Virtuele deeltjes

[Gps]

Ik begin weer hoofdpijn te krijgen, en dat heeft met bepaalde uitleg te maken.

Er is mij uitgelegd dat dit deeltjes zijn die niet bestaan, maar waarmee ze kunnen rekenen.
(Virtual particles)

Wat mij echter ook uitgelegd word, is dat in de buurt van een zwart gat, het anti deeltje het zwarte gat in valt, en het andere deeltje afgestoten word.

Haal ik nou dingen door elkaar, of word het begrip virtueel deeltje, voor meerdere begrippen gebruikt ?

[wnvl1]

Het is misschien relevant om eerst de uitleg van Flapppelap in dit topic al te lezen.

viewtopic.php?p=1145734#p1145734

[Gps]

Interessant, Flapppelap noemt het letterlijk onzin dat er deeltjes uit het niets ontstaan.

[wnvl1]

Interessant, Flapppelap noemt het letterlijk onzin dat er deeltjes uit het niets ontstaan.

Dat is wel in de context van Hawking straling. In het algemeen is het ontstaan van virtuele deeltjes natuurlijk geen onzin.

[Gps]

Dat is nou juist waarom ik in de war raak.

Als ik het goed zeg:
Qft: Een kwantum veld kan niet de energie? waarde 0 hebben.
Daardoor ontstaan er soms deeltjes, in dat veld.

Zijn dat nou wel of niet virtuele deeltjes? En zijn dat dan de zelfde als waar ze mee rekenen ?

[wnvl1]

Dat is een heel ruime vraag. Misschien te ruim om te stellen op een forum.

Lees bijvoorbeeld dit.

https://stringfixer.com/nl/Virtual_photon

[Gps]

Begin het te begrijpen:

In de natuurkunde is een virtueel deeltje een voorbijgaande kwantumfluctuatie die enkele kenmerken van een gewoon deeltje vertoont, terwijl het bestaan ​​ervan wordt beperkt door het onzekerheidsprincipe .

maar omdat ze niet kunnen worden gedetecteerd in experimenten, is de beslissing hoe ze precies moeten worden beschreven een onderwerp van discussie.

[flappelap]

Begin het te begrijpen:

maar omdat ze niet kunnen worden gedetecteerd in experimenten, is de beslissing hoe ze precies moeten worden beschreven een onderwerp van discussie.

Nou, dat is vooral in populairwetenschappelijke boeken zo door mensen die de kwantumveldentheorie niet goed onder de knie hebben. Op een forum als physicsforums bijvoorbeeld is er onder de experts weinig discussie over wat virtuele deeltjes precies zijn. De enige ontologische problemen omtrent virtuele deeltjes vloeien denk ik voort uit de gebruikelijke ontologische problemen in de kwantummechanica.

[Gps]

Kunnen ze dan wel gedetecteerd worden in experimenten ?

Dan is mijn volgende vraag waarom ze virtuele deeltje heten?

[wnvl1]

Ik denk dat virtuele deeltjes 'gewone' deeltjes zijn die maar gedurende heel korte tijd bestaan. Er wordt geproken van virtuele deeltjes als de desbetreffende deeltjes, maar gedurende een heel korte tijd bestaan omdat ze om aan hun energie te komen (\(E=mc^2\)), energie hebben moeten lenen. De Heisenberg onzekerheidsrelaties

$$\Delta E \Delta t = \hbar$$

stellen dat de levensduur omgekeerd evenredig is met de hoeveelheid geleende energie. Ze leven dus maar kort. Hoe je virtuele deeltjes rechtstreeks kan detecteren weet ik niet.

[flappelap]

Ik denk dat virtuele deeltjes 'gewone' deeltjes zijn die maar gedurende heel korte tijd bestaan. Er wordt geproken van virtuele deeltjes als de desbetreffende deeltjes, maar gedurende een heel korte tijd bestaan omdat ze om aan hun energie te komen (\(E=mc^2\)), energie hebben moeten lenen. De Heisenberg onzekerheidsrelaties

$$\Delta E \Delta t = \hbar$$

stellen dat de levensduur omgekeerd evenredig is met de hoeveelheid geleende energie. Ze leven dus maar kort. Hoe je virtuele deeltjes rechtstreeks kan detecteren weet ik niet.

Ik heb deze uitleg nooit begrepen. Er wordt ten eerste nooit energie "geleend"; energie is strikt behouden in alle gangbare kwantumveldentheorieën. De dt in bovenstaande relatie (die anders geintepreteerd moet worden dan de andere Heisenberg-relaties; de tijd t is immers geen operator!) vertelt je de tijdsduur waarin de energie 1 standaarddeviatie verandert, en waarom je dat dan precies aan mc^2 gelijk stelt is me ook niet duidelijk; dat zal wel wat heuristisch zijn.

Maar belangrijker nog: hoe past bovenstaande onzekerheid in de gangbare verklaring dat virtuele deeltjes 'slechts' termen in je Taylorexpansie van de amplitude zijn? Die relatie heb ik nooit goed uitgelegd gezien. Ik vermoed dat bovenstaande "verklaring" vooral zo robuust is op basis van eenheden, maar dat de verklaring erachter domweg onjuist is.

[flappelap]

Kunnen ze dan wel gedetecteerd worden in experimenten ?

Dan is mijn volgende vraag waarom ze virtuele deeltje heten?

Nee. Virtuele deeltjes zijn beeldvormingen van iets dat we "kwantumfluctuaties" noemen. De effecten daarvan kunnen we zeker meten; denk bijvoorbeeld aan de gyromagnetische ratio van het elektron, die door deze fluctuaties worden aangepast.

Maar wij mensen denken liever in zaken die we ons kunnen voorstellen. Die fluctuaties worden dus in de populaire literatuur voorgesteld als "deeltjes". De kwantummechanica is immers toch al zo mystiek. Maar dat is erg verwarrend. We noemen ze wel eens "deeltjes", omdat ze zich als wiskundige termen in je uitdrukkingen voor kansen als deeltjes "propageren", maar dan wel met alle energieën mogelijk. Zo kun je soms wat intuïtie kweken voor processen, zoals het aanpassen van de elektronlading door deze virtuele "deeltjes".

Virtuele "deeltjes" zijn dus eigenlijk kwantumfluctuaties. Zeker geen "deeltjes".

[wnvl1]

Maar als je vanuit een hoeveelheid energie een electron en positron paar genereert die nadien terug verdwijnen, worden dat dan virtuele deeltjes genoemd? Verschillen dat electron en positron dan van een gewoon electron en positron?

[Gps]

Kunnen ze dan wel gedetecteerd worden in experimenten ?

Dan is mijn volgende vraag waarom ze virtuele deeltje heten?

Nee. Virtuele deeltjes zijn beeldvormingen van iets dat we "kwantumfluctuaties" noemen. De effecten daarvan kunnen we zeker meten; denk bijvoorbeeld aan de gyromagnetische ratio van het elektron, die door deze fluctuaties worden aangepast.

Maar wij mensen denken liever in zaken die we ons kunnen voorstellen. Die fluctuaties worden dus in de populaire literatuur voorgesteld als "deeltjes". De kwantummechanica is immers toch al zo mystiek. Maar dat is erg verwarrend. We noemen ze wel eens "deeltjes", omdat ze zich als wiskundige termen in je uitdrukkingen voor kansen als deeltjes "propageren", maar dan wel met alle energieën mogelijk. Zo kun je soms wat intuïtie kweken voor processen, zoals het aanpassen van de elektronlading door deze virtuele "deeltjes".

Virtuele "deeltjes" zijn dus eigenlijk kwantumfluctuaties. Zeker geen "deeltjes".

Ik vind het wel apart , dat ik juist vaak in de war raak, van de versimpelde uitleg.
Maar misschien heeft dat wel te maken, dat veel van die filmpjes voor een relatief breed publiek gemaakt worden?

Toch kan ik me bij een Kwantumfluctiatie wel iets voorstellen. In ieder geval meer als bij een kreet als een virtueel deeltje.

[Xilvo]

Maar als je vanuit een hoeveelheid energie een electron en positron paar genereert die nadien terug verdwijnen, worden dat dan virtuele deeltjes genoemd? Verschillen dat electron en positron dan van een gewoon electron en positron?

Dan ga je blijkbaar uit van een bestaande hoeveelheid energie, zoals een foton met een energie groter dan 1,022 MeV, geen kwantumfluctuatie. Dan krijg je "echte" deeltjes.