat een geschikte definitie is dat wanneer 2 deeltjes een interactie aangaan, bosonen worden uitgewisseld tussen de 2 deeltjes waardoor een kracht ontstaat?

Wat zou een goede definitie zijn voor uitwisselingsdeeltjes?

3 Answers


Lewis Miller 06/04/2017.

Een uitwisselingsdeeltje is een virtueel deeltje dat de interactie tussen twee andere deeltjes veroorzaakt. Het is virtueel omdat het niet op de massa-schaal hoeft te staan ​​en daarom niet direct waarneembaar is.


anna v 06/04/2017.

In het standaardmodel van elementaire deeltjesfysica kunnen alle deeltjes in de tabel uitwisselingsdeeltjes zijn:

elempart

Ze worden "uitgewisselde deeltjes" genoemd vanwege de uitvinding van Feynman-diagrammen om elementaire deeltjes te zien die in wisselwerking staan ​​of vervallen, met behulp van het quantumveld theoretische formalisme.

Voordien hadden we de Fermi-interactie waar

De theorie stelt vier fermionen die direct op elkaar inwerken (op één hoekpunt van het bijbehorende Feynman-diagram). Deze interactie verklaart het beta-verval van een neutron door directe koppeling van een neutron met een elektron, een neutrino (later vastgesteld als een antineutrino) en een proton.

Fermi introduceerde deze koppeling voor het eerst in zijn beschrijving van bèta-verval in 1933. De Fermi-interactie was de voorloper van de theorie voor de zwakke interactie waarbij de interactie tussen het proton-neutron en het elektron-antineutrino wordt gemedieerd door een virtueel W-boson.

Het standaardmodel vorderde naar vertices met slechts drie verlaten lijnen, en, als een voorbeeld, toont dit een aantal mogelijke diagrammen waarbij de uitgewisselde deeltjes niet alleen bosonen zijn.

feynmandiag

Het uitgewisselde "deeltje" houdt het deeltje genoemd in de tabel met elementaire deeltjes, omdat het, de lijnen tussen de hoekpunten, positiehouders zijn voor de energie en momentum- en kwantumgetaluitwisselingen tussen inkomend en uitgaand, en onder de integraal zijn die het diagram vertegenwoordigt Ze zijn van massaschil, omdat de vier vectormassa, varieert onder de integratie. De massa van het uitgewisselde deeltje bevindt zich in de noemer, in de propagator van de integratie.

De gauge bosonen zijn meestal betrokken bij de laagste orde diagrammen van uitwisselingen (het is een parturbatieserie die wordt gesommeerd met de feynman diagrammen), maar nee, het zijn niet alleen bosonen die worden uitgewisseld. De andere geconserveerde kwantumnummers zijn ook belangrijk.

Ja, de uitwisseling voert momentum over een tijdsinterval, dp / dt, dus het is een kracht die wordt uitgewisseld.


HolgerFiedler 06/04/2017.

Leuke vraag omdat het antwoord een beetje anders zou zijn dan wat je misschien verwacht.

Stel dat je een elektron op een ander elektron "gooit". Wat elke wetenschappelijke vraag betreft, we zijn verplicht ernaar van verschillende kanten te kijken.

  1. De elektronen wisselen tijdens hun benadering fotonen uit, noemen ze virtueel of niet. Deze uitwisseling werkt alleen in het geval de fotonen worden uitgestraald en geabsorbeerd zonder verlies van de omgeving. Deze uitspraak is waar, zolang niemand enige hysteresis in het gedrag van de aanpak en de volgende afwijzing observeert. Als er enige emissie naar de omgeving plaatsvindt tijdens de nadering THAN tijdens de afstoting, moeten sommige fotonen "just in time" optreden OF moet er een hysteresis worden waargenomen. Dit is niet het geval. De introductie van virtuele fotonen is een goed model voor een proces dat we niet gedetailleerder kunnen beschrijven.
  2. Tijdens de nadering van een elektron naar een proton vindt een emissie van echte fotonen plaats. Het energieverschil tussen de twee deeltjes wordt gerealiseerd door fotonenemissie. Dit fenomeen komt overeen met het tegenovergestelde proces van het foto-elektrische effect waarbij fotonen elektronen exciteren of met de excisie van elektronen in een atoom.

Een definitie van een uitwisselingsdeeltje

wanneer 2 deeltjes interageren, worden bosonen uitgewisseld tussen de 2 deeltjes waardoor een kracht ontstaat

impliceert dat de uitwisseling asymmetrisch moet zijn. Fotonen houden zich aan een momentum dat gelijk is maar een ander teken heeft voor de emissie van en de absorptie naar een deeltje.

Voor de elektronen-elektronen-interactie is in een dergelijke uitwisseling geen kracht te definiëren. In het geval van de elektron-proton-interactie worden echte fotonen geëmitteerd (of geabsorbeerd) en treedt een aantrekkende (of afstotende) kracht op. Hier kunnen we praten over uitwisselingsfotonen.

Hoe de verschillende verschijnselen verklaren? In het geval van velden met een gelijkteken kan men de ervaring "Waar een lichaam is, er kan geen seconde zijn" gebruiken en toepassen op gelijk getekende velden. Voor ongelijk getekende elektrische velden is dit anders. Ze elimineren elkaar gedeeltelijk door de uitwisseling en emissie van fotonen.

Conclusie: voor gelijk getekende elektrische velden zijn virtuele fotonen een model, maar niet nodig om de afstoting tussen hen te verklaren. Voor ongelijk getekende elektrische velden is het foton het resultaat van de nadering en de voorwaarde voor de afstoting tussen elektron en proton.

Related questions

Hot questions

Language

Popular Tags