Про различие электромагнитных полей разноименных зарядов и про позитроны в ядре
У меня есть два вопроса, непосредственно не связанные друг с другом, однако один из них является практически ответом сам на себя.
_________________________________________________________________________
Мой первый вопрос - про отличия электромагнитного поля разноименных зарядов.
Электромагнитное взаимодействие переносит фотон, сам с собой не взаимодействующий, так как не имеет заряд. Это объясняется тем, что, с точки зрения квантовой хромодинамики, фотон является виртуальной флуктуацией фотона как точки в набор партонов.
Так как фотон не имеет заряд, он является античастицей самому себе.
Включая то, что фотон не имеет заряда и является античастицей самому себе, в силу принципа тождественности (реализуются только те квантовые состояния, которые не меняются при перестановке частиц) фотоны могут отличаться лишь проекцией спина - то есть, иметь два состояния с проекцией спина 1 или -1.
Учитывая то, что я написал, целесообразным есть вопрос: как отличаются электромагнитные поля разноименных зарядов?
Я думаю, что электромагнитные поля разноименных зарядов характеризуются разной поляризацией фотонов - то есть, например, фотоны, излучаемые положительно заряженной частицей, имеют спин 1, а фотоны, излучаемые отрицательно заряженной - -1. Но спрашиваю вас, участники проекта, так как среди вас наверняка найдутся люди, знающие точный правильный ответ или могущие привести ссылку на источник, где детально описывается суть моего вопроса.
_________________________________________________________________________
Мой второй вопрос - про позитроны в ядре.
Нуклоны на достаточно больших расстояниях, значительно превышающих расстояние конфайнмента, взаимодействуют посредством барионных резонансов - хоть косвенно все равно через глюоны, но из-за ограниченности в расстоянии действия сильного взаимодействия, основной источник ядерных сил - пионы. Происходит это по такому механизму: поглощение фотонов ядром - поглощение нуклоном фотона - антипараллельность спина одного кварка по отношению к двум другим - формирование барионного резонанса - переход нуклона в состоянии изобары - однонаправленность спинов - распад барионного резонанса на пион и изначальный нуклон - поглощение пиона другим нуклоном - обмен барионными резонансами нуклонами в ядре.
Но если предположить, что некоторые пионы не поглощаются нуклонами (не успевают поглотиться из-за малого времени полураспада), то тогда, скорее всего, на периферии ядра существует некоторое количество позитронов. Это образование можно представить в виде реакций (на примере протона, хотя разницы в виде нуклона нет):
p + hv => дельта-резонанс;
Дельта-резонанс => p + П^+;
П^+ => M^+ + vm;
M^+ = e^+ + ve + v'm;
Опять же, я нигде не нашел прямого подтверждения этого образования позитронов, только какие-то туманные намеки. Если же позитроны постоянно образуются в ядрах, они должны влиять на свойства взаимодействия электронов и ядра на периферии этого самого ядра. А электроны не аннигилируют с позитронами из-за дискретности энергетических уровней, в таком случае (ну и принцип неопределенности Гейзенберга можно привлечь).
Так вот, второй вопрос: наблюдаются ли в ядрах постоянные рождения позитронов и как позитроны влияют на электродинамическое взаимодействие ядра и электронов?
P.S. Наверняка где-то об электромагнитных полях разноименных зарядов и про рождения позитронов написано, однако, как ни искал, найти не могу. Может, на английском?
И еще: малообразованные школьники, это не для вас.
Насчет разноименных зарядов - я не про пары частиц-античастиц спрашиваю, а в общем.
Насчет позитронов - даже если барионный резонанс приводит к образованию виртуального пиона, то он может распасться на виртуальный позитрон.
И даже связанное состояние позитрон-электрон влияет на заряд электрона, хоть и ничтожно мало.
То есть, самый главный вывод, касающийся второго вопроса, состоит в том, что я спрашивал про высокоэнергетическое рождение реальных пионов, а при нормальных условиях происходит распад барионного резонанса на адрон и виртуальный пион. А тот, через распад на виртуальный мюон, может "породить" виртуальный позитрон, который все равно будет влиять на электронное облако (и даже пара электрон-позитрон) .
В общем, спасибо за то, что обратили внимание на "реальность" частиц, а то бы я считал, что происходит рождение реальных пионов даже при низких энергиях (правда, как бы я объяснил постоянное излучение нейтрино...) .
Но первый вопрос четко не решен. Допустим, можно принять отличия электромагнитных полей разноименных зарядов как разную поляризацию фотонов, но это не совсем точно. Потому нужно читать дальше.
Но все равно виртуальный позитрон должен аннигилировать с виртуальны электроном, образованным в результате последовательного распада П^- а затем и M^-.
1. Спин +-1 имеют "реальные" фотоны с нулевой массой. Электромагнитное поле создаётся фотонами и вне массовой поверхности, их спин может быть и нулевой.
То что е- и e+ "излучают" фотоны только определённого направления спина неверно. Смотрите сами, в передающих антеннах позитронов нет, а волны имеют разную поляризацию. В плоскополяризованной волне, грубо говоря, тех и тех фотонов вообще пополам. Вобщем всё зависит от движения электронов. При смене е- на е+, понятно, в поле фотонов распределение поляризаций изменится на обратное.
2. Что этот пример "с поглощением фотона нуклоном" должен показывать?
Мне кажется для возбуждения такого резонанса фотоны должны быть крайне высокой энергии.
"Не поглотиться" могут частицы только на массовой поверхности. Иначе, в частности, летит закон сохранения энергии.
Никакие позитроны в основной диаграмме не образуются. Для этого нужно было бы привлечь слабое взаимодействие.
По модели "а-ля Юкава" при излучении заряженного мезона нуклон просто переходит в другое зарядное состояние - из протона в нейтрон и наоборот. Простой обмен кварков. Так как лептоны с глюонами не взаимодействуют в хромо- секторе, без электромагнитного и слабого взаимодействия, они, имхо, появляться не должны.
Теоретически о какой-то позитронной шубе говорить конечно можно, но это сектор электродинамики. Они в электродинамических диаграммах высоких порядков конечно будут, наряду с электронами, и вклад от этих диаграмм будет. Но будут виртуальными, не на массовой поверхности.
1) Нет. Поляризация фотонов одинакова (в смысле, что любые заряды излучают и поглощают фотоны всех поляризаций) . Различия начинаются при взаимодействии. Для электрона позитрон и другой электрон - это две очень разные частицы. Например, реакция е + е -> gamma не пойдет
2) Конечно в ядре у вас все время рождаются ВИРТУАЛЬНЫЕ электро-позитронные пары. Но, ТОЛЬКО виртуальные (если ядро стабильно) Это же, кстати, относится и к резонансам
Фотон, движущийся от одной заряженной частицы к другой может по дороге превращаться в виртуальные электрон-позитронные пары. Виртуальные электроны и позитроны могут сами испускать фотоны, которые, в свою очередь, могут превращаться в другие виртуальные частицы. Число виртуальных частиц, с которыми сталкивается фотон, зависит от проходимого им расстояния. Заряды противоположного знака притягиваются, а одного - отталкиваются, поэтому виртуальные позитроны находятся ближе к реальному электрону. Фотону, путешествующему на малое расстояние, не требуется проходить сквозь большое ослабевающее облако виртуальных частиц. Все переносящие взаимодействие калибровочные бозоны взаимодействуют по дороге к месту назначения с виртуальными частицами. Однако виртуальные частицы не всегда навешивают тормоза на взаимодействия. Иногда они могут усилить их. Сильное взаимодействие ведет себя полностью противоположным образом по сравнению с электромагнитным взаимодействием. Вместо экранирования сильного взаимодействия на больших расстояниях и его ослабления, виртуальные частицы усиливают взаимодействия глюонов (частиц, переносящих сильное взаимодействие). Большое различие между глюонами и фотонами заключается в том, что глюоны взаимодействуют друг с другом. Глюон может влететь в область взаимодействия и превратиться в пару виртуальных глюонов, которые будут оказывать влияние на интенсивность взаимодействия. Эти виртуальные глюоны, как и все виртуальные частицы, существуют только краткий миг, но их влияние накапливается с ростом расстояния. Сильное взаимодействие намного сильнее тогда, когда частицы достаточно далеки друг от друга, а не тогда, когда они находятся рядом друг с другом, https://tech.wikireading.ru/hsxvBAdnR8
.
Продолжать поиски: "поле позитрона и электрона это два разных поля"
Электромагнитная волна – это электронно-позитронный ток естественного происхождения.
Я прочитал эти ваши вопросы… И возникло у меня ощущение, что хотя Вы и имеете представления о квантовой хромодинамике и как бы человек «просветленный» … но … не рановато ли Вы туда залезли? Не проскочили ли Вы некоторых более приземленных, но от того ничуть не менее важных и фундаментальных вопросов и представлений? Вот к примеру: Тело съезжает с наклонной плоскости без трения. Перепад высоты h. Какая скорость внизу, где наклонная плоскость заканчивается и начинается горизонтальная плоскость? Ну пишем закон сохранения: mgh=(1/2)mv2 откуда получаем, что скорость равна квадратному корню из произведения ускорения свободного падения на высоту горки и умноженному на два. Теперь садимся в вертолет, который с этой скоростью летит над горкой и снова такое же тело съезжает. Какова скорость съехавшего тела в этой новой инерциальной системе отсчета? Казалось бы скорость должна быть равна нулю. Но мы снова не торопясь записываем закон сохранения (1/2)mv2+ vgh = (1/2)mv2конечная . Очевидно, что vконечная не равна нулю никак. Что, закон сохранения энергии в механике не выполняется, или инерциальные системы отсчета не равноправны?
Не обижайтесь пожалуйста. Но пока у меня не будет уверенности в том, что Вы ориентируетесь в основах элементарной физики – я не вижу смысла отвечать Вам на этот Ваш вопрос, т. к. не вижу смысла в изучении каких бы то ни было «современных» вопросов и проблем теорфиза, когда база еще не подведена. Просто создалось у меня представление о том, что Вы человек конечно начитанный, но еще не научившийся к самостоятельной работе. Вы ищете новых знаний в книгах, а не вооружившись ручкой и бумагой, оставив книги и учебники в стороне… Идите на физтех (МФТИ) . Или поступайте в Новосибирский универ на физфак – и потом, если захотите заниматься ядерной физикой – займетесь. А вопрос-задача, которую я написал здесь – это своего рода тест на адекватность. Не обижайтесь. Может быть Вы на самом деле грамотный человек, а я просто излишне подозрительный сноб. И я заблуждаюсь на Ваш счет… Может быть. Но тогда почему Вы ищете ответы на эти два вопроса тут на этом портале?