¿Por qué las partículas virtuales aparecen en pares antipartícula-partícula?

Esto no es verdad

Los pares de partículas virtuales tienen una naturaleza sutil de existencia. No se pueden medir directamente per se, pero sus efectos se infieren de la forma en que realizamos los cálculos. Si cambia la forma en que se realizan los cálculos, las partículas virtuales cambiarán. [1]

Dejando de lado la naturaleza existencial de la partícula virtual, la razón por la cual las partículas virtuales aparecen en pares partícula-antipartícula es que las interacciones que crean partículas virtuales tienen una simetría. En QED, siempre conserva la carga y solo tiene interacciones fotón-partícula-antipartícula.

Ir más allá de QED, esto no es cierto. Por ejemplo, puede tener un bosón W virtual que crea un electrón y un antineutrino. El electrón y el antineutrino no son antipartículas entre sí (tienen una carga diferente).

Al entrar en interacciones más oscuras, hay efectos no pertubativos en los débiles que pueden importar sobre la antimateria o viceversa. Estas configuraciones de esfaleron son extrañas y ocurren increíblemente lentamente y nunca se han observado, pero deberían estar allí.

Pensando de manera más general sobre las cosas que sabemos que existen, pero de las que no tenemos un conocimiento detallado, sabemos que la asimetría bariónica del Universo fue creada por algún proceso físico y ese proceso prefería la materia sobre la antimateria. Los procesos virtuales que involucran esta física no siempre tendrán partículas y antipartículas que aparecen en pares.

Finalmente, los agujeros negros violan la conservación del número de partículas y, por lo tanto, los procesos virtuales que involucran agujeros negros tampoco tendrán partículas y antipartículas que aparezcan en pares.


[1] Algunas partículas virtuales son menos subjetivas que otras. Por ejemplo, los que están garantizados por el teorema óptico serían acordados por la mayoría de las formulaciones independientes de la teoría cuántica de campos.

Si bien la conservación de la energía puede violarse por períodos de tiempo muy cortos (por lo tanto, “partículas virtuales”), la conservación de la carga no puede, siempre debe cancelar a cero el cambio de carga (y otros ciertos números) por eso solo es posible para pares para aparecer en lugar de partículas extrañas.

La partícula virtual y la antipartícula aparecen como un par para conservar la carga y el giro.

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