Virtuaalinen fotoni ja sähkökenttä

Muttta sitä ei voi havaita mittaamalla ?

"Voimakenttä on oikeasti liikemääräkenttä. F=dP/dt"

Tavallisille kohteille voimakenttä on sama kuin energiakenttä V, jolle F = - nabla V. Coulombin laki potentiaalille antaa laskea kohteen energian kentän V:ssä.

Potentiaalikenttä sähkölle ei silti merkitse mitattavien fotonien olemassaoloa (kun todellisia ei-testi -varauksia on vain yksi maailmassa).

"Pientä annosta liikemäärää sanotaan virtuaaliseksi fotoniksi."

Virtuaalisia fotoneja on olemassa, kun on määritelty fotoni ja niiden vuorovaikutus jonkin kanssa. Tämän jälkeen teorian täytyy olla häiriökehitelmän ja Feynmanin diagrammien muotoinen. Kun nämä ns. hiukkaset lopulta esiintyvät keskustelussa, ei voida sanoa, että ne ovat (niillä on) vain pieni annos liikemäärää. Alla on pari syytä tälle. Huomaa että minusta tässä puhutaan siitä, onko tehtävän aikana laskuissa entiteetti nimeltä virtuaalinen fotoni, ja onko sillä mahdollisia liikemäärän arvoja. Oikeassa fyysisessä tapauksessa tiedetään vain se, että on olemassa oikeiden hiukkasten liikemäärät, jotka teoriamme takia muuttuvat joiksikin tehtävän aikana. Tällöin voisi sanoa, että kyseessä olisikin keskustelu vain siitä, voiko Coulombin kenttä QFT-muotoisena saada jonkin elektronin liikemäärän/energian muuttumaan. Viestisi jättää minusta tässäkin asioita selvittämättä.

Jos Coulombin kenttä on kahden (ja huom. kahden) oikean elektronin välillä. SIlloin tiedetään jo oikeasta maailmasta, että tämä kenttä on sellainen, mikä sysää elektronit toisistaan poispäin voimalla ja energialla, joka muuttuu potentiaalienergiasta kineettiseksi. (Lisäksi koska elektronit kiihtyvät, niin syntyy myös oikeita fotoneja, mutta ei niin paljon että elektronien saamaa kineettistä energiaa ei olisi).

QFT:n virtuaalifotonien idea samassa tehtävässä olisi olla elektronien välissä, kun sanotaan, että toisistaan johtuen elektronit saavat suuremman liikemäärän ja erilaisen kineettisen ja potentiaalienergian jaon. Myös tässä elektroni 1 on lopulta se, mikä antaa elektronille 2 sen uuden liikemäärän omastaan. Ja QFT sattuu vain olemaan lasku, jossa myös virtuaaliset fotonit näyttävät sisältävän jotain liikemäärää tässä välillä. Silloin kun nämä fotonit ovat, ei tulisi sanoa, että kineettinen energia tulee potentiaalista, koska potentiaalia ei täysin samassa mielessä ole (kahden elektronin muuttujien funktiona). On olemassa vain ns. vuorovaikutusenergia tai energian häiriö elektronikentän ja fotonikentän välillä. Joista jälkimmäinen on tyhjiö kaikkina aikoina (ei lasketa syntyviä fotoneita). Sellaisen energiatermin on operaattorina myös tarkoitus sekoittaa kvanttitilojen miehitys eri kantavektoreista toisikseen. Ja varsinaista energiaa ei saa vielä tästä termin tietämisestä selville ennen kuin on laskenut jotain kentille, jotka ovat jossain lähtöasetelmassa. Kun ajattelee virtuaalifotoneja eikä tämän energian arvoa, silloin todennäköisyys elektronien sijaitsemiseksi kauempana toisistaan (nopeampina myös) kasvaa elektroneista fotonikenttään tulevien todennäköisyyksien avulla. Energiana ajateltuna tämä on myös olemassa siten, että kun on paljon todennäköisyyttä synnyttää jotain, millä tulee olemaan energiaa (myös virtuaaliset fotonit), tai muuttamaan jotain nopeammaksi kuin se nyt on, silloin alkutilalla on ns. potentiaalista energiaa. Virtuaalinen fotoni on energian siirtäjä siinä mielessä myös, että niiden avulla kasvaa sellaisen asetelman todennäköisyys, missä on pienempi todennäköisyys tehdä enää yhtä vaikuttavia muutoksia. Uuden asetelman ajattelee aina olevan olemassa, jos ajattelee jonkun liikemääräannoksen siirtyneen.

Mitä virtuaalisiten fotonien suureista voi sanoa: Vaikka teoria olisi renormalisoitu eli virtuaalihiukkasille olisi annettu esim. jokin yläraja, mitä niiden energia tai liikemäärä ei ylitä, niin tämän rajan täytyy olla niin korkealla, että se on yhtä suuri verrattuna esim. tehtävän suurimpaan oikean hiukkasen energiaan.

Määrittelit minusta pienen annoksen viestin aikana vain sillä tavalla, että se on sinusta infinitesimaalinen dP. Virtuaalinenkin fotoni toimii siten, että sillä on jotain tekemistä kvanttimekaanisen valon määritelmän kanssa, mikä tarkoittaisi tässä, että sillä on taajuus. Tavallinen fotoni ei voi saavuttaa infinitesimaalista energiaa ja liikemäärää ellei sen taajuus ole infinitesimaalinen.

Infinitesimaalisten suureiden järjestys QFT:ssä menee pikemminkin niin, että hiukkasella, jolla on äärellinen taajuus tai liikemäärä, vaikuttaa lopputulokseen infinitesimaalisella todennäköisyyden amplitudilla. Ja se itse juuri näillä muuttujilla oli olemassa infinitesimaalisella amplitudilla. Johtuen lähinnä siitä, että teoriaa vastaava Hilbert-avaruus on ääretön ulotteinen.

Virtuaalisten hiukkasten annoksille mainitut ominaisuudet eivät myöskään noudata välttämättä mitään yhtä sääntöä. Koska ne ovat epäfyysisiä, ne voivat muuttua mihin tahansa muotoon tekemällä teoria toisella tavalla.

Anonyymi kirjoitti:

"Voimakenttä on oikeasti liikemääräkenttä. F=dP/dt"

Tavallisille kohteille voimakenttä on sama kuin energiakenttä V, jolle F = - nabla V. Coulombin laki potentiaalille antaa laskea kohteen energian kentän V:ssä.

Potentiaalikenttä sähkölle ei silti merkitse mitattavien fotonien olemassaoloa (kun todellisia ei-testi -varauksia on vain yksi maailmassa).

"Pientä annosta liikemäärää sanotaan virtuaaliseksi fotoniksi."

Virtuaalisia fotoneja on olemassa, kun on määritelty fotoni ja niiden vuorovaikutus jonkin kanssa. Tämän jälkeen teorian täytyy olla häiriökehitelmän ja Feynmanin diagrammien muotoinen. Kun nämä ns. hiukkaset lopulta esiintyvät keskustelussa, ei voida sanoa, että ne ovat (niillä on) vain pieni annos liikemäärää. Alla on pari syytä tälle. Huomaa että minusta tässä puhutaan siitä, onko tehtävän aikana laskuissa entiteetti nimeltä virtuaalinen fotoni, ja onko sillä mahdollisia liikemäärän arvoja. Oikeassa fyysisessä tapauksessa tiedetään vain se, että on olemassa oikeiden hiukkasten liikemäärät, jotka teoriamme takia muuttuvat joiksikin tehtävän aikana. Tällöin voisi sanoa, että kyseessä olisikin keskustelu vain siitä, voiko Coulombin kenttä QFT-muotoisena saada jonkin elektronin liikemäärän/energian muuttumaan. Viestisi jättää minusta tässäkin asioita selvittämättä.

Jos Coulombin kenttä on kahden (ja huom. kahden) oikean elektronin välillä. SIlloin tiedetään jo oikeasta maailmasta, että tämä kenttä on sellainen, mikä sysää elektronit toisistaan poispäin voimalla ja energialla, joka muuttuu potentiaalienergiasta kineettiseksi. (Lisäksi koska elektronit kiihtyvät, niin syntyy myös oikeita fotoneja, mutta ei niin paljon että elektronien saamaa kineettistä energiaa ei olisi).

QFT:n virtuaalifotonien idea samassa tehtävässä olisi olla elektronien välissä, kun sanotaan, että toisistaan johtuen elektronit saavat suuremman liikemäärän ja erilaisen kineettisen ja potentiaalienergian jaon. Myös tässä elektroni 1 on lopulta se, mikä antaa elektronille 2 sen uuden liikemäärän omastaan. Ja QFT sattuu vain olemaan lasku, jossa myös virtuaaliset fotonit näyttävät sisältävän jotain liikemäärää tässä välillä. Silloin kun nämä fotonit ovat, ei tulisi sanoa, että kineettinen energia tulee potentiaalista, koska potentiaalia ei täysin samassa mielessä ole (kahden elektronin muuttujien funktiona). On olemassa vain ns. vuorovaikutusenergia tai energian häiriö elektronikentän ja fotonikentän välillä. Joista jälkimmäinen on tyhjiö kaikkina aikoina (ei lasketa syntyviä fotoneita). Sellaisen energiatermin on operaattorina myös tarkoitus sekoittaa kvanttitilojen miehitys eri kantavektoreista toisikseen. Ja varsinaista energiaa ei saa vielä tästä termin tietämisestä selville ennen kuin on laskenut jotain kentille, jotka ovat jossain lähtöasetelmassa. Kun ajattelee virtuaalifotoneja eikä tämän energian arvoa, silloin todennäköisyys elektronien sijaitsemiseksi kauempana toisistaan (nopeampina myös) kasvaa elektroneista fotonikenttään tulevien todennäköisyyksien avulla. Energiana ajateltuna tämä on myös olemassa siten, että kun on paljon todennäköisyyttä synnyttää jotain, millä tulee olemaan energiaa (myös virtuaaliset fotonit), tai muuttamaan jotain nopeammaksi kuin se nyt on, silloin alkutilalla on ns. potentiaalista energiaa. Virtuaalinen fotoni on energian siirtäjä siinä mielessä myös, että niiden avulla kasvaa sellaisen asetelman todennäköisyys, missä on pienempi todennäköisyys tehdä enää yhtä vaikuttavia muutoksia. Uuden asetelman ajattelee aina olevan olemassa, jos ajattelee jonkun liikemääräannoksen siirtyneen.

Mitä virtuaalisiten fotonien suureista voi sanoa: Vaikka teoria olisi renormalisoitu eli virtuaalihiukkasille olisi annettu esim. jokin yläraja, mitä niiden energia tai liikemäärä ei ylitä, niin tämän rajan täytyy olla niin korkealla, että se on yhtä suuri verrattuna esim. tehtävän suurimpaan oikean hiukkasen energiaan.

Määrittelit minusta pienen annoksen viestin aikana vain sillä tavalla, että se on sinusta infinitesimaalinen dP. Virtuaalinenkin fotoni toimii siten, että sillä on jotain tekemistä kvanttimekaanisen valon määritelmän kanssa, mikä tarkoittaisi tässä, että sillä on taajuus. Tavallinen fotoni ei voi saavuttaa infinitesimaalista energiaa ja liikemäärää ellei sen taajuus ole infinitesimaalinen.

Infinitesimaalisten suureiden järjestys QFT:ssä menee pikemminkin niin, että hiukkasella, jolla on äärellinen taajuus tai liikemäärä, vaikuttaa lopputulokseen infinitesimaalisella todennäköisyyden amplitudilla. Ja se itse juuri näillä muuttujilla oli olemassa infinitesimaalisella amplitudilla. Johtuen lähinnä siitä, että teoriaa vastaava Hilbert-avaruus on ääretön ulotteinen.

Virtuaalisten hiukkasten annoksille mainitut ominaisuudet eivät myöskään noudata välttämättä mitään yhtä sääntöä. Koska ne ovat epäfyysisiä, ne voivat muuttua mihin tahansa muotoon tekemällä teoria toisella tavalla.

Lue lisää

"Johtuen lähinnä siitä, että teoriaa vastaava Hilbert-avaruus on ääretön ulotteinen."

Tällaisesta ominaisuudesta riippumatta QM:ssä käy myös siten, että infinitesimaalisen ajan kuluessa asiat muuttuvat infinitesimaalisen paljon. Silloin evoluutio-operaattorit ovat esim. infinitesimaalisen lähellä identiteetti-operaattoria. Operaattorin muodostuksessa aika voi olla ainoa muuttuja, mitä tarvitaan infinitesimaalisena esiintyvänä.