العبور (الفيزياء)

في نظرية الحقل الكمومي ، وهي فرع من الفيزياء النظرية ، فإن التقاطع هو خاصية لسعات التشتت تسمح بتفسير الجسيمات المضادة على أنها جسيمات تتحرك للخلف في الزمن.

ينص كروسينغ على أن الصيغة نفسها التي تحدد عناصر مصفوفة S وسعات التشتت للجسيم${\displaystyle \mathrm {A} }$لتوزيعها مع${\displaystyle \mathrm {X} }$وإنتاج الجسيمات${\displaystyle \mathrm {B} }$و${\displaystyle \mathrm {Y} }$سيعطي أيضًا سعة التشتت لـ${\displaystyle \mathrm {A} +{\bar {\mathrm {B} }}+\mathrm {X} }$للدخول${\displaystyle \mathrm {Y} }$أو لـ${\displaystyle {\bar {\mathrm {B} }}}$لتوزيعها مع${\displaystyle \mathrm {X} }$لإنتاج${\displaystyle \mathrm {Y} +{\bar {\mathrm {A} }}}$الفرق الوحيد هو أن قيمة الطاقة سالبة بالنسبة للجسيم المضاد.

الطريقة الرسمية للتعبير عن هذه الخاصية هي أن سعات تشتت الجسيمات المضادة هي امتداد تحليلي لسعات تشتت الجسيمات إلى طاقات سالبة. ويُفسَّر هذا القول بأن الجسيم المضاد هو، بكل المقاييس، جسيم يتحرك عكس الزمن.

قدم موراي جيل مان ومارفن ليونارد جولدبيرجر تناظر التقاطع في عام 1954. ^{[ 1 ]} كان التقاطع ضمنيًا بالفعل في عمل ريتشارد فاينمان ، لكنه أصبح خاصًا به في الخمسينيات والستينيات كجزء من برنامج المصفوفة S التحليلية .

لنفترض سعة${\displaystyle {\mathcal {M}}(\phi (p)+...\ \rightarrow ...)}$نركز اهتمامنا على أحد الجسيمات الواردة ذات الزخم p. المجال الكمومي${\displaystyle \phi (p)}$يُسمح للجسيم، المقابل للجسيم، بأن يكون إما بوزونيًا أو فرميونيًا. تنص تناظرية التقاطع على أنه يمكننا ربط سعة هذه العملية بسعة عملية مماثلة مع جسيم مضاد خارج.${\displaystyle {\bar {\phi }}(-p)}$استبدال الجسيم الوارد${\displaystyle \phi (p)}$:${\displaystyle {\mathcal {M}}(\phi (p)+...\rightarrow ...)={\mathcal {M}}(...\rightarrow ...+{\bar {\phi }}(-p))}$.

في حالة البوزونات، يمكن فهم فكرة تناظر العبور بشكل بديهي باستخدام مخططات فاينمان . لنفترض أي عملية تتضمن جسيمًا واردًا بزخم p. لكي يُسهم هذا الجسيم إسهامًا قابلًا للقياس في السعة، يجب أن يتفاعل مع عدد من الجسيمات المختلفة ذات الزخم p.${\displaystyle q_{1},q_{2},...,q_{n}}$عبر رأس. ينص قانون حفظ الزخم على${\displaystyle \sum _{k=1}^{n}q_{k}=p}$في حالة الجسيم الخارج، يُكتب قانون حفظ الزخم على النحو التالي:${\displaystyle \sum _{k=1}^{n}q_{k}=-p}$وبالتالي، فإن استبدال بوزون وارد ببوزون مضاد صادر ذي زخم معاكس ينتج عنه نفس عنصر مصفوفة S.

في حالة الفرميونات، يمكن تطبيق نفس الحجة ولكن الآن يجب أخذ اتفاقية الطور النسبي للسبينورات الخارجية في الاعتبار.

على سبيل المثال، يرتبط فناء الإلكترون مع البوزيترون إلى فوتونين بتشتت مرن للإلكترون مع فوتون ( تشتت كومبتون ) عن طريق تقاطع التناظر. تسمح هذه العلاقة بحساب سعة التشتت لإحدى العمليتين من سعة العملية الأخرى عند استبدال القيم السالبة لطاقة بعض الجسيمات.

يرتبط تشتت بهابها (تشتت الإلكترون-بوزيترون) وتشتت مولر (تشتت الإلكترون-الإلكترون) أيضًا من خلال التناظر المتقاطع.

• تفسير فاينمان-ستوكلبرغ
• مخطط فاينمان
• نظرية ريجي
• ميزان تفصيلي

• بيسكين، م.؛ شرودر، د . (1995). مقدمة في نظرية الحقل الكمومي . دار ويستفيو للنشر. ص 155. ISBN  0-201-50397-2.
• غريفيث، ديفيد (1987). مقدمة في الجسيمات الأولية (  الطبعة الأولى). جون وايلي وأولاده. ص  21. ISBN 0-471-60386-4.