Memo66 光子からの粒子生成・消滅（光子の自己エネルギー）

光子の自己エネルギー・項は

でした。これから読み取れるFeynman図は

となります。
※ループに関する規則を使っています。

先日と同様でFeynman規則で直ぐに結果が描きだせます。係数は

で、そのほか諸々の因子を並べてやって、

内線の積分を行うと次式を得ます。

このFeynman図も先日と同様な理由からqに関する積分が無限大に発散してしまう。

Feynman図から光子が仮想電子と仮想反電子を対生成して仮想電子と仮想反電子が衝突して対消滅して再び光子に戻っている事が分かります。

当然ですが、運動量保存のデルタ関数因子が示している通り反応の前後でエネルギーの過不足分は生じていないのでこの様な粒子の生成・消滅過程で一時的に現れるエネルギーは何処にも残る事は無い。なのでエネルギー保存を破っている。なんて事は無いわけですね。
※仮想的な粒子は質量殻に乗っていない

※このような仮想的な粒子の対生成に関して一時的にエネルギー保存を破っている現象として説明される場合もありますがこれはやはり間違いでしょう。仮に仮想的な粒子の対生成なので一時的にエネルギー保存を破っていると言っても仮想的で決して観測される事は無い訳で、そんな仮想的なエネルギー等どうすることも出来ないですね。

真空に光子が飛び交っている間にもこうして仮想的な粒子の対生成と対消滅が絶えず起きていると言う事を示している。