Как фотоны переносят электромагнитное взаимодействие?

Question

То есть говорят: "протон и электрон в ядре обмениваются фотонами". И как это заставляет их не разлетаться? Почему невозможен обмен на дальних расстояниях?

Answer 1

Во-первых, электронов в ядре нет. Протон и электрон - это атом, а не ядро. Во-вторых, в правильной фразе всё-таки используются слов "виртуальные фотоны". В-третьих, сама фраза пришла из квантовой релятивистской теории поля с весьма своеобразным математическим аппаратом. Которую даже в ВУЗах изучают далеко не все, это спец-курс, в рамки общего ВУЗовского курса физики эта теория не попала. Так что если тебя не мучают уравнениями Дайсона и диаграммами Фейнмана - не забивай себе голову обменом фотонами. Этими словами представляют слагаемые в весьма своеобразных уравнениях.

А по простому - надо помнить, что фотоны - это и есть электромагнитное поле. В электростатике удобне использовать отдельно вектор напряжённости электрического поля. Но электростатика - это приближение. Полное и правильное решение должно учитывать и то, как появился заряд, как появилось вокруг него электрическое поле. и вот при таком описании удобне использовать фотоны. Это те же электрические поля, правда с примесью магнитных, но да куда от них денешься.

Answer 2

Любая электрически заряженная частица постоянно излучает виртуальные фотоны и поглощает их обратно. Но если на пути виртуального фотона встретится другая заряженная частица, то она может этот фотон перехватить. В результате несомые фотоном энергия импульс и спин от одной заряженной частицы перейдет к другой. Это и есть взаимодействие.