Ein Infrarotpartikel ist ein elektrisch geladenes Teilchen und seine umgebende Wolke aus weichen Photonen - von denen es unendlich viele gibt, aufgrund der Infrarot-Divergenz der Quantenelektrodynamik. [1] Das heißt, es ist ein gekleidetes Teilchen statt eines nackten Teilchens. Immer wenn elektrische Ladungen beschleunigen, emittieren sie Bremsstrahlung-Strahlung, wodurch eine unendliche Anzahl der virtuellen weichen Photonen zu echten Partikeln wird. Es ist jedoch nur eine begrenzte Anzahl dieser Photonen nachweisbar, der Rest unterschreitet die Messschwelle. [2]
Die Form des elektrischen Feldes im Unendlichen, das durch die Geschwindigkeit einer Punktladung bestimmt wird, definiert Überselektionssektoren für den Hilbert des Partikels Platz. Dies ist anders als bei der üblichen Beschreibung des Fock-Raums, wo der Hilbert-Raum Teilchenzustände mit unterschiedlichen Geschwindigkeiten enthält. [3]
Aufgrund ihrer infrapartikelartigen Eigenschaften haben geladene Teilchen keine scharfe Deltafunktionsdichte von Zuständen wie ein gewöhnliches Teilchen, sondern die Dichte Zustände steigen wie eine umgekehrte Kraft an der Masse des Teilchens an. Diese Ansammlung von Zuständen, die in der Masse sehr nahe an m liegen, besteht aus dem Teilchen zusammen mit einer energiearmen Erregung des elektromagnetischen Feldes.
Noethers Theorem für Maßtransformationen [ edit
In der Elektrodynamik und der Quantenelektrodynamik sind neben der globalen U (1) -Symmetrie, die mit der elektrischen Ladung zusammenhängt, auch positionsabhängig gauge transformations. [4] Das Noethersche Theorem besagt, dass für jede infinitesimale Symmetrietransformation eine lokale (lokale in dem Sinne, dass der transformierte Wert eines Felds an einem bestimmten Punkt nur von der Feldkonfiguration in einer beliebig kleinen Umgebung dieses Punktes abhängt), Es gibt eine entsprechende konservierte Ladung namens Noether-Ladung, die das Raumintegral einer Noether-Dichte ist (unter der Annahme, dass das Integral konvergiert und ein Noether-Strom vorliegt, der die Kontinuitätsgleichung erfüllt). [5]
Wird dies auf das globale U angewendet (1) ) Symmetrie, das Ergebnis
- (
ist die konservierte Ladung, wobei ρ die Ladungsdichte von ist. Solange die Oberfläche integral ist
an der Grenze bei der räumlichen Unendlichkeit ist Null, was erfüllt ist, wenn die Stromdichte J ausreichend schnell abfällt Anzahl Q [6] [ Seite benötigt ist konserviert. Dies ist nichts anderes als die bekannte elektrische Ladung. [7][8]
Aber was ist, wenn es eine positionsabhängige (aber nicht zeitabhängige) infinitesimale Maßtransformation gibt wobei α eine Funktion der Position ist?
Die Noether-Ladung ist jetzt
wobei ist das elektrische Feld . [3]
.
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