¿Hay un límite a qué tan lejos puede aparecer una partícula virtual de su partícula real?

Answer 1

Su idea de lo que significa “partícula virtual” parece estar equivocada. Una partícula virtual no es una partícula asociada con una partícula “real” particular. Creo que podrías estar confundiendo las partículas virtuales con el entrelazamiento cuántico.

Las partículas virtuales son solo herramientas matemáticas para cálculos de interacciones de partículas. Solo existen en el papel , no se pueden observar en la naturaleza.

Además, las partículas virtuales son exactamente las mismas partículas que las partículas de “materia normal”. Las partículas virtuales son simplemente partículas normales que agregamos artificialmente a las interacciones cuando usamos un método de cálculo llamado teoría de perturbación .

Finalmente, la energía de vacío también se calcula perturbativamente usando partículas virtuales. Así que incluso un universo vacío sin ninguna materia tiene partículas virtuales; de nuevo, como un concepto matemático, no como algo que realmente se puede observar.

Entonces, en resumen, la respuesta a tu pregunta es no . Las partículas virtuales aparecen donde queremos que aparezcan, independientemente de la distancia de la materia normal o incluso si existe alguna materia normal.

Expliqué esto con más detalle aquí: ¿Qué son las partículas virtuales en términos sencillos?

Answer 2

OK, ahora que entiendo mejor la pregunta, la respuesta corta es ‘no’. La respuesta larga es un poco más complicada.

Por un lado, algunas partículas virtuales están limitadas por las relaciones de incertidumbre, por lo que el tiempo que ‘existen’ está limitado por [math] \ Delta E \ Delta t \ gtrsim h [/ math] que básicamente significa que están permitidas existir mientras su vida sea más corta que el tiempo que le tomaría medir su energía (y, por lo tanto, identificarlos). Entonces se puede extrapolar fácilmente para determinar una distancia máxima.

Sin embargo, técnicamente cualquier mediador de fuerza (por ejemplo, fotones para E&M, gluones para el fuerte, bosones vectoriales para el débil y teóricamente gravitones para la gravedad) es virtual (o puede considerarse como tal en función de la forma en que se dibujan los diagramas de Feynman). Tomados en ese contexto, todos los fotones deben ser virtuales. Pero sabemos que son bastante reales ya que son la forma principal en que interactuamos con el mundo que nos rodea. Así que una forma de salir de este enigma es asumir que todos los fotones son inicialmente virtuales y solo se vuelven reales después de haber recorrido una distancia desconocida. Por supuesto, nadie sabe realmente cuál es esta distancia, ni siquiera qué significa cambiar de “virtual” a “real”.

Por lo tanto, es seguro decir que ‘virtual’ es simplemente un nombre que asignamos a las partículas que existen para duraciones demasiado cortas para que se realicen mediciones significativas. Pero, de hecho, todas las partículas son, en cierto sentido, “reales”. Cualquier partícula real aislada tiene un rango ilimitado; el rango solo está limitado por las circunstancias que rodean cualquier interacción en la que participe una partícula (por ejemplo, los quarks y los gluones están limitados por el confinamiento de quarks).