¿Qué son los fantasmas en física?

Uno de los principios rectores más importantes de la física es la idea de que las leyes de la física son invariables bajo ciertas transformaciones. Un ejemplo simple de esto es la invariancia rotacional: cabría esperar que las leyes de la física sean idénticas en el polo norte y en el sur. En términos más generales, generalmente tenemos algo llamado invariancia de Lorentz: las leyes de la física son invariantes bajo rotaciones, y también aumentan, al moverse a diferentes velocidades constantes.

Otro tipo de invariancia que es absolutamente fundamental para la física de alta energía se llama invariancia de calibre. Esencialmente, ciertas operaciones matemáticas en los campos de una teoría (los llamamos ‘transformación de calibre’), en cada punto del espacio-tiempo, también dejan invariables las leyes de la física. Esto es un poco más abstracto, pero parece que las teorías de calibre son la forma correcta de describir la naturaleza.

Lo importante a tener en cuenta aquí es que, dado que las leyes de la física son invariables en estas operaciones, puede elegir un indicador particularmente conveniente en el que los valores de campo sean fáciles de manejar y los cálculos sean más fáciles de realizar. Sin embargo, recuerde que también tenemos la invariancia de Lorentz. Todas las opciones de indicadores dejan una teoría invariante de Lorentz: sin embargo, algunas opciones hacen que esto sea más obvio y otras menos. Por ejemplo, si elige un medidor donde algún valor de campo siempre es cero en una dirección particular, parecería que ha roto la invariancia rotacional, ya que ha elegido una dirección especial. Sin embargo, la invariancia de Lorentz aún se mantiene, pero obviamente no es así.

Hay una opción particular de indicador, llamado indicador de Landau, que conserva la invariancia de Lorentz explícitamente , es decir, es obvio que la teoría sigue siendo invariante de Lorentz después de elegir este indicador. Sin embargo, tomar esta decisión tiene un precio: la introducción de estos campos “fantasmas” con propiedades contraintuitivas, como ser un escalar anticommutador. La razón de esto radica en última instancia en el hecho de que los bosones de calibre no abelianos se cargan a sí mismos bajo la transformación de calibre, y esto lleva a algunas complicaciones adicionales que no existen en QED.

Ahora, puede oponerse a hacer esto, pero es perfectamente libre de elegir un medidor donde no se necesitan fantasmas; sin embargo, la invariancia de Lorentz invariablemente se ofusca, y esa es una pesadilla aún mayor, ya que la invariancia de Lorentz es siempre una herramienta poderosa para hacer cálculos. El medidor Landau es particularmente conveniente, y los fantasmas son un pequeño precio a pagar.

Otro lugar donde aparecen los fantasmas es en la regularización de Pauli-Villars, donde se introduce una norma masiva de partículas negativas para cancelar las divergencias UV en los bucles. Estos fantasmas son una forma de separar las divergencias de alta energía que no son importantes para la física de baja energía que estás tratando de calcular. En este caso, realmente no importa que no sean físicos, ya que esta es realmente más una herramienta matemática que otra cosa.

¿Estás preguntando sobre campos de fantasmas o fantasmas espeluznantes?

Los campos de fantasmas también se conocen como fantasmas de calibre o fantasmas de Faddeev-Popov. Básicamente son una corrección matemática de la formulación integral del camino. Las teorías de campo cuántico (QFT) requieren soluciones específicas, pero las simetrías de calibre causan problemas aquí al arrojar duplicados (es decir, soluciones que son físicamente equivalentes). Sin la corrección de los fantasmas, las matemáticas “cuentan en exceso” al incluir todos estos duplicados. Porque somos conscientes de este problema y podemos elegir qué indicador trabajar en físicos esencialmente menos estos duplicados de nuestros resultados.

Supongo que podría darse una analogía simple al pensar en una bolsa de canicas. Digamos que hay tres canicas (este número es arbitrario), dos son verdes e idénticas entre sí, mientras que el restante es rojo. Si alcanzas y sacas dos canicas al azar, ¿cuántas combinaciones hay? Matemáticamente diría que hay tres, los dos verdes, la canica verde A y la canica roja, y finalmente la canica verde B y la canica roja. Pero físicamente los dos segundos escenarios son idénticos. Si en cambio te pregunté cuántas combinaciones de colores hay, entonces la respuesta es solo dos; verde + verde y verde + rojo. El hecho de que tengamos dos canicas idénticas es algo así como una simetría de calibre (aunque no literalmente, ¡¡solo estoy tratando de explicar esto sin pasar por un título completo de física !!). Entonces, para obtener la respuesta física, tomamos la respuesta matemática y la corregimos minimizando el número de simetrías que tenemos, 1. 3–1 = 2, la respuesta física. Una vez más, debo enfatizar que esta no es toda la historia, pero no sé cuál es su experiencia en términos de matemáticas y física.

Si preguntas sobre los fantasmas espeluznantes, entonces no tienen ningún sentido en física. Violan la termodinámica y no se considera que existan. Al igual que no incluimos la forma en que el asesinato de Santa vuela en la ingeniería aeronáutica o las teorías de la gravedad.

¿Quieres decir qué son los fantasmas (física), es decir . “Estados no físicos en una teoría”, o quiere decir, “¿Qué tiene que decir la física sobre el hipotético fenómeno sobrenatural de los fantasmas ?” Si es esto último, podría disfrutar de este poco confuso periodismo: ¿existen los fantasmas? El físico Brian Cox plantea una teoría. (Realmente no puedo decir si Cox realmente estaba hablando de los estados no físicos en la primera definición).

IMNERHO, la física no tiene nada que decir sobre lo “sobrenatural”: si un fenómeno se puede observar repetidamente y tiene propiedades consistentes, inmediatamente se convierte en parte de la física, lo que significa que tratamos de descubrir cómo funciona . Todo el concepto de “sobrenatural” no tiene ningún sentido. Si existe , ¡es natural !

Según la física y las investigaciones recientes, se puede decir que los fantasmas son anomalías gravitacionales. También se puede decir que una gran cantidad de energía que reside en nuestro medio ambiente tiene la capacidad de afectarlo.

Investigaciones recientes también resaltan el hecho de que las personas que están atrapadas en el medio de dos dimensiones pueden no estar bajo el efecto del tiempo y sus sombras pueden aparecer en nuestra dimensión. Este fenómeno se llama comúnmente la gente de la sombra. Es posible que deseen salir del espacio atrapado, lo que resulta en su aparición en nuestro mundo por muy poco tiempo.

Debido a ciertos hechos desconocidos, su energía puede convertirse en gravedad mientras intentan escapar o también puede convertirse en otras fuerzas que hacen que las cosas se caigan o se muevan repentinamente.

Probablemente estés hablando de ‘fantasmas de Fadeev-Popov’ o ‘fantasmas de calibre’. Hay una breve descripción en Wikipedia, pero me temo que mi comprensión de la física cuántica es un poco pobre, así que espero que obtenga una respuesta de un físico que pueda darle más detalles.