(5 оценок, среднее: 4,80 из 5)
Загрузка...
Учебная работа. Реферат: Физический вакуум
Современная теория поля держится материалистических взглядов на природу физического вакуума, рассматривая его как невозбужденное состояние полевой материи, что дозволяет с единой точки зрения представить природу разных полевых действий. Физический вакуум, представляя полевую форму материи, может оказывать давление на вещественную материю, что наблюдается экспериментально в эффекте Казимира. Таковым образом, то, что физический вакуум представляет одну из форм материи — это экспериментальный факт.
«Весьма важную роль играет состояние поля с меньшей энергией, которое именуется вакуумом.»
Физическая энциклопедия. ФИЗИКА.
Т.е. физический вакуум — это полевой вид материи, находящейся в невозбужденном состоянии. «Вакуумное состояние поля» вернее именовать «скалярным состоянием поля», потому что нет зависимости от поворота системы координат, в отличие от электронных, магнитных и гравитационных потоков индукции, которые представляют векторные состояния поля.
«Слово «скаляр» значит, что эти поля не чувствительны к направлению в пространстве, в отличие от электронных, магнитных и остальных полей Обычной Модели. Это открывает возможность таковым полям заполнять все место, не противореча одному из более доказанных принципов физики, согласно которому все пространственные направления идиентично неплохи.»
Стивен Вайнберг. (Нобелевская премия по физике за 1979 год)
«… Дирак представил, что состоянием с малой энергией (вакуумным состоянием) является состояние, в каком все уровни с отрицательной энергией заполнены.»
Физическая энциклопедия. ДИРАКА УРАВНЕНИЕ.
Т.е. энергия вакуумного состояния поля условно принята за малый нулевой уровень энергии, потому что могут быть уровни как с положительной, так и с отрицательной энергией относительно нулевого состояния. Таковым образом, нулевое к примеру, нулевая линия на шкале Цельсия.
«… к представлению о вакууме как о особенном типе вещественной среды.»
Физическая энциклопедия. ДЫРОК ТЕОРИЯ ДИРАКА.
«… физическом вакууме как специфичном виде материи.»
Физическая энциклопедия. состояние) владеет некими качествами обыкновенной вещественной среды.»
Физическая энциклопедия. ЭФИР.
Среда не быть может немножко вещественной, она или вещественна, или нет. Если вакуум владеет хотя бы одним физическим свойством, то он уже является вещественной средой, представляя физический вакуум.
«… вакуум является всепригодной средой, в какой возбуждается электромагнитное поле.»
Общий курс физики. Электричество. Д.В.Сивухин. 1996. Т.3. Ч.1. С.11.
«Но позднее выяснилось, что пустота — «прошлый эфир» — носитель не только лишь электромагнитных волн; в ней происходят непрерывные колебания электромагнитного поля («нулевые колебания»), появляются и исчезают электроны и позитроны, протоны и антипротоны и совершенно все простые частички. Если сталкиваются, скажем, два протона, эти мерцающие («виртуальные») частички могут сделаться настоящими — из «пустоты» рождается сноп частиц. Пустота оказалась весьма сложным физическим объектом. По существу, физики возвратились к понятию «эфир», но уже без противоречий. Старенькое понятие не было взято из архива — оно появилось поновой в процессе развития науки. Новейший эфир именуют «вакуумом» либо «физической пустотой».»
Академик А.Мигдал.
«Нулевые колебания — флуктуации квантовой системы (обычно квантового поля) в главном (вакуумном) состоянии. … Это принципиально при учете гравитации, универсально взаимодействующей с хоть какой формой энергии, в том числе и с вакуумной, … эффект Казимира делает нулевые колебания наблюдаемыми.»
Физическая энциклопедия. НУЛЕВЫЕ КОЛЕБАНИЯ.
Таковым образом, в природе не существует пустоты, а физический вакуум представляет вещественную полевую среду, где даже в главном вакуумном состоянии наблюдаются нулевые колебания (флуктуации) поля. Все виды материи имеют флуктуации, потому что на любом уровне, как микро, так и макро, не существует материи без движения.
«Таковой вакуум недозволено разглядывать как просто пустое пространство. Физический вакуум является особенным состоянием поля с необходимыми физическими качествами, которые появляются в настоящих действиях.»
Энциклопедия простой физики. ВАКУУМ.
Таковым образом, в физике сложился дуализм — с одной стороны, для неких теорий нет необходимости в физическом вакууме, с иной стороны, экспериментально установлено и на сей день уже общепризнано, что вакуум не является пустотой, представляя вещественную среду, владеющую физическими качествами.
С современной точки зрения вакуум владеет качествами вещественной среды, являясь состоянием поля с меньшей энергией. Согласно квантовым представлениям, в вакууме могут создаваться состояния (возмущения) с положительными либо отрицательными уровнями энергии относительно нулевого состояния. Вещественный физический вакуум является всепригодной средой, которая «прозрачна» для всех электромагнитных волн (поперечных, продольных, стоячих), т.е. и для частиц вещества — возбужденных состояний поля. Согласно электродинамике, электронное смещение — это относительное смещение положительных и отрицательных электронных зарядов в электрически нейтральной среде Кл/м2
. В вакууме, как в диэлектрике, аналогично токам поляризации может течь ток смещения — возникать электронное смещение, т.е. вакуум владеет таковым физическим свойством, как диэлектрическая проницаемость (в диэлектриках могут распространяться поперечные волны поляризационного смещения, при всем этом не имеет значения состояние диэлектрика — жесткое, жидкое либо газообразное). Потому что могут распространяться поперечные возмущения (волны), кванты поля, совершая колебания как гармонические осцилляторы (отклоняясь от положения равновесия), находятся в связанном состоянии, т.е. кванты поля, представляя простые электронные заряды, при возмущениях поля смещаются (ток смещения) зависимо от ориентации возмущений в продольном либо поперечном направлении. Хотя на сей день известны почти все характеристики квантового поля и можно условно представить его строение, вопросец о его физической природе остается открытым. В первом приближении квантовое поле можно представить как место, заполненное квантами заряда, т.е. все уровни физического вакуума заполнены квантами 1-го знака (теория дырок Дирака). Такое полевое место из зарядов 1-го знака можно разглядывать как упругую полевую среду, потому что заряды находятся в связанном меж собой состоянии, т.е. смещение кванта заряда приводит к смещению окружающих его зарядов, представляя отклонение от положения равновесия, которое как возмущение поля может распространяться в полевом пространстве. Кванты заряда постоянно движутся (нет материи без движения), т.е. с квантами соединено также магнитное поле (поток). Таковым образом, квант поля представляет как электронный, так и магнитный квант — электромагнитный осциллятор. к примеру, Максвелл в разработанной им теории электромагнитного поля ассоциировал электродинамический вакуум с жидкостью, условно представляя его состоящим из «молекулярных» (дискретных) связанных электронных зарядов (в то время еще не было определений «кванты», «осцилляторы поля», а «молекулярность» означала «дискретность»), которые могут сдвигаться от положения равновесия, создавая ток смещения (вихревое электронное поле). Токи при всем этом постоянно замкнуты, потому что заряды находятся в связанном состоянии. Такового представления было довольно, чтоб предсказать электромагнитные волны. В предстоящем, опосля того, как было установлено, что все электронные заряды (токи) дискретны, соответственно, и характеристики электромагнитных волн также стали дискретными из-за дискретности токов смещения связанных электронных зарядов, которые при распространении волн совершают колебания как гармонические осцилляторы. Дискретность электромагнитных волн найдена экспериментально, что подтверждает корректность теории электромагнитного поля Максвелла о «молекулярной» (корпускулярной) природе электродинамического вакуума, т.е. о квантовой (дискретной) природе поля. Потому теорию электромагнитного поля Максвелла с современной точки зрения можно считать квантовой, а введенный им электронный ток смещения — квантовым током, т.е. хоть какой ток постоянно связан с движением (смещением) квантов поля — простых электронных зарядов. Нужно в конце концов признать, что Максвелл предсказал не только лишь электромагнитные волны, да и на самом деле предугадал квантовую («молекулярную») природу электродинамического вакуума, т.е. заложил базы материалистической квантовой теории поля. Максвелл в собственной теории на много лет обогнал время. Представить, что вакуум по сути является диэлектриком, где связанные заряды представляют поле осцилляторов и, соответственно, все частички могут быть лишь в виде волн, это весьма особенно, даже на данный момент, когда экспериментально установлено, что все частички владеют волновыми качествами, т.е. являются волнами квантового поля.
«Интерференция и дифракция наблюдались для электронов, нейтронов, атомных ядер, атомов, молекул.»
Физическая энциклопедия. КВАНТОВАЯ МЕХАНИКА.
Таковым образом, экспериментально установлено, что частички имеют волновую природу.
Опосля того, как выяснилось, что все частички представляют возбужденные (волновые) состояния поля, сделалось понятно, почему частички могут беспрепятственно двигаться (распространяться) в полевом пространстве (физическом вакууме). Т.е. все частички, аналогично фотону, передвигаются в полевом пространстве как волновые образования.
«… опыт указывает, … у поля выявляются корпускулярные характеристики, …»
Физическая энциклопедия. ПОЛЯ ФИЗИЧЕСКИЕ.
«… путь перехода от традиционного к квантовому описанию электромагнитного поля лежит в традиционном разложении поля на осцилляторы.»
Квантовая механика. Л.Д.Ландау, Е.М.Лифшиц. 1972. С.267.
«… электромагнитное поле быть может представлено как совокупа нескончаемо огромного числа гармонических осцилляторов.»
ОТФ. Квантовая механика. И.В.Савельев. 1996. Т.2. С.343.
Т.е. квантовое электромагнитное поле можно представить в виде поля осцилляторов.
«Представим, что все место заполнено связанными меж собой гармоническими осцилляторами. Любой из их характеризуется координатами точки, в какой он находится. Получившееся поле осцилляторов, разумеется, имеет нескончаемо огромное число степеней свободы. В рассматриваемой системе могут распространяться волны колебаний этих связанных меж собой осцилляторов. При переходе к квантовой механике традиционные величины, характеризующие любой осциллятор (к примеру, отклонение от положения равновесия), стают операторами, а с каждой волной сопоставляется (согласно корпускулярно-волновому дуализму) частичка, владеющая таковыми же, как и волна, энергией и импульсом (а как следует, и массой). Эту частичку недозволено отождествлять ни с одним из осцилляторов поля в отдельности: она представляет собой итог процесса, захватывающего нескончаемо огромное число осцилляторов, и обрисовывает некоторое возбуждение поля. Таковым образом, исследование поля можно свести к рассмотрению квантованных волн (либо частиц) возбуждений, их рождения и поглощения.»
Физический энциклопедический словарь. КВАНТОВАЯ ТЕОРИЯ ПОЛЯ.
Т.е. исходя из убеждений квантовой теории частички — это квантованные волновые образования, возбужденные состояния квантового поля. Кванты поля (заряда) находятся в связанном состоянии, представляя электромагнитные осцилляторы поля. Таковым образом, поле, находящееся в возбужденном состоянии, представляет наблюдаемые простые частички, а невозбужденное поле осцилляторов является ненаблюдаемым вакуумным состоянием квантового поля, невзирая на нескончаемое число квантов заряда, которыми заполнен физический вакуум.
«Такое распределение частиц считается ненаблюдаемым (невзирая на нескончаемую величину его плотности энергии, плотности заряда и т.д.), играя роль начала отсчета для физических величин. Потому наблюдаемое системы равно разности A (система + вакуум) — A (вакуум).»
Физическая энциклопедия. ДЫРОК ТЕОРИЯ ДИРАКА.
к примеру, если полю, находящемуся в вакуумном состоянии, сказать достаточную энергию для смещения кванта поля (заряда), то произойдет его возбуждение — в вакууме образуются две разноименные области возмущения поля: (вакуум + квант) и (вакуум — квант), где поток электронного смещения меж разноименными областями равен простому электронному заряду. Таковым образом, в вакууме возникает наблюдаемый поток электронного смещения поля в один квант заряда — квантовое возмущение поля, т.е. скалярное квантовое поле перебегает в векторное — возникает квантовый поток напряженности.
«Скалярное поле — поле физическое, которое описывается функцией, в каждой точке места не изменяющейся при повороте системы координат.»
Физический энциклопедический словарь. СКАЛЯРНОЕ ПОЛЕ.
«Колебания таковых полей переносят энергию и импульс с 1-го места места в другое, а квантовая механика утверждает, что эти волны собираются в пакеты, либо кванты, которые наблюдаются в лаборатории как простые частички. … слово «скаляр» значит, что эти поля не чувствительны к направлению в пространстве, в отличие от электронных, магнитных и остальных полей Обычной Модели. Это открывает возможность таковым полям заполнять все место, не противореча одному из более доказанных принципов физики, согласно которому все пространственные направления идиентично неплохи.»
Стивен Вайнберг. (Нобелевская премия по физике за 1979 год)
Энергия поля — это энергия напряженности поля, т.е. там, где есть поток напряженности, энергия поля не равна нулю. Энергия поля, распространяющаяся в виде вихревых потоков напряженности, представляет электромагнитные волны. Потому что частички — это возбужденные состояния поля, можно представить, что неважно какая форма энергии (массы) в итоге является энергией поля.
«Принято считать, что масса простой частички определяется полями, которые с ней соединены.»
Физический энциклопедический словарь. МАССА.
Т.е. масса простой частички определяется энергией возбужденного состояния поля, которое с ней соединено. Невозбужденное (вакуумное) состояние поля представляет неовеществленную форму материи.
Квантовая (дискретная) природа электродинамического вакуума как квантового поля проявляется в дискретности электромагнитных волн.
Физический вакуум (электродинамический вакуум) — это скалярное квантовое электромагнитное поле (электродинамическое поле), т.е. там, где нет возмущений, поле находится в нулевом вакуумном (скалярном) состоянии. При смещении квантов поля возникает электронный поток напряженности поля. Магнитная индукция возникает как релятивистский эффект в итоге движения электронного потока (заряда) B
= m0
[vD]
. Ядерные силы — резонансные процессы, связанные с партонной структурой адронов, резонанс, усиливая электромагнитное взаимодействие, делает его мощным, но зависимым от ориентации спина. Гравитация — итог вакуумных флуктуаций поля, флуктуационные колебания подталкивают тела к сближению.
«Магнетизм — особенная форма взаимодействия электронных токов …»
Физическая энциклопедия. МАГНЕТИЗМ.
«В итоге магнитное поле можно разглядывать как неминуемый релятивистский итог движения электронных зарядов …»
Физическая энциклопедия. ЭЛЕКТРОДИНАМИКА.
«Таковым образом, возникновение магнитного поля токов есть чисто релятивистский эффект и никакой новейшей физической субстанции (к примеру, в виде магнитных зарядов) появляться не обязано, что и подтверждается экспериментально.»
Базы физики. Л.А.Грибов, Н.И.Прокофьев. 1995. С.299.
«Ядерные силы формируются вкладами центральных, спин-орбитальных и тензорных компонент. Силы нуклон-нуклонного взаимодействия зависят от обоюдной ориентации спинов нуклонов.»
Субатомная физика. Б.С.Ишханов. 1994. С.25.
«При описании ядерных реакций, идущих через составное ядро, использовались теории резонансных ядерных действий …»
Физическая энциклопедия. ЯДЕРНАЯ ФИЗИКА.
]]>