¿Puede existir un electrón libre (el que no es ‘seguido’ por fotones)?

Probablemente no sea la respuesta que estabas buscando, solo compartía mi perspectiva al respecto.

En primer lugar, si tu electrón sin fotones existiera, representaría su masa (una especie de energía incorporada), pero no interactuaría eléctricamente en absoluto ya que no hay fotones como representantes (cuantos, portadores, mediadores) de campo electromagnetico. En los experimentos, uno notaría que en una interacción se perdió una cantidad de energía ([matemáticas] m_e c ^ 2 [/ matemáticas]), sin embargo, este comportamiento no se ha observado hasta ahora.

Hablando clásicamente, un electrón es la “fuente” del campo electromagnético a su alrededor, mantiene constante la “cantidad” del campo. Las cargas como concepto provienen del teorema de Noether como consecuencia de la invariabilidad del espacio después de una rotación (compleja), es decir, hay una cantidad (la carga) que es constante después de elegir un sistema de coordenadas arbitrario (indicador). En otras palabras, se ve idénticamente igual cuando se ve desde cualquier punto, es decir, es esféricamente simétrica. (Observación: esto sigue siendo válido desde cualquier marco de referencia cuando se aplica la transformación de Lorentz, eventualmente puede obtener la propiedad de giro según la ecuación de Dirac).

Personalmente (física no reconocida a partir de este momento, también vagamente relacionada con su pregunta), pienso en el campo electromagnético como una imagen de la carga eléctrica como se ve desde otro marco de referencia , en realidad son lo mismo. Observe aquí que el entorno (espacio-tiempo) dado a través de las coordenadas continuas (t, x, y, z) es en realidad una linealización macroscópica promediada de muchas unidades discretas (elementos, eventos, cargas, lo que sea) y que un ortogonal (t, x , y, z) el marco de referencia, como se suele representar en la relatividad especial, es su forma más simple. Los diferentes tipos de simetrías utilizadas en QFT también son un tipo de marcos de referencias , por lo que una entidad (como lo es el electrón) puede tomar diferentes formas, es decir, diferentes representaciones en un marco de referencia.

Por ejemplo, la carga se discretiza en unidades de carga elemental, lo cual es bastante normal cuando se asume la discreción esencial del Universo (esta u otra forma). Si una unidad de carga elemental es una representación habitual de un bloque de construcción básico como se ve en el espacio tridimensional, entonces las cargas de quark fraccionales (más o menos 2/3 y 1/3) están relacionadas con la representación unidimensional de la misma. ya que generalmente interactúan a lo largo de un eje, unidimensional. Por razones de simplicidad, después de todo, todas las partículas tienen que ser una representación de una sola entidad, vista de manera diferente desde el punto de vista de un observador diferente.

Por cierto, tenga en cuenta nuevamente que el espacio-tiempo y las coordenadas lineales que utilizamos son solo linealizaciones entre partículas / eventos discretos / … Los campos también son linealizaciones entre sus fuentes (diferentes cargas), solo una abstracción matemática para completar el espacio-tiempo que realmente no conocemos lo que es realmente Mi opinión, sin embargo.

¿Puede existir [un] electrón libre (el que no está “seguido” por fotones)?

No, no físicamente; solo como una abstracción teórica en la que nos parece conveniente expandirnos en la teoría de la perturbación.

De hecho, si busca “Divergencia infrarroja” y “Yennie-Frautschi-Suura” en línea o en cualquier texto de teoría de campo, encontrará una gran literatura sobre cómo manejar exactamente ese problema: cualquier proceso de partículas cargadas incluye un número infinito de fotones de baja energía, que pueden considerarse como una combinación perfecta en el campo electromagnético semiclásico. Ver solo por ejemplo el enlace de arriba y

http://jadach.web.cern.ch/jadach

Los fenómenos de divergencia infrarroja y los procesos de alta energía.

Tenga en cuenta que estas divergencias infrarrojas no aparecen en cantidades físicamente medibles, son artefactos de nuestra insistencia en comenzar la teoría de la perturbación con los “electrones libres” de la pregunta, y desaparecen cuando se resumen junto con el campo clásico y una energía fotónica mínima detectable o otro corte físico en el arreglo experimental. Las divergencias ultravioleta mencionadas en otra respuesta son bastante diferentes, y reflejan una física de muy corta distancia que la teoría no describe y tiene que “integrarse” en el sentido de una teoría de campo efectiva.

¿”Seguido” por los fotones? No, esa no es la forma en que funciona.

Un electrón se considera libre cuando su energía cinética es mayor que cualquier campo potencial que pueda existir para atraparlo. Por ejemplo, si un electrón que está unido a un átomo recibe una “patada” lo suficientemente grande, se libera y deja la vecindad del átomo.

Sin embargo, en virtud de su carga eléctrica, un electrón nunca deja de interactuar con el campo electromagnético. La carga eléctrica es la fuente del campo electromagnético. Y dado que el campo electromagnético está cuantificado, sus cuantos son fotones, los electrones siempre interactúan con los fotones. Como dicen, un tigre no puede cambiar sus rayas.

La electrodinámica cuántica comienza con electrones libres (es decir, sin interacción) y campos de fotones libres. La noción de electrón libre y fotón libre es importante, en la medida en que todo QED es la teoría de perturbación en la que la interacción entre el electrón (corriente eléctrica) y los fotones se trata como un efecto pequeño. Sin embargo, y aquí está el lado problemático de este enfoque, descubrimos que las fluctuaciones de vacío son infinitas en este enfoque y debemos pensar en un procedimiento especial para tratar con estos infinitos.

More Interesting

¿Qué se puede determinar mediante una configuración electrónica?

¿Por qué los electrones giran alrededor del núcleo? Sé que la atracción se debe a la fuerza electrostática de atracción, pero ¿giran?

Protón y electrón son partículas fundamentales. Por lo tanto, diferentes entre sí. Entonces, ¿cómo es que tienen la carga exactamente opuesta?

¿Son las energías cinéticas de los electrones y los quarks parte de la masa total de un objeto, como predice el principio de equivalencia de masa-energía?

¿Por qué necesitamos saber la posición de un electrón?

¿Cómo se mueven los electrones en un circuito?

Si los electrones ganan su masa al pasar por el campo de Higgs, ¿por qué los fotones no tienen masa a pesar de que están pasando por el campo de Higgs?

¿Es necesaria la presencia de electrones para que exista la materia física?

¿Cómo podemos calcular la onda de funciones y energías de un electrón confinado en una esfera y en una placa 2-D?

¿Por qué las máquinas se encienden instantáneamente e Internet es tan rápido mientras que los electrones relativamente no se mueven tan rápido a través de las moléculas?

¿Cómo permanecen los electrones cerca de los núcleos de los átomos sin ser atraídos hacia los núcleos debido a que tienen cargas opuestas?

¿Puede elaborar el campo de electrones en un cable de cobre con una potencia de 1 amp y 1 V CC aplicada?

¿Pueden los electrones atravesar la materia o una cabeza humana?

Los electrones siempre están en movimiento, entonces ¿por qué estudiamos electrostática?

¿Todos los electrones son uniformes en tamaño y carga?