Virtuele deeltjes

[Diary of Dreams]

Vanaf jongs af aan ben ik al geïnteresseerd in kwantum mechanica, QED, en varianten. Alleen ben ik nog jong, onbezonnen en dommer dan ik denk en snap ik er dus een stuk minder van dan ik zou willen.

Mijn vraag gaat over virtuele deeltjes.
In het Feynman diagram botsen een elektron en positron, absorberen elkaar en stoten een 'virtueel foton' uit. Het 'virtuele foton' verandert daarna in een quark en anti-quark. Dat zegt de uitleg onder het plaatje in elk geval, en dat begrijp ik nog wel.

Toen ik verder ging lezen over virtuele fotonen en andere deeltjes raakte mijn hersens echter in de knoop.
Voor zover ik begrijp is een virtueel deeltje een kwantum deeltje wat voor een beperkte tijd bestaat, hoe hoger zijn energie hoe korter zijn levensduur. Wat ik niet begrijp en niet duidelijk ergens kan lezen is waar/hoe ze onstaan.

In het bovengenoemde voorbeeld ontstaat het virtuele foton uit de annihilatie van elektron en positron. Kan ik dan aannemen dat er een minimaal verschil in energie bestaat tussen het elektron en positron waaruit het virtuele foton ontstaat? Of is er tijdelijk geen behoud van energie?
Volgens kwamtum wetten is een perfect vacuum onmogelijk, oa door virtuele deeltes. Waaruit onstaan die virtuele deeltjes dan? Heeft het te maken met het Heisenberg's onzekerheids principe? Ontstaan virtuele deeltjes uit het mogelijkheids veld van een echt deeltje, of zijn het oorspronkelijk andere deeltjes die nu tijdelijk een virtueel deeltje zijn?

Links naar sites en tijdbladen zijn welkom, maar duidelijke uitleg/antwoorden zijn dat nog meer .
Vergeef me als ik dingen door elkaar haal of verkeerde termen gebruik.

Alvast bedankt!

Virtuele deeltjes bestaan, omdat dat kan.

[Diary of Dreams]

Of dat nou werkelijk boeiende informatie of niet, ik kan er niets mee - en dat weet jij ook.

Toch is het ongeveer hoe je het moet zien. Zolang de natuurwetten toestaan dat iets gebeurt, zal het gebeuren.

[Diary of Dreams]

Maar waarom juist als een positron en een elektron op elkaar botsen? Waarom maar een beperkte hoeveelheid energie schommelingen door virtuele deeltjes in een (gedeeltelijke) vacuum ruimte?
Waarom zijn er geen oneindige hoeveelheid virtuele deeltjes die de gehele ruimte-tijd innemen, gezien dat volgens 'de natuurwetten' kan?

Kazet Nagorra schreef:

Toch is het ongeveer hoe je het moet zien.

En hoe moet ik het precies zien?

[Dark_One]

Diary of Dreams schreef:

. Kan ik dan aannemen dat er een minimaal verschil in energie bestaat tussen het elektron en positron waaruit het virtuele foton ontstaat? Of is er tijdelijk geen behoud van energie?

De quantummechanica staat inderdaad toe dat er tijdelijk geen behoud van energie is. Dit is volgens mij ook het geval bij virtuele deeltjes.

Diary of Dreams schreef:

Volgens kwamtum wetten is een perfect vacuum onmogelijk, oa door virtuele deeltes.

Volgens mij refereer je hier naar de Diraczee. Deze is afgeleid door Dirac uit het combineren van quantummechanica met relativistische effecten. Hieruit kwam dat er ook deeltjes met een negatieve energie konden bestaan.
(voor een deeltje zonder impuls)
Echter als dit zo was zou een deeltje altijd energie kunnen verliezen om zo naar een lagere (uiteindelijk negatieve) energietoestand te gaan. Om dit te voorkomen bedacht Dirac dat alle negatieve energietoestanden al bezet zijn. Ook in een vacuum zou de ruimte dus vol moeten zitten met deeltjes met een negatieve energietoestand.
Door zo’n deeltje te exciteren naar een positieve energietoestand ontstaat er een gat (of positron). Hoewel dit puur theoretisch was afgeleid zijn positronen inmiddels waargenomen.

Diary of Dreams schreef:

Waaruit onstaan die virtuele deeltjes dan? Heeft het te maken met het Heisenberg's onzekerheids principe? Ontstaan virtuele deeltjes uit het mogelijkheids veld van een echt deeltje, of zijn het oorspronkelijk andere deeltjes die nu tijdelijk een virtueel deeltje zijn?

Een virtueel deeltje ontstaat niet dankzij het Heisenberg’s onzekerheidsprincipe. Het voldoet er echter wel aan. Het is quantummechanisch een echt deeltje en voldoet dus ook aan alle quantumwetten.

Het ontstaan van een virtueel deeltje is voor mij echter ook onduidelijk. Zo ver ik weet worden virtuele deeltjes echter ook in verband gebracht met de oerknal. Dit zou betekenen dat ze ook uit het niets kunnen ontstaan denk ik.

Ik hoop dat ik je toch iets meer duidelijkheid heb kunnen geven.