Comment les photons virtuels créent-ils un champ électrique et / ou magnétique? [dupliquer]

user6760

Comment les photons virtuels créent-ils un champ électrique et / ou magnétique? [dupliquer]


Cette question a déjà une réponse ici:

Dites un neutron qui a un moment magnétique malgré l’absence de charge. Le champ électrique et le champ magnétique ne sont-ils pas tous deux constitués de photons virtuels? Alors, comment les mêmes photons virtuels peuvent-ils donner naissance à 2 propriétés différentes? Puisque le photon virtuel est l’excitation d’un champ quantique, comment se fait-il que la même excitation du champ quantique puisse avoir un comportement différent, comme donner une charge électrique ou un spin aux particules?

Sam Blitz

Je ne vais pas répondre complètement parce que c’est une question très difficile, mais considérez ceci – dans QED, les champs électriques et les champs magnétiques ne sont pas séparés, juste des éléments d’un seul tenseur de rang 2 plus grand, le tenseur d’intensité de champ. En outre, le potentiel à 4 vecteurs code pour toutes les informations du champ électrique et du champ magnétique.

Réponses


 Anna v

Alors, comment les mêmes photons virtuels peuvent-ils donner naissance à 2 propriétés différentes?

Le photon est une particule élémentaire, et dans le cadre théorique du champ quantique, un champ électromagnétique existe en tout (x, y, z, t) qui a une valeur d’attente de vide nulle à moins qu’un photon n’existe là, l’excitation du champ. Quelle est la valeur attendue du vide? Il s’agit de la valeur attendue de l’état fondamental de la fonction d’onde photonique.

Cette fonction d’onde est une solution des équations de Maxwell exprimées avec le potentiel, où les différentiels sont des opérateurs de mécanique quantique. Il a des vaulues complexes et donc des phases. En synergie avec d’autres fonctions d’ondes photoniques, il crée le champ électromagnétique classique . Par conséquent, la fonction d’onde photonique a la possibilité de créer des champs électriques et magnétiques en symétrie.

Puisque le photon virtuel est l’excitation d’un champ quantique, comment se fait-il qu’une même excitation du champ quantique puisse avoir un comportement différent

Maintenant sur les photons virtuels: le terme « virtuel » signifie qu’un propagateur est impliqué, en l’occurrence le propagateur de photons . Par sa définition, un propagateur est sous une intégrale, même s’il est identifié avec les nombres quantiques du photon, ce n’est pas un photon parce que sous l’intégrale il est hors coquille de masse, ses quatre vecteurs n’ont pas de masse nulle. Il possède les autres caractéristiques du photon, y compris les phases et les amplitudes qui créent des champs électriques et magnétiques, et peut donc être utilisé pour définir un champ électrique ou magnétique statique à la limite. Les deux champs peuvent être créés en fonction des conditions aux limites du problème, car la fonction d’onde photonique transporte des informations sur les champs électriques et magnétiques.

comme donner une charge électrique ou un spin aux particules?

La charge et le spin sont des propriétés intrinsèques des particules, ils ne sont pas accumulés. Ce sont les champs qui peuvent être décrits par des particules virtuelles


 HolgerFiedler

Essayez de partir de la fin et de récapituler ce qui était inconnu à l’époque de Maxwell. Les électrons, les neutrons, les protons ainsi que leurs antiparticules ont un spin. Cette rotation porte un élan angulaire. Cela est connu depuis qu’Einstein et de Haas ont mené leur expérience avec les électrons . De plus, il est bien connu que, parallèlement à l’axe de rotation de ce spin intrinsèque, toutes les particules mentionnées ont un moment dipolaire magnétique. Pour orienter le moment magnétique d’une particule, il faut activer un champ magnétique externe. L’ IRM de spectroscopie par résonance magnétique utilise ce phénomène pour l’alignement de spin de l’atome entier.

Avons-nous une autre méthode pour aligner le champ magnétique d’une particule? Oui, nous l’avons et cela s’appelle l’induction électromagnétique. L’existence du spin intrinsèque et du moment dipolaire magnétique associé est responsable d’un autre phénomène, appelé effet gyroscopique . Lorsqu’une particule se déplace et qu’un champ magnétique externe aligne cette particule, la particule est déviée. La déviation a lieu dans la direction orthogonale au plan entre la direction du champ magnétique et la direction du mouvement de la particule. N’oubliez jamais que l’effet gyroscopique n’a lieu que s’il y a un mouvement de la particule et si l’orientation du champ externe n’est pas dans l’axe de son mouvement.

entrez la description de l'image ici

En y réfléchissant, vous pouvez conclure que cette défection ne se produit qu’une seule fois; l’orientation du moment dipolaire magnétique a lieu, la déviation se produit et c’était tout. Ici entre dans le jeu le dernier phénomène: Considérez que toute déviation d’une particule est une accélération (une rotation ou évolution d’un corps est une accélération ). Et toute accélération a conduit à l’émission de photons. Le meilleur exemple de ce phénomène est un laser à électrons libres .

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L’émission d’un photon à partir d’un corps en rotation a également entraîné l’effet gyroscopique, cette fois dans l’autre sens: la particule émet des photons, se désaligne, perd de la vitesse. Et tout le processus recommence. Et cela tant que la particule ne perd pas toute son énergie cinétique et s’est immobilisée au centre de son chemin en spirale.

Nous approchons maintenant de votre question. Comment le champ électrique est-il lié à ces effets? Ce n’est pas du tout tant que nous ne nous soucions pas de savoir comment accélérer la particule pour lui donner un mouvement. Les électrons sont déplacés par une différence de potentiel électrique, le champ électrique résultant déplace les électrons de la source vers l’évier. Maintenant, si vous pliez un fil en spirale, vous êtes celui qui dévie le chemin de l’électron dans un cercle (je plaisante, le fil plié est responsable de la trajectoire des électrons). Essayez d’utiliser les phénomènes mentionnés ci-dessus. L’émission des photons pendant la déflexion – qui est une accélération, comme cela a été mentionné précédemment – chauffe la bobine par l’émission de photons (principalement un effet négligeable), les moments dipolaires magnétiques s’alignent et produisent le champ magnétique de la bobine (la valeur souhaitée effet). Pourriez-vous imaginer maintenant que le champ électrique et le champ magnétique interagissent uniquement dans le cas de particules en mouvement – que nous produisons à l’aide d’un champ électrique – pour induire des champs magnétiques.

La physique parle de l’échange de photons virtuels entre les champs électriques OU entre les champs magnétiques. Pourquoi pas entre un champ magnétique et un champ électrique, je vous l’ai expliqué plus haut. Si vous effectuez une recherche sur ce qui constitue un champ électrique ou magnétique, vous n’obtenez rien. La physique n’explique pas, quels sont les constituants de ces domaines. Mais il est postulé que l’échange entre les champs se fait par des photons virtuels. C’est douloureux mais accepté. Plus que cela, bien que les champs magnétiques et électriques n’interagissent pas entre eux, ils ont les mêmes photons virtuels intermédiaires.

Conclusion: Les particules ont des propriétés intrinsèques immuables: champ électrique (l’exclusion est le neutron des particules composées), spin intrinsèque et moment dipolaire magnétique (c’est aussi un champ). Les particules en accélération émettent des photons avec leurs composants de champ électrique et magnétique. Les photons virtuels sont la seule explication du mécanisme de l’interaction entre les champs jusqu’à aujourd’hui.

HolgerFiedler

Les domaines sont bien connus et cela ne vaut pas la peine d’arriver à une compréhension plus approfondie.

HolgerFiedler

Pour en savoir plus sur les domaines, voir mes élaborations sur les «structures complexes et dimensionnelles de l’espace» et sur «Les photons sont-ils composés de particules?». « Le changement d’énergie dans le champ gravitationnel est-il un phénomène électromagnétique? » Est également lié.

 

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