Gauge Symmetry and Invariant Features of Particles and Photons: Insights into Duality, Time's Arrow and Nonlocality
Symétrie de jauge et caractéristiques invariantes des particules et des photons : aperçu de la dualité, de la flèche du temps et de la non-localité
Résumé
Particles and photons appear to be total opposites; the former has rest mass which requires space to exist; the latter has kinetic energy which requires time to occur (oscillate). But they do share certain properties (e.g., quantization) that remain invariant when one is transformed (swapped) for the other. This gauge invariance is developed in some detail. The symmetry between particle and photon turns out to be one of inversion. It is the equalities of special relativity that support this inversion and the accompanying invariances: mass transformed to energy; space transformed to time. The great advantage of these symmetries (inversions) is that they provide guidance for an object little understood (the photon) based upon an object well understood (the particle). On this basis, progress can be made in the understanding of some long-standing issues: wave-particle duality, time's arrow, the constant speed of light and nonlocality.
Les particules et les photons semblent être des opposés totaux ; le premier a une masse au repos qui nécessite de l'espace pour exister; ce dernier a une énergie cinétique qui nécessite du temps pour se produire (osciller). Mais ils partagent certaines propriétés (par exemple, la quantification) qui restent invariantes lorsque l'une est transformée (permutée) par l'autre. Cette invariance de jauge est développée en détail. La symétrie entre particule et photon s'avère être une inversion. Ce sont les égalités de la relativité restreinte qui supportent cette inversion et les invariances qui l'accompagnent : masse transformée en énergie ; l'espace transformé en temps. Le grand avantage de ces symétries (inversions) est qu'elles guident un objet mal compris (le photon) à partir d'un objet bien compris (la particule). Sur cette base, des progrès peuvent être réalisés dans la compréhension de certains problèmes de longue date : la dualité onde-particule, la flèche du temps, la vitesse constante de la lumière et la non-localité.
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