Про временнЫе петли

[Windzorro]

Имеются ввиду петли мировых линий в четырехмерном пространстве-времени, поэтому ударение ставим на букве "ы".
Существуют ли временные петли в действительности - вопрос обсуждаемый, но рассмотрим, как такая временная петля будет наблюдаться в трехмерном пространстве (которое является сечением четырехмерного континуума).
Вот графическая схема.

Пусть у нас есть некоторая мировая линия, которую в момент t1 мы наблюдаем как частицу; обозначим эту частицу номером 1.
В момент t2, соответствующий краю временной петли, в трехмерном пространстве мы увидим странное явление: из ниоткуда вдруг возникают два объекта: один из них - это частица, как близец похожая на частицу 1. Обозначим ее номером "3". А другой, под номером "2" - это очень странный объект, движущийся в противоположном времени (?!).
В момент t3 все они существуют параллельно. А дальше мы видим, как частица "1" неудержимо приближается к "2", и, соприкоснувшись, они исчезают. Остается только частица "3" которая продолжает существовать в момент t5 и далее.
Определенный интерес здесь представляет частица под номером "2", движущаяся в противоположном времени. Это кажется абсурдным и невозможным, однако вспомним, что в интерпретации Фейнмана, частица движущаяся в противоположном времени - это античастица.
Таким образом оказывается, что в момент t2 мы наблюдаем рождение пары частица-античастица, как бы "из ничего", из вакуума, которая, как и ожидается, в итоге аннигилирует в момент t4.

Возникает любопытное предположение: не являются ли известные квантовые флуктуации вакуума на самом деле микроскопическими временными петлями мировых линий элементарных частиц?

[Dmitriy40]

Windzorro в сообщении #1732805 писал(а):

Возникает любопытное предположение: не являются ли известные квантовые флуктуации вакуума на самом деле микроскопическими временными петлями мировых линий элементарных частиц?

Будут ли наблюдаться частицы 2 и 3 в отсутствии частицы 1? Судя по рисунку - не должны. А квантовые флуктуации - есть и в отсутствии частиц. Т.е. - нет, не являются.
Это уже не говоря о том что смешиваются два кардинально разных понятия, из классической физики и квантовой, т.е. словесная конструкция вероятно вообще не имеет физического смысла, примерно как "тёплое" обосновывать "мягким".

[sergey zhukov]

Dmitriy40 в сообщении #1732819 писал(а):

Будут ли наблюдаться частицы 2 и 3 в отсутствии частицы 1?

Частица 1 не обязательна. Можно представить, что существует просто кольцевая мировая. Пара частиц возникла из ниоткуда и снова слилась в никуда.

-- добавлено через 5 минут --

Windzorro в сообщении #1732805 писал(а):

не являются ли известные квантовые флуктуации вакуума на самом деле микроскопическими временными петлями мировых линий элементарных частиц?

Тут еще и "бесплатное объяснение" квантовой случайности: такие замкнутые времениподобные кольца могут не иметь никаких причин: случайные частицы возникают случайно на наш взгляд. Мне эта идея тоже нравится. Правда, это так, красивые картинки только.

[Dmitriy40]

sergey zhukov в сообщении #1732821 писал(а):

Частица 1 не обязательна. Можно представить, что существует просто кольцевая мировая. Пара частиц возникла из ниоткуда и снова слилась в никуда.

Обязательна: высказано предположение что такие мировые линии являются петлями мировых линий реальных частиц. Иначе это ничем не будет отличаться от виртуальных частиц в уже известной квантовой теории (КТП если правильно понимаю).
Т.е. надо или непонятным образом делить виртуальные частицы на два класса - "обычные" из квантовой теории и новые, которые лишь петли реальных частиц - или получим (как Вы и предлагаете) лишь огрублённую переформулировку давно известной квантовой теории поля.

-- добавлено через 12 минут --

На самом деле всё даже проще: показанная петля вообще непохожа на виртуальные частицы - непонятно с какой радости виртуальная частица 3 идентична частице 1, ведь пары частиц рождаются с произвольными параметрами, а тут все, подчёркиваю, все квантовые числа (параметры) должны быть идентичны. Вероятность рождения такой пары исчезающе мала. Т.е. взаимодействие реальной частицы с виртуальной парой такой диаграммой описываться не может (за исключением единственного исчезающе маловероятного случая).
И я уж не говорю про взаимодействие нескольких реальных частиц, что с виртуальными частицами описывается понятным образом, а с этой идеей не описывается никак (ведёт к логическим парадоксам).
Плюс эффект Казимира против данной идеи - в нём критично что виртуальные волны/частицы рождаются произвольных частот, а не одной фиксированной (либо сильно ограниченного диапазона), как было бы если виртуальная пара это лишь след реальной частицы.

[sergey zhukov]

Dmitriy40 в сообщении #1732826 писал(а):

Иначе это ничем не будет отличаться от виртуальных частиц

Про них и речь, по моему.

[epros]

Я бы не называл это "временными петлями", потому что не везде мировая линия времени-подобна. Если это - пространство Минковского, то нарисована нормальная мировая линия виртуальной частицы, которая, как известно, не обязана всегда лежать внутри светового конуса. Когда рассчитываем взаимодействие с использованием диаграмм Фейнмана, по всем таким траекториям интегрируем.

[SergeyGubanov]

Windzorro, это у вас всё в плоском пространстве?

Попробуйте отыскать "хронопотенциал" $W_{\mu}$ который вот так вот хитро (как на вашем рисунке) изогнёт мировую линию "хронозаряженной" частицы.

Действие:

$$ S = - \int \left( m \sqrt{ \left( \frac{d t}{d \tau} \right)^2 - \left( \frac{d x}{d \tau} \right)^2 } + W_{t} \frac{d t}{d \tau} + W_{x} \frac{d x}{d \tau} \right) d \tau $$

$$ W_{\mu} = ... ? ... $$

Если вдруг не получится найти такой хронопотенциал $W_{\mu}$, то что надо подкрутить в действии чтобы получилось?



На всякий случай, вот чуть более сложный вариант действия который Вы можете попробовать:

SergeyGubanov в сообщении #1704497 писал(а):

$$ D_{\tau} \bar{Q}^{a} = \frac{d \bar{Q}^{a}}{d \tau} + \omega^{a}_{b \mu} \frac{d x^{\mu}}{d \tau} \bar{Q}^{b}, $$

$$ D_{\tau} {Q}_{b} = \frac{d {Q}_{b}}{d \tau} - \omega^{a}_{b \mu} \frac{d x^{\mu}}{d \tau} {Q}_{a}, $$

$$ \left( D_{\tau} \bar{Q}^{a} \right) {Q}_{a} - \bar{Q}^{a} \left( D_{\tau} {Q}_{a} \right) = \frac{ d \bar{Q}^{a} }{d \tau} {Q}_{a} - \bar{Q}^{a} \frac{ d Q_{a} }{ d \tau} + 2 \bar{Q}^{b} {Q}_{a} \omega^{a}_{b \mu} \frac{d x^{\mu}}{d \tau}, $$

$$ S = - \int \left( m \sqrt{ g_{\mu \nu} \frac{d x^{\mu}}{d \tau} \frac{d x^{\nu}}{d \tau}} + \frac{1}{2} \left( \left( D_{\tau} \bar{Q}^{a} \right) {Q}_{a} - \bar{Q}^{a} \left( D_{\tau} {Q}_{a} \right) \right) \right) d \tau. $$

[Windzorro]

Dmitriy40 в сообщении #1732819 писал(а):

Будут ли наблюдаться частицы 2 и 3 в отсутствии частицы 1? Судя по рисунку - не должны. А квантовые флуктуации - есть и в отсутствии частиц.

А кто, и, главное, каким способом наблюдал квантовые флуктуации вакуума в отсутствии частиц?

[Dmitriy40]

Windzorro в сообщении #1733411 писал(а):

А кто, и, главное, каким способом наблюдал квантовые флуктуации вакуума в отсутствии частиц?

Эффект Казимира: частиц (в пространстве вне пластин) нет, а флуктуации есть.

[Windzorro]

Эффект Казимира, если я ничего не путаю, объясняется действием виртуальных фотонов.
Фотон не имеет отдельной античастицы и не может образовывать временных петель, поэтому не в рамках рассматриваемого вопроса.

На самом деле предположение можно было бы проверить по другим признакам.

1. В случае петли, порожденная античастица аннигилирует только с первоначальной частицей ("1") и никогда - с частицей той же порожденной пары ("3").
А произвольно порожденная флуктуационная пара могла бы аннигилировать между собой.
Но экспериментально это различие будет трудно уловить.

2. Заметим, что петля порождает пару исключительно только того же самого типа, что и исходная частица. То есть: электрон порождает электрон-позитронную пару, нейтрон - нейтрон-антинейтронную, протон - аналогично протон-антипротон, и т. д. Так как это по существу всегда одна и та же частица и есть.
Отсюда вывод: если обсуждаемое предположение верно, то в эксперименте электрон будет подвержен влиянию электрон-позитронных флуктуаций преимущественно перед другими флуктуациями (возможно вызываемыми находящимися вблизи другими частицами или ядрами). Протон будет обнаруживать влияние протон-антипротонных пар, - и так далее.

[Dmitriy40]

Windzorro в сообщении #1733414 писал(а):

Эффект Казимира, если я ничего не путаю, объясняется действием виртуальных фотонов.
Фотон не имеет отдельной античастицы и не может образовывать временных петель, поэтому не в рамках рассматриваемого вопроса.

Не только фотонов, но их вклад на много порядков больше, потому только они и обнаруживаются/учитываются.
Античастицой фотона можно считать такой же фотон и соответственно тоже может образовывать временные петли по вашему. Иначе снова приходим к нескольким разным классам частиц - что могут образовывать временные петли и не имеют отдельных античастиц, и что не могут и имеют античастицу. Хотя виртуальные частицы бывают всех видов и сортов, без разделения на такие классы.
Т.е. ваше предложение выглядит излишней сущностью, наворачиванием лишних сложностей в том месте где и так всё работает - получается вы не отказываетесь от всех античастиц, а лишь от некоторых, остальные же оставляя как есть в существующей теории, которая хорошо описывает и те, от которых вы отказываетесь и вводите новые правила их "жизни".

Windzorro в сообщении #1733414 писал(а):

Отсюда вывод: если обсуждаемое предположение верно, то в эксперименте электрон будет подвержен влиянию электрон-позитронных флуктуаций преимущественно перед другими флуктуациями (возможно вызываемыми находящимися вблизи другими частицами или ядрами). Протон будет обнаруживать влияние протон-антипротонных пар, - и так далее.

Если я правильно понял, то большинство экспериментов на ускорителях это опровергает, там возникают самые разные (анти)частицы, а не только те что были в исходных пучках. Т.е. столкновение (и вообще взаимодействие) электрона и протона по вашему должно происходить иначе чем в реальности, ведь они не смогут обменяться виртуальными частицами и через них подействовать друг на друга.

[SergeyGubanov]

Windzorro в сообщении #1733414 писал(а):

Фотон не имеет отдельной античастицы и не может образовывать временных петель, поэтому не в рамках рассматриваемого вопроса.

Рассмешили. Фотон не может. Это не фотон не может, а ни что не может. Ни что не может образовывать временных петель. Вы в курсе, что на Вашем рисунке мировая линия пересекает световой конус? Вы должны написать формулу объясняющую как такое возможно. Как нужно модифицировать указанную выше формулу для действия пробной частицы, чтобы у уравнений движения появилось частное решение протыкающее световой конус так как нарисовано на Вашем рисунке.