¿La luz tiene una probabilidad de moverse más rápido que [matemáticas] c [/ matemáticas] en distancias muy cortas?

Sí y no. Esta es una gran pregunta.

Probablemente te refieres al Propagador en la teoría de campo, que te dice la amplitud (~ probabilidad) de que una partícula llegue del punto A en el espacio-tiempo al punto B. Clásicamente, esperamos que la amplitud de una partícula no sea cero solo dentro de su lightcone. La teoría del campo cuántico, sin embargo, nos dice que la amplitud no es cero fuera del cono de luz (aunque sí decae exponencialmente con la distancia desde el límite del cono de luz). Esto se traduce (a mano) en partículas capaces de viajar más rápido que la velocidad de la luz (aunque solo muy levemente … la probabilidad de que lo hagan durante largos períodos de tiempo es infinitamente pequeña).

Asi que !!! las partículas pueden ir más rápido que la velocidad de la luz …
bueno, um, no …
El propagador se utiliza para calcular las interacciones de partículas en QFT. En los diagramas de Feynman, el propagador describe las líneas internas (llamadas partículas virtuales). Son estas partículas virtuales, que median las interacciones entre partículas reales, las que viajan a casi cualquier velocidad que les plazca. Pero las partículas virtuales no se pueden observar … por lo que nunca podemos usarlas para enviar mensajes a una velocidad superior a la de la luz. Tristeza. 🙁

Así que supongo que la lección para aprender aquí es …
La teoría del campo cuántico es IMPRESIONANTE.

La cita de Feynman (en los detalles de la pregunta) no debe tomarse fuera de contexto. No está diciendo que “la luz tiene una probabilidad de moverse más rápido que [math] c [/ math]”. De lo que está hablando es de los detalles de un método específico de cálculo en mecánica cuántica, nada más.

Este método se llama ruta integral . Tiene este nombre porque, si desea calcular la probabilidad de que una partícula vaya de A a B, suma (o, más precisamente, se integra) sobre todos los caminos posibles que conducen de A a B.

Ahora, la integral de ruta también debe incluir rutas que son ” fuera de shell “. Esto significa que estos caminos son aquellos para los cuales el movimiento de la partícula no se rige por su ecuación de movimiento .

Para un fotón, la ecuación de movimiento es básicamente una ecuación de onda para una onda que se mueve con velocidad [matemática] c [/ matemática]. Esto significa que un fotón cuyo camino es ” en caparazón “, es decir, siguiendo la ecuación de movimiento, debe viajar en [math] c [/ math].

Sin embargo, los fotones hipotéticos con trayectorias “externas” no satisfacen la ecuación de movimiento y, por lo tanto, pueden moverse a cualquier velocidad, más lenta o más rápida que [math] c [/ math]. (¡Pero los fotones físicos siempre están dentro de la cubierta, solo se les permite estar fuera de la cubierta con el propósito de realizar cálculos!)

Entonces, cuando calculo la integral de trayectoria para que un fotón se mueva de A a B, incluyo las trayectorias dentro y fuera de la envoltura en la integral. Cada camino tiene una amplitud de probabilidad . Estas son las amplitudes mencionadas en la cita de Feynman.

En general, las contribuciones de las rutas externas son pequeñas. Como dice Feynman, si la distancia entre A y B es muy pequeña, la contribución de los caminos fuera de la cubierta se vuelve más prominente. Sin embargo, en realidad no importa cuán grande sea la contribución; ¡Sigue siendo una contribución a la probabilidad de que el fotón siga un camino en el caparazón !

Es crucial comprender que el fotón real siempre seguirá un camino en el caparazón y, por lo tanto, siempre viajará a velocidad [matemática] c [/ matemática].

Las rutas externas no son rutas físicas que el fotón puede seguir realmente, son rutas “puramente matemáticas” que se utilizan solo al calcular integrales de ruta.

[8] MHM Hilo et al., Derivación de la relatividad especial generalizada (GSR) mediante el uso del reloj espejo y las transformaciones de Lorentz . Natural Science , 2014, 6, 1275-1281 Publicado en línea en diciembre de 2014 en SciRes. Natural Science_Biomedical & Life Sciences http://dx.doi.org/10.4236/ns.201

[9] D. Savickas, Relaciones entre la mecánica newtoniana, la relatividad general y la mecánica cuántica, Am. J. Phy. 70 (8), (agosto de 2002)

La respuesta es sí, pero no por las razones que espera. Si observa cualquiera de las dos referencias anteriores, verá que la velocidad de la luz en el vacío es proporcional a la raíz cuadrada del elemento G00 del tensor métrico, donde el valor G00 del tensor métrico va de menos uno infinitamente lejos de cualquier masa (en un espacio de Minkowski) y cero en la superficie de un agujero negro.

En consecuencia, en la Tierra, mediremos la velocidad de la luz para que sea C en nuestro marco de referencia, ya que mediremos la Luz que viaja a nuestro mismo nivel G00 que tiene una velocidad C. Además, una persona en la Luna medirá la luz a su El nivel G00 tiene una velocidad de C. Sin embargo, los observadores en la Tierra medirán la velocidad de la luz en la Luna como mayor que C porque la magnitud del elemento G00 del tensor métrico es mayor en la Luna que en la Tierra.

De hecho, la gravedad puede verse como la difracción causada por este cambio en la velocidad.

Se puede considerar que un fotón tiene dos componentes, uno hacia adelante en el tiempo y el antifotón hacia atrás en el tiempo. Sin embargo, esta dirección del tiempo puede ser relativa a que el observador tenga un desacuerdo relativo de la dirección del tiempo, pero no una violación de la dirección del tiempo global.

La acción cuántica es causa-causa, no causa y efecto. La noción de causa y efecto emerge en el macrocosmos donde todos los observadores están de acuerdo en la dirección del tiempo.

La dirección del tiempo puede depender de la perspectiva. Si consideramos que una cadena de luces se enciende todas al mismo tiempo desde una perspectiva perpendicular, se ve que las luces se iluminan secuencialmente en cualquier orden opuesto. El orden de los eventos y, por lo tanto, el orden del tiempo se invierte relativamente.

Considere un marco de referencia en el que dos electrones se acercan entre sí a la misma velocidad y el potencial de velocidad de la luz (función de onda) se encuentra en el medio con la misma frecuencia que potencialmente ocupa el mismo estado de energía. Si se les permitiera a los dos electrones ocupar el mismo estado de energía, se convertirían en el mismo electrón, pero como Carver Mead profesa en Electrodinámica Colectiva, el universo conspira para prohibir dos frecuencias iguales y, en lugar de convertirse en el mismo electrón, intercambian ímpetu de tal manera que parecen rebotar entre sí y relativamente tienen energías diferentes. Este fenómeno también se conoce como el principio de exclusión de Pauli.

El efecto que vemos en este caso es que ambos electrones se repelen entre sí en la misma instancia como si hubiera un intercambio de fotones entre ellos más rápido que la luz.

Pero si consideramos el marco de referencia de cualquiera de los electrones donde el electrón tiene velocidad cero y, por lo tanto, no tiene energía, vemos que el otro electrón se acerca con alta energía disparando un fotón a la velocidad de la luz que lo detiene en su trayectoria, y después de una luz el retraso de velocidad golpea nuestro electrón impartiéndole la energía originalmente mantenida por el otro electrón. Debido a la naturaleza causa-causa de los eventos cuánticos, calculamos que se intercambió un par de fotones, un fotón que avanza en el tiempo y un antifotón que retrocede en el tiempo. Cada uno es medio giro añadiendo al giro completo un fotón.

Sin embargo, los marcos restantes de los dos electrones no están de acuerdo sobre cuál era el fotón y cuál era el antifotón y, por lo tanto, la dirección del tiempo.

Por lo tanto, para determinar la causalidad cuántica desde una perspectiva preferida, debemos considerar más rápido que los caminos de luz, que pueden no ser más rápidos que la luz de algún otro marco de referencia, ya que la naturaleza nunca prefiere ningún marco de referencia particular. Nunca ocurre un evento que no sea instantáneo de algún marco de referencia donde las energías iguales son excluidas del mismo estado por un intercambio en el momento.

En el macrocosmos, generalmente solo vemos una perspectiva preferida donde solo los electrones de energía relativa más alta intercambian impulso con electrones de baja energía con un retraso de velocidad de la luz debido a nuestra perspectiva común de big bang en el tiempo, lo que nos da la ilusión de que el universo es causa y efecto en lugar de causa -porque. En el caso en el que observamos los efectos causa-causa, tendemos a inventar la noción de taquiones más rápidos que los ligeros para dar cuenta del fenómeno en lugar de simplemente aceptar la naturaleza causa-causa de la realidad.

Si bien hay eventos causales que son ambiguos en la dirección del tiempo en cualquier escala, no tenemos medios para conectar las causas en el macrocosmos y las causas no son identificables, por lo que solo somos testigos de esto en escalas donde ambos lados del efecto causa-causa están dentro de nuestro aparato experimental. Sin embargo, este efecto no está relacionado con los efectos de lo que llamamos entrelazamiento cuántico que se ha demostrado que ocurre a cualquier distancia sin un retraso de la velocidad de la luz.

Tenga en cuenta que el efecto relativo hacia atrás en el tiempo es solo relativo y no real, y esto nunca es hacia atrás en el tiempo global y nunca permite que ocurra un efecto antes de una causa o cualquier viaje real al pasado muerto.

Aunque no he rojo The Feynman Lectures, creo que entiendo el aparente conflicto. La velocidad de la luz varía según la permisividad del medio. Sin embargo, “c”, la constante utilizada en los cálculos de física es la velocidad de la luz en un espacio como el vacío.

Un buen ejemplo de esto es la luz teñida de azul / verde en el agua alrededor del núcleo del reactor. La radiación del núcleo produce fotones con velocidades más altas que la velocidad estándar de los fotones en agua destilada, pero menor que la velocidad de la luz en el vacío.