Feynman-Diagramm Wellenoptik

dsap1912 · Anmeldungsdatum: 10.03.2019 Beiträge: 2

Ich hatte gestern meine Vorabiturklausur, in der u.a. Feynman-Diagramme ein Thema war. Dabei hatte ich die Aufgabe "Das folgende Feynman-Diagramm scheint ein Widerspruch zu sein / ist ein Widerspruch zu einer fundamentalen Aussage der Wellenoptik Erläutern Sie, um welchen Widerspruch es sich handelt und wieso." (So oder so ähnlich, ging auf jeden Fall um ein paradoxes Feynmandiagramm)

Folgendes Diagramm war gegeben (leider musste ich mit Paint rekonstruieren :D)

Kann jemand sagen, aus reinem Interesse (die Klausur ist ja eh gelaufen :D), um welchen Widerspruch es sich handelt und wieso?

TomS · Moderator Anmeldungsdatum: 20.03.2009 Beiträge: 21468

Nach der Wellenoptik und den klassischen Maxwellgleichungen ist die Elektrodynamik streng linear, d.h. Licht kann beliebig überlagert werden, Lichtstrahlen durchdringen sich gegenseitig ohne Wechselwirkung, Licht streut nicht an Licht.

Im vorliegenden Feynmandiagramm streuen die beiden Photonen jedoch aneinander, d.h. die QED ist nicht-linear.

Aufgrund der vier Vertizes handelt es sich jedoch ein Prozess vierter Ordnung, d.h. der Streuquerschnitt ist so klein, dass der Effekt in der Praxis nicht direkt (*) nachweisbar ist.

(*) man kennt jedoch inzwischen einen indirekten Nachweis

https://www.nature.com/nphys/journal/v13/n9/full/nphys4208.html
Evidence for light-by-light scattering in heavy-ion collisions with the ATLAS detector at the LHC
ATLAS Collaboration
Nature Physics 13, 852–858 (2017)
Received 09 February 2017
Accepted 15 June 2017 Published online 14 August 2017
Abstract
Light-by-light scattering (γγ right arrow γγ) is a quantum-mechanical process that is forbidden in the classical theory of electrodynamics. This reaction is accessible at the Large Hadron Collider thanks to the large electromagnetic field strengths generated by ultra-relativistic colliding lead ions. Using 480 μb−1 of lead–lead collision data recorded at a centre-of-mass energy per nucleon pair of 5.02 TeV by the ATLAS detector, here we report evidence for light-by-light scattering. A total of 13 candidate events were observed with an expected background of 2.6 ± 0.7 events. After background subtraction and analysis corrections, the fiducial cross-section of the process Pb + Pb (γγ) right arrow Pb(∗) + Pb(∗)γγ, for photon transverse energy ET > 3 GeV, photon absolute pseudorapidity |η| < 2.4, diphoton invariant mass greater than 6 GeV, diphoton transverse momentum lower than 2 GeV and diphoton acoplanarity below 0.01, is measured to be 70 ± 24 (stat.) ± 17 (syst.) nb, which is in agreement with the standard model predictions.

dsap1912 · Anmeldungsdatum: 10.03.2019 Beiträge: 2

Das war wohl die Aufgabe, wo man Transferwissen anwenden musste laut meinem Lehrer :D
Danke sehr, sehr interessant