1) Bueno, obviamente, RQM trae los conceptos de relatividad al juego. De hecho, la QM (no relativista), y por lo tanto la ecuación de Schrödinger, no está incrustada en un espacio-tiempo 4D. Pero esto es importante para tener en cuenta el fenómeno a gran velocidad (v / c) . La ecuación de Schrödinger en realidad respeta todas las transformaciones galileanas estándar al cambiar el marco de referencia del observador, por lo que no respeta la transformación lorentziana.
(Históricamente, creo que Schrödinger comenzó a buscar una ecuación de onda relativista, pero terminó con su ecuación “newtoniana” más simple. Incluso experimentalmente, la gente notó rápidamente la importancia de pasar a una versión relativista de la teoría, en particular debido a la alta acelerar los efectos relativistas de los electrones en los átomos, etc.
Las ecuaciones de onda famosas que respetan el espacio-tiempo 4d son: ecuaciones de Maxwell (útil para el campo vectorial = spin 1); Ecuaciones de Dirac (útil para spinorial = spin 1/2 campos); y las ecuaciones de Klein-Gordon (útil para escalar = girar 0 campos). También puede echar un vistazo a los campos “Yang-Mills” para otras consideraciones …)
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2) Pero aparte del efecto de velocidad relativista (v / c) que debía tenerse en cuenta correctamente, otro cambio importante surgió de la famosa relación E = mc², junto con la relación cuántica [matemáticas] E = h {c \ sobre {\ lambda}} [/ math]. La gente se dio cuenta de que, para ver las cosas a escalas cada vez más pequeñas [matemáticas] \ lambda [/ matemáticas], tenían que optar por una escala de energía cada vez mayor [matemáticas] E [/ matemáticas]. Pero, en cierto punto, cuando su haz de luz se acerca a la escala de masa-energía del electrón (por ejemplo), en lugar de mirar cosas pequeñas, en realidad comienza a crear electrones perturbadores a partir de su haz de luz. Y de hecho, esto es lo que sucede, pero este fenómeno no se explicó en QM estándar. (Lo que sucede es que para los fotones de alta energía, tienes una alta probabilidad cuántica de que este fotón se convierta en un par de positrones de electrones).
Entonces, la relatividad implica un número no conservado de partículas, que no es el caso de QM. Y también implica la creación de partículas para energía cerca de su escala de masa-energía.
Este fenómeno es muy importante porque en realidad establece que las interacciones a un nivel fundamental se entienden como partículas que se transforman entre sí, lo cual es un concepto mucho más sutil que las “fuerzas de acción-reacción” desde el punto de vista newtoniano (todavía se usa en la relatividad clásica y QM) . Todo esto está bien definido en el formalismo de QFT (teoría de campo cuántico).
3) La otra cosa muy importante que viene con la relatividad es la pérdida de simultaneidad de eventos para diferentes observadores. Este es un resultado muy conocido de la relatividad clásica y su estructura espacio-temporal: para 2 eventos A y B que son “similares al espacio”, sabemos que un observador puede ver que A sucede antes que B, y recíprocamente para otro observador, B puede ser visto sucediendo antes de A.
Realmente predice la necesidad de tener antipartículas en la teoría para asegurar su coherencia.
Consideremos la famosa desintegración radiactiva de un neutrón en un protón, junto con un electrón y su neutrino asociado. Tenemos lo siguiente:
[matemáticas] n ^ 0 \ a p ^ + + e ^ – + \ nu [/ matemáticas]
Sabemos que esta descomposición ocurre gracias a la débil fuerza nuclear, a través del intercambio (o transformación) de una partícula llamada “[math] W [/ math]”.
Pero como observador, tenemos dos formas equivalentes de ver esta decadencia.
Observador 1:
Este primer observador ve el neutrón transformándose en un protón y [matemática] W ^ – [/ matemática], y luego ve la [matemática] W ^ – [/ matemática] transformándose en el electrón y su neutrino.
Entonces, para Obs.1, comienza con el neutrón, luego, aparece el evento A = protón (desaparece el neutrón), luego aparece el evento B = Electrón y Neutrino. En realidad, nunca mides nada sobre la W. Sabes con qué comienzas, sabes con qué terminas, pero no ves lo que hay en el medio. Solo lo necesitas para el cálculo.
Observador 2:
Pero podemos considerar a este segundo observador, desde una distancia similar al espacio, en realidad viendo primero una creación espontánea de un par de Electrones y Neutrinos junto con un [matemático] W ^ + [/ matemático], y solo entonces, viendo el [matemático ] W ^ + [/ math] combinándose con el neutrón para formar un protón.
Entonces, para Obs.2, también comienza con Neutron, luego el evento B = Electron y Neutrino aparece, luego el evento A = Proton aparece (Neutron desaparece). De manera similar a la Obs.1, nunca puedes ver la W en el medio.
Esto es importante porque ambos observadores comenzaron con solo un neutrón y terminaron con el mismo contenido de partículas: protón + electrón + neutrino.
Pero para el observador 1, debido a la conservación de la carga, utilizó una [matemática] W ^ – [/ matemática] para describir el proceso, mientras que el otro tuvo que utilizar una [matemática] W ^ + [/ matemática]. Y debido a que ambos eventos son iguales, la partícula W utilizada en la descripción del fenómeno tiene que ser la misma, la misma masa, las mismas características, espere que su carga sea opuesta.
De esta manera, podemos entender por qué la relatividad, cuando se aplica a las interacciones cuánticas con creaciones y transformaciones de partículas, implica la existencia de antipartículas. Permite respetar el punto de vista de todos los observadores.
4) Lo último, pero mucho más sutil y complejo, por lo que no voy a entrar en detalles, es la predicción del “teorema de la estadística de giro” . Básicamente, cuando tiene que lidiar con “giros” en QM, necesita agregar un principio a la teoría que es el “principio de exclusión de Pauli” . Al ir a RQM (más precisamente, a la teoría de campo cuántico), el principio de Pauli ya no es un principio ad-hoc, sino una consecuencia del formalismo, muy vinculado a la imposición de una teoría causal en los campos cuánticos.
Eso es todo por los principales cambios de la OMI.
