Photonenzerfall verboten in QED

TomS · Moderator Anmeldungsdatum: 20.03.2009 Beiträge: 18201

Es geht um den hypothetischen Zerfall

mit einem unbekannten Teilchen-Antiteilchen-Paar (X).

Man kann sich leicht überlegen, dass dieser Zerfall verboten ist, da Energie- und Impulserhaltung nicht gleichzeitig gelten können, es sei denn: m(X) = 0 und p(X) parallel zum ursprüngliche Photonimpuls.

D.h. es bleibt die Möglichkeit, dass ein Photon in zwei Photonen zerfällt, die sich (mit jeweils halber Frequenz, Energie und Impuls) exakt in Vorwärtsrichtung bewegen.

Diesen Zerfall beobachtet man in der Natur nicht, d.h. das u.g. Feynmandiagramm muss in der QED exakt Null sein. Wie sieht man ein, dass da so ist? Antisymmetrie des dp-Integranden im Fermion-Loop und daher Null?

adaddsa · Gast

Vielleicht wäre für dich interessant:
"General properties of the decay amplitudes for massless particles
G. Fiore, G. Modanese"

_Reggid · Gast

darf ich nochmal nachfragen, warum du weißt, dass dieser prozess nicht möglich ist? schließlich ist die photon-photon-streuung (also mit vier externen photonen) über einen fermion-loop ja auch möglich, wenn auch natürlich stark unterdrückt. dieses diagramm könnte ich ja auch für ein einlaufendes und drei auslaufende photonen verwenden, was ja für masselose teilchen mit enerige- und impulserhaltung vereinbar ist. woher kann man unterscheiden, dass der prozess

nicht erlaubt, der prozess

schon erlaubt ist? ich habe außerdem immer gelernt, dass die photonenzahl sowieso nicht erhalten ist, bzw. nicht genau defniert ist.

wenn du aber meinst, dass dieses diagramm mit drei photonen sicher 0 sein muss, dann wäre mir zuerst noch paritätserhaltung in der QED als argument eingefallen, aber eigentlich sollte das bei dem prozess auch kein problem machen, oder? photon hat parität (-1), d.h. mit einem relativen drehimpuls von 1 für die auslaufenden teilchen sollte das mit parität und auch drehimpulserhaltung (spin der auslaufenden photonen anitparallel) in ordnung gehen.[/latex]

_Reggid · Gast

kurze google suche hat allgemein "Furry's theorem" ergeben. in diesem speziellen fall sind es eigentlich zwei diagramme (ausgehende photon linien "kreuzen" wegen ununterscheidbarkeit), die sich canceln.

adaddsa · Gast

TomS · Moderator Anmeldungsdatum: 20.03.2009 Beiträge: 18201