Re: propagazione nel vuoto

From: Valter Moretti <moretti_at_science.unitn.it>
Date: 1999/12/20

Jago (AiR) wrote:
>
> In realta' non e` esatto:
> quella specie di pappa che riempie il vuoto sono i campi che prevedono
> la possibilita` (in determinate condizioni) che si creino e si annichilino
> coppie di particella-antiparticella.
> Personalmente direi che e` improprio affermare che il vuoto e` popolato da
> coppie e+e-:
> quando si scrive per esempio il propagatore del fotone (che si propaga nel
> vuoto) si puo` scrivere diagrammaticamente come:
>
> ~~~ [~ sarebbe il fotone]
>
> oppure salendo di un ordine perturbativo
>
> ~()~ [() sarebbe il loop e+e-]
>
> e cosi` via.
>
> Tuttavia la coppia che si crea e` VIRTUALE (cioe` non misurabile) pertanto il
> fatto che la teoria ne preveda l'esistenza, o meglio che preveda che la
> coppia si crei e si annichili durante la propagazione del fotone non implica
> necessariamente che il vuoto sia popolato da coppie e+e-


Fai bene a dirlo: non bisogna prendere alla alla lettera i diagrammi
di Feynman: e' scorretto dire che la QFT prevede l"*esistenza* di
coppie virtuali che per principio sono non osservabili (perche' violano
praticamente tutte le leggi di conservazione e per questo si dicono
"virtuali"). E' molto difficile capire cosa significhi che *esistono*
cose che *per principio non si possono osservare*, a me sembra un po'
fuori dall'ambito della fisica anche se per i quarks succede qualcosa
di simile (ma quelle sono particelle che non violano principi di
conservazione!).

I diagrammi di Feynman sono diagrammi e basta, il loro significato e'
dato solo dalla somma di essi (e quasi sempre nemmeno da quella perche'
diverge spesso), dare significato fisico ad un singolo termine della
somma e' molto azzardato anche se la tentazione e' fortissima!


> Tanto e` vero che dal punto di vista diagrammatico non si ha un fotone che
> si propaga in coppie e+e- ma il processo prevede che:
> 1) il fotone si annichila (scompare) creando e+e-
> 2) e+e- si "propagano x un po' di strada" (non me ne vogliano i campisti!!)
> 3) e+e- si riannichilano e rigenerano il fotone
>

Ci sono pero' due fenomeni distinti, uno e' quello che dici tu: la
propagazione nel vuoto di un fotone unico e basta: in assenza di
elettroni-positroni REALI non succede niente qualunque cosa dicano i
diagrammi singolarmente sulla produzione di coppie virtuali
elettrone-positrone un fotone reale da solo e' stabile punto e basta
(non puo' nemmeno decadere in piu' fotoni senza violare le leggi di
conservazione perche' e' proibito dalla teoria quando vai a calcolare lo
"spazio delle fasi").

Altra cosa e' quando si ha piu' di un fotone reale iniziale (almeno
due!) e si parte dall'assenza di elettroni-positroni reali. In questo
caso si ha il fenomeno della "polarizzazione del vuoto": i fotoni
iniziali interagiscono tra di loro per diffusione tramite il campo di
Dirac che rimane comunque nello stao di vuoto!

All'ordine perturbativo diagrammatico piu' basso cio' accade "creando
coppie virtuali" e+ e- che alla fine si riannichilano producendo
nuovamente i fotoni iniziali REALI, ma con momenti ed energie diverse.
Le varie coppie e+ e- sono "virtuali" perche' NON soddisfano principi di
conservazione dell'energia o dell'impulso come si prova subito dalla
struttura del "vertice d'interazione", quindi non si puo' prendere
"alla lettera" questo "sottoprocesso" . Tuttavia la polarizzazione del
vuoto si osserva davvero e questo significa che il diagramma detto e'
solo uno di tanti altri la somma dei contributi dei quali descrive il
processo reale mediato dal vuoto elettronico!


Ciao, Valter Moretti
Received on Mon Dec 20 1999 - 00:00:00 CET