Sketch the lowest-order Feynman diagram representing Delbruck scattering: . (This process, the scattering of light by light, has no analog in classical electrodynamics.)

Passo 1

Vamos resumir o que a questão está pedindo e identificar o conteúdo que vamos usar. A questão solicita que desenhemos o diagrama de Feynman de ordem mais baixa para o espalhamento de Delbruck, que é o processo onde dois fótons interagem e se transformam em outros dois fótons ( ). Isso envolve conceitos da teoria quântica de campos e das interações entre partículas, especificamente a interação de fótons que não ocorre na eletrodinâmica clássica.

Passo 2

Primeiro, precisamos entender que na teoria quântica de campos, os fótons não interagem diretamente entre si como partículas carregadas. Para que dois fótons interajam, eles precisam trocar partículas intermediárias. No caso do espalhamento de Delbruck, essa interação é mediada por um par virtual de elétron e pósitron.

Passo 3

O diagrama de Feynman de ordem mais baixa para esse processo envolverá um loop formado pelo elétron e pelo pósitron. Vamos detalhar isso:
  • Dois fótons entram no diagrama.
  • Cada fóton se conecta a um vértice onde criamos virtualmente um elétron e um pósitron.
  • O elétron e o pósitron circulam em um loop, interagindo entre si.
  • Finalmente, eles se recombinam e emitem dois fótons de saída.

Passo 4

Visualizando isso, o diagrama fica assim:
  • Imagine um laço fechado representando a trajetória do elétron e do pósitron.
  • Dois ramos desse laço estão conectados aos fótons de entrada.
  • Os outros dois ramos estão conectados aos fótons de saída.

Resposta

O diagrama de Feynman de ordem mais baixa para o espalhamento de Delbruck ( ) consiste em um loop formado por um elétron e um pósitron, onde os dois fótons de entrada se conectam a dois vértices no loop e os dois fótons de saída se conectam aos outros dois vértices do mesmo loop.

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O valor de para uma reação em fase gasosa dobra quando a temperatura é aumentada de 300 para 400 K em uma pressão fixa. Considerando que os gases na mistura são ideais, estime o valor de para essa reação.
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