Univers d'un únic electró

Ilustració de l'hipòtesis de l'univers d'un electró: un sol electró es percep en un instant donat (representat per una superfície blanca) com quatre electrons (i-) i tres positrones (i+) perque a voltes es mou del passat al futur (llínea taronja) i a voltes del futur al passat (llínea violeta).

L'hipòtesis del univers d'un únic electró postula que tots els electrons i positrones són, en realitat, manifestacions d'una mateixa entitat. Esta es propagaria a través del temps i l'espai de tal manera que aparentaria estar en múltiples posicions simultàneament.

Esta hipòtesis va ser proposta per John Wheeler, director de la tesis doctoral de Richard Feynman. En la primavera de 1940, Wheeler va cridar telefònicament a Feynman afirmant haver trobat una explicació elegant de la indistinguibilidad mecànic-quàntica dels electrons. Segons Feynman:

Un dia, el Professor Wheeler em va cridar a l'institut doctoral de Princeton i em va dir: "Feynman, ya sé per qué tots els electrons tenen la mateixa càrrega i la mateixa massa". "¿Per qué?". "¡Perque són tots el mateix electró!"

Posteriorment, esta idea va ser popularisada gràcies al seu discurs d'acceptació del Premi Nobel de Física de 1965.

Visió general

L'idea està basada en les llínees d'univers traçades en l'espai-temps per cada electró. En lloc d'una sinfín de tals llínees, Wheeler va sugerir que podrien ser parts d'una sola llínea, com un enorme nuc nugat, traçat per un sol electró. Cada instant en el temps estaria donat per un tall a través de l'espai-temps, que es creuaria en la llínea nugada en numeroses voltes. Cada u d'estos de punts de trobada representaria un electró real en eixe moment.

En eixos punts, la mitat de les llínees estarien dirigides cap a avant en el temps, mentres que l'atra mitat hauria donat un regrés i es dirigiria cap a arrere. Wheeler va sugerir que estes seccions inverses serien l'antipartícula de l'electró, el positrón.

Molts més electrons han segut observats que positrones, per lo que es creu que els electrons fàcilment els superen en número. Segons Feynman, li va plantejar este problema a Wheeler, qui va especular que els positrones faltantes podrien estar amagats dins dels protones.

A Feynman li va sorprendre l'observació de Wheeler de que les antipartículas podrien ser representades com a llínees de l'univers invertides, i li atribuïx açò a Wheeler, dient en el seu discurs del Nobel:

No vaig prendre tan en sério l'idea [de Wheeler] de que tots els electrons anaren el mateix com vaig prendre l'observació de que els positrones podrien simplement representar-se com a electrons que van del futur al passat en una secció posterior de les seues llínees d'univers. ¡Això ho vaig furtar!

Més tart, Feynman va propondre esta interpretació del positrón com un electró que retrocedix en el temps en el seu artícul de 1949, "La teoria dels positrones". Yoichiro Nambu va estendre l'aplicació d'esta a la creació i aniquilació partícula-antipartícula, afirmant que "l'eventual creació i aniquilació de parells partícula-antipartícula que poden ocórrer de tant en tant no és creació o aniquilació, sino només un canvi de direcció de partícules en moviment, del passat al futur, o del futur al passat."