¿Existen realmente partículas virtuales y energía en el vacío? ¿Cómo sabemos si existen si no podemos observarlos? ¿Dónde están?

“Vacío” es un nombre dado a la ausencia de aire, o ausencia de partículas de materia en un espacio determinado. No significa ausencia de “espacio perturbado”.

La energía no asociada con la materia se llama electromagnetismo. Puede existir por sí mismo sin estar asociado con la materia, como se dio cuenta Einstein. De hecho, el electromagnetismo puede verse como “espacio perturbado”.

El espacio no es nada. Cuando se altera el espacio, muestra propiedades eléctricas y magnéticas. La radiación electromagnética es simplemente la progresión de las ondas en el espacio.

Entonces, diría que la perturbación del espacio es real, y un aspecto es la energía electromagnética. Las “partículas virtuales” son una descripción teórica y matemática de un fenómeno que no se comprende completamente.

La perturbación caótica del espacio se precipita como un espectro ordenado de energía electromagnética y materia. A partir de ahí evoluciona más.

Aquí hay algunos pensamientos sobre una mayor evolución.

LEYES DE METAFÍSICA

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Las partículas son cuantos de campo, que pueden verse como ondas medibles del campo subyacente. Usando una descripción similar, una partícula virtual es una perturbación en el campo que comparte algunas propiedades con las partículas regulares, sin embargo, la perturbación es temporal.

Ambos fenómenos son igualmente reales; cualquier campo estándar de QFT que pueda tener cuantos de campo (partículas) también puede experimentar perturbaciones (partículas virtuales). Sin embargo, las partículas virtuales no se pueden medir directamente, lo que justifica un poco su nombre, pero sus efectos son medibles.

La razón por la cual un campo se altera en algún lugar en particular es porque los cuantos de campo están cerca, interactuando de alguna manera y causando estas perturbaciones (vea la respuesta de Viktor T. Toths, donde las reacciones internas se atribuyen a partículas virtuales, y observe que se correlacionan con partículas regulares )

Como un ejemplo que usa estos términos, dos electrones que se acerquen entre sí perturbarán el campo de fotones (comúnmente llamado campo EM), y esta perturbación a su vez afectará a los electrones. Para ser claros, el efecto en este caso es que los electrones se repelen entre sí. Los electrones son cuantos de campo de electrones y las perturbaciones de campo de fotones son fotones virtuales.

El efecto Casimir se predijo sobre la base de que existen partículas virtuales. La predicción fue hecha en 1948 por Hendrick Casimir. Se midió por primera vez en 1996: el efecto Casimir.

Las partículas virtuales ejercen pequeños pedazos de presión a medida que aparecen y desaparecen. Solo aquellos con longitud de onda corta pueden existir entre dos placas que están muy juntas, pero no hay restricciones en las partículas virtuales fuera de las placas. Si existen partículas virtuales, debería haber una pequeña cantidad de presión empujando dos objetos planos delgados uno hacia el otro, y resulta que existe tal presión.

A partir de tales mediciones, que se han repetido muchas veces, estamos bastante seguros de que existen partículas virtuales. De hecho, si no existieran partículas virtuales, ninguna de las teorías que expresan interacciones, como la electrodinámica cuántica y la cromodinámica cuántica, debería funcionar, y de hecho funcionan extremadamente bien.

En un sentido; solo sabemos de partículas si las cambiamos. Por ejemplo, ‘vemos’ al permitir que los fotones de luz entren en nuestro ojo. Son absorbidos por los electrones en el pigmento de los conos en nuestra retina. En otras palabras, los fotones se destruyen, su energía se convierte en energía cinética de movimiento de electrones o iones de sodio; Una señal ‘eléctrica’ que viaja a través de nuestras células cerebrales para darnos la sensación de la vista. Pero los fotones, para ser vistos, se han ido. Solo vemos partículas que ‘eran’; Pero no estamos aquí ahora.

Así es con las partículas virtuales. Parpadean en existencia momentáneamente en parejas solo para desaparecer nuevamente. Sin embargo, su “efecto” es real. Esto es medible y se ha visto. Se llama ‘Lamb Shift’ para el hidrógeno. Además, bastante por separado en física nuclear, Yukawa predijo el mesón pi con la masa y el giro correctos como mediadores de la fuerza nuclear fuerte. El Pi Meson era una partícula virtual que surgió del vacío. Tuviste que tomar prestada energía del vacío para hacerlo, pero pagaste la energía antes de que el vacío notara que faltaba energía, realmente solo el principio de incertidumbre de Heisenberg. Puede obtener energía de ‘nada’ siempre que se vuelva a poner antes de que se note que hay un déficit. Es un poco como tener dos patinadores estacionarios separados en un estanque de hielo sin fricción de forma consecutiva. Un patinador ‘toma prestada’ energía del vacío para crear un boomerang. Luego arroja este boomerang fuera de él. La conservación del centro de masa ahora tiene al patinador moviéndose hacia atrás hacia el otro. El boomerang ahora gira para regresar al lanzador. Echa de menos la captura del boomerang. El boomerang continúa volando más allá del segundo patinador estacionario que lo ve pasar por detrás de él, gira y regresa de la forma en que acaba de llegar. El segundo patinador intercepta el boomerang y lo atrapa antes de que vuele de regreso al lanzador original. Entonces él también se acerca al patinador: ambos se mueven uno hacia el otro de espaldas; el centro de masa aún estacionario entre los dos patinadores. El segundo patinador ahora devuelve el ‘boomerang’ al vacío: desaparece y el cambio de energía total es cero nuevamente, pero se ve el efecto: los dos patinadores se sienten atraídos entre sí. Así es como funciona la fuerza nuclear: no podemos ver partículas virtuales, pero sus efectos se pueden medir. Gracias a Dios por los Mesones Pi virtuales y la fuerte fuerza nuclear; de lo contrario, toda la materia se volaría en una gloriosa lluvia de desintegración.

Hay un límite de tiempo para cuánto tiempo puede tomar prestada esta energía de vacío. Esto limita la vida útil del boomerang y, por lo tanto, qué tan separados pueden estar los dos patinadores. Si están demasiado separados, el tiempo de vuelo del boomerang es demasiado largo y te meterás en problemas ya que se notará el déficit de energía, o realmente, no puedes obtener atracción nuclear entre dos nucleones que están demasiado separados. De ahí la razón por la cual la fuerza nuclear fuerte a menudo se llama fuerza ‘vecino-vecino’. Se limita a distancias no mayores que el diámetro de los nucleones.

Victor Toth es, de hecho, correcto en mi humilde opinión. Como estas partículas virtuales nunca se ven; siguen siendo simplemente un artefacto teórico; Una consecuencia de las leyes de la mecánica cuántica. Estos diagramas de Feynman de ‘partícula virtual’ son solo mnemotécnicos para calcular integrales complicadas sobre, efectivamente, todo el espacio-tiempo, para ayudar a obtener la respuesta correcta. Como nunca se pueden ver directamente; no pueden ser directamente medibles y, por lo tanto, no “reales”. Si le das suficiente energía al vacío, puedes hacer que estas partículas se adhieran y se vuelvan reales, no puedes ‘tomar prestada’ energía del vacío, así que así es como el CERN y otras máquinas de su tipo extraen estas partículas fundamentales de la naturaleza. El Pi Meson, primero predicho y luego visto más tarde, fue un ejemplo.

Todo lo que sabemos y vemos es el resultado de partículas virtuales.

Por lo tanto, definitivamente existen, en el sentido de que tienen efectos medibles, y bajo ciertas condiciones pueden hacerse “reales”.

Una de esas condiciones es durante la época de inflación unos 10 ^ -35 s después del Big Bang. En ese momento, las partículas virtuales que acababan de aparecer se expandieron unas de otras por al menos 60 órdenes de magnitud en la distancia.

El resultado neto fue que las partículas “virtuales” no pudieron aniquilarse con su par, y la masa se “congeló” a fluctuaciones primordiales. Efectivamente, la energía de vacío (o lo que fuera) que impulsó esta rápida expansión inflacionaria se convirtió en masa a través de este mecanismo.

¡Estas pequeñas fluctuaciones en la materia que se congelaron crecieron para formar todo lo que sabemos en el Universo!

De la estructura a gran escala …

a las galaxias …

a los planetas …

a los niños …

Entonces, cualquiera que le diga que las partículas virtuales no existen, solo dígales que echen un vistazo 🙂

Sí, esto es muy posible. Lo que dijo sobre no poder tener masa negativa es cierto, pero solo para partículas reales. Estas fluctuaciones cuánticas se producen prácticamente en todas partes del universo, incluso en el llamado espacio “vacío”, y son una implicación importante del principio de incertidumbre de Heisenberg. Afectan constantemente los niveles de energía de los átomos y también provocan la radiación de Hawking cuando se produce cerca del horizonte de eventos de un agujero negro.

PD: todavía estoy en el noveno grado, así que no sé demasiados detalles técnicos sobre el tema, pero espero que esto haya respondido a tu pregunta al menos brevemente
Visite este enlace para más información:
https://en.m.wikipedia.org/wiki/ …

La energía de punto cero, también llamada energía de punto cero de vacío cuántico, es la energía más baja posible que puede tener un sistema físico mecánico cuántico; Es la energía de su estado fundamental.

De las primeras les haré saber que “los científicos crean fotones reales a partir de los virtuales”

En física cuántica, el vacío está lleno de varias partículas que fluctúan dentro y fuera de la existencia.

Estas partículas “virtuales” han sido el foco del científico Christopher Wilson. Trabajando con su equipo en la Universidad Tecnológica Chalmers de Suecia, Wilson ha logrado producir fotones reales a partir de estos fotones virtuales.

En la mecánica cuántica relativista, el problema es que las ecuaciones de Dirac no pueden explicar la producción de pares virtuales y la descomposición en el vacío. Es por eso que el principio de incertidumbre se usa para justificar la producción de pares virtuales y la descomposición en el vacío. Richard Feynman propuso el comportamiento del cálculo de partículas elementales en diagramas en serie que se llama diagramas de Feynman que incluye también la producción de pares virtuales y la descomposición del vacío.

En la teoría del campo cuántico, el gravitón no tiene masa con un giro de 2 que media la fuerza del campo gravitacional. Esto se debe a que la fuente de gravitación es el tensor de energía de estrés, un tensor de segundo rango.

De hecho, la antigua definición de gravitón no puede resolver el problema del vacío cuántico. Según el principio de incertidumbre de Heisenberg, un vacío no está vacío, y está lleno de pares de partículas-antipartículas que aparecen y desaparecen al azar. Los investigadores afirman haber detectado las fluctuaciones teóricas directamente.

Esquema para la generación de tiempo bloqueado y la detección de transitorios cuánticos por muestreo electroóptico. De: Subciclo electrodinámica cuántica

Necesitamos describir las fluctuaciones cuánticas sin usar el principio de incertidumbre como se muestra a continuación. Para redefinir el gravitón, la mejor manera es describir la interacción fotón-gravitón. Se ha descrito el cambio de frecuencia del fotón en el campo gravitacional.

Podemos describir los mecanismos de producción de energía de punto cero. Cuando la densidad del gravitón aumenta en el espacio, varios gravitones con la masa de partículas NR m (G) son adyacentes entre sí y las interacciones se registran y se convierten en cargas de color y un número de gravitones se convierte en color magnético. Finalmente, las energías sub cuánticas producen fotones virtuales, y los fotones virtuales forman el fotón real. Sobre la energía del vacío, incluso en ausencia de los fotones en el vacío, las ecuaciones de Maxwell pueden generalizarse en el vacío, como sigue;

Al cambiar el campo eléctrico de fotones, el campo magnético también cambia. También en este caso, los gravitones se convierten en partículas portadoras magnéticas y entran en la estructura del fotón que viene dada por;

Donde i, j son números naturales. Cuando la densidad del gravitón aumenta en el espacio, los gravitones interactúan entre sí y adquieren un campo eléctrico y magnético y producen la energía del electromagnetismo. De acuerdo con la descripción anterior y con respecto al fenómeno del desplazamiento al rojo gravitacional y al desplazamiento al azul, en general se puede concluir que:

En los días de Einstein, las fuerzas fuertes y débiles aún no se habían descubierto, pero encontró la existencia de incluso dos fuerzas distintas, la gravedad y el electromagnetismo, profundamente preocupante.

Electrodinámica sub cuántica

En mecánica cuántica, el electrón acelerado u oscilante emite fotones. De hecho, esa es una pregunta interesante o alimento para el pensamiento, “y realmente va al corazón de la cuestión de interpretar la mecánica cuántica”. Además, hay un detalle de la siguiente manera:

“Cuando un electrón absorbe un fotón, se destruye por completo. Lo contrario sucede cuando un electrón emite un fotón. El fotón no se selecciona de un” pozo “de fotones que viven en el átomo; se crea instantáneamente fuera del vacío .