Фізичний вакуум

Физический вакуум

Материальное квантове поле

Современная теорія поля дотримується матеріалістичних поглядів на природу фізичного вакууму, розглядаючи його як невозбужденное стан польовий матерії, що дозволяє собі з єдиної точки зору уявити природу різних польових процесів. Фізичний вакуум, представляючи польову форму матерії, може чинити тиск на речовинну матерію, що простежується експериментально в ефект Казимира. Отже, те, що фізичний вакуум представляє жодну з форм матерії - це експериментальний факт.

«Очень є стан половіючі жита із найменшої енергією, що називається вакуумом.».

Физическая енциклопедія. ФІЗИКА.

Т.е. фізичний вакуум — це польовий вид матерії, що у невозбужденном стані. «Вакуумне стан поля «правильніше називати «скалярним станом поля », бо немає залежність від повороту системи координат, на відміну електричних, магнітних і гравітаційних потоків індукції, які мають векторні стану поля.

«Слово «скаляр «означає, що це поля не чутливі до подання у просторі, на відміну електричних, магнітних та інших полів Стандартної Моделі. Це відкриває можливість таким полях заповнювати все простір, не суперечачи одного з найбільш доведених принципів фізики, за яким все просторові напрями однаково хороши.».

Стивен Вайнберг. (Нобелівську премію із фізики за 1979 рік).

«…Дірак припустив, що становищем із мінімальної енергією (вакуумним станом) є стан, де всі рівні з негативною енергією заполнены.».

Физическая енциклопедія. ДІРАКА РІВНЯННЯ.

Т.е. енергія вакуумного стану поля умовно прийнята за мінімальний нульової рівень енергії, оскільки може бути рівні і з позитивної, і із від'ємною енергією щодо нульового стану. Отже, нульовий значення енергії вакууму — це умовність, як і, наприклад, нульова лінія на шкалою Цельсия.

«…до уявленню про вакуумі як про Особливе типі матеріальної среды.».

Физическая енциклопедія. ДІРОК ТЕОРІЯ ДІРАКА.

«…фізичному вакуумі як специфічному вигляді материи.».

Физическая енциклопедія. МАТЕРІЯ І РУХ.

«С сучасної погляду вакуум (вакуумне стан) має деякі властивості звичайній матеріальної среды.».

Физическая енциклопедія. ЕФІР.

Среда може бути трохи матеріальної, вони або матеріальна, або ні. Якщо вакуум має хоча б фізичним властивістю, вона вже є матеріальною середовищем, представляючи фізичний вакуум.

«…вакуум є універсальною середовищем, у якій порушується електромагнітне поле.».

Общий курс фізики. Електрика. Д. В. Сивухин. 1996. Т.3. Ч.1. С. 11.

«Однако згодом з’ясувалося, що порожнеча — «колишній ефір «- носій як електромагнітних хвиль; у ній відбуваються безперервні коливання електромагнітного поля («нульові коливання »), народжуються і зникають електрони і позитроны, протони і антипротони і взагалі усе елементарні частки. Якщо зіштовхуються, скажімо, два протона, ці мерехтливі («віртуальні «) частки можуть зробитися реальними — з «порожнечі «народжується сніп частинок. Порожнеча виявилося дуже складним фізичним об'єктом. Фактично, фізики повернулися до поняття «ефір », але вже настав без протиріч. Старе поняття був взяте з архіву — він був наново у розвитку науки. Новий ефір називають «вакуумом «чи «фізичної порожнечею » .».

Академик А.Мигдал.

«Нулевые коливання — флуктуації квантової системи (зазвичай квантового поля) переважно (вакуумному) стані. … Це важливо при обліку гравітації, універсально яка взаємодіє з кожного формою енергії, у цьому однині і з вакуумної, … ефект Казимира робить нульові коливання наблюдаемыми.».

Физическая енциклопедія. НУЛЬОВІ КОЛИВАННЯ.

Таким чином, у природі немає порожнечі, а фізичний вакуум представляє матеріальну польову середу, де переважно вакуумному стані спостерігаються нульові коливання (флуктуації) поля. Усі види матерії мають флуктуації, бо в рівні, як мікро, і макро, не існує матерії без движения.

«Такой вакуум не можна розглядати, як просто порожній місце. Фізичний вакуум є особливою станом половіючі жита із важливими фізичними властивостями, які проявляються у реальних процессах.».

Энциклопедия елементарної фізики. ВАКУУМ.

Таким чином, у фізиці склався дуалізм — з одного боку, декому теорій не потрібно у фізичному вакуумі, з іншого боку, експериментально встановлено й сьогодні вже загальновизнано, що вакуум перестав бути порожнечею, представляючи матеріальне середовище, що має фізичними свойствами.

С сучасної погляду вакуум має властивостями матеріальної середовища, будучи станом половіючі жита із найменшої енергією. Відповідно до квантовим уявленням, в вакуумі можуть утворюватися стану (обурення) з позитивними чи негативними рівнями енергії щодо нульового стану. Матеріальний фізичний вакуум є універсальною середовищем, яка «прозора «для будь-яких електромагнітних хвиль (поперечних, поздовжніх, стоячих), тобто. й у частинок речовини — порушених станів поля. Відповідно до електродинаміки, електричне усунення — це відносне усунення позитивних і негативних електричних зарядів в електрично нейтральній середовищі Кл/м2. У вакуумі, як і диэлектрике, аналогічно струмів поляризації може текти струм усунення — виникати електричне усунення, тобто. вакуум має таким фізичним властивістю, як диэлектрическая проникність (в діелектриках можуть поперечні хвилі поляризационного усунення, у своїй має значення стан диэлектрика — тверде, рідке чи газоподібне). Оскільки можуть поперечні обурення (хвилі), кванти поля, роблячи коливання як гармонійні осцилятори (порушуючи становища рівноваги), перебувають у пов’язаному стані, тобто. кванти поля, представляючи елементарні електричні заряди, при збурюваннях поля зміщуються (струм усунення) залежно від орієнтації обурень в подовжньому чи поперечному напрямі. Хоча сьогодні відомі багато властивостей квантового поля і можна умовно його будова, питання про його фізичну природу залишається питанням відкритим. У першому наближенні квантове полі можна уявити, як простір, заповнене квантами заряду, тобто. всіх рівнів фізичного вакууму заповнені квантами одного знака (теорія дірок Дірака). Таке польове простір з зарядів одного знака можна як пружну польову середу, оскільки заряди перебувають у пов’язаному між собою стані, тобто. усунення кванта заряду призводить до зміщення те, які зарядів, представляючи відхилення від становища рівноваги, котре, як обурення поля може поширюватися в польовому просторі. Кванти заряду завжди рухаються (немає матерії непорушно), тобто. з квантами пов’язано магнітне полі (потік). Отже, квант поля представляє як електричний, і магнітний квант — електромагнітний осциллятор. Наприклад, Максвелл в розробленої їм теорії електромагнітного поля порівнював електродинамічний вакуум з рідиною, умовно представляючи його що складається з «молекулярних «(дискретних) пов’язаних електричних зарядів (тоді не було термінів «кванти », «осцилятори поля », а «молекулярность «означала «дискретність »), які можуть опинитися зміщатися від становища рівноваги, створюючи струм усунення (вихрове електричне полі). Струми у своїй завжди замкнуті, оскільки заряди перебувають у пов’язаному стані. Такого уявлення було чимало, аби передбачити електромагнітні хвилі. Надалі, після того, як було встановлено, що це електричні заряди (струми) дискретні, відповідно, і їхні властивості електромагнітних хвиль також почали дискретними через дискретності струмів усунення пов’язаних електричних зарядів, які за поширенні хвиль роблять коливання як гармонійні осцилятори. Дискретність електромагнітних хвиль виявлено експериментально, що підтверджує правильність теорії електромагнітного поля Максвелла про «молекулярної «(корпускулярної) природі електродинамічного вакууму, тобто. про квантової (дискретної) природі поля. Тому теорію електромагнітного поля Максвелла із сучасною погляду вважатимуться квантової, а запроваджений їм електричний струм усунення — квантовим струмом, тобто. будь-який струм завжди пов’язані з рухом (зміщенням) квантів поля — елементарних електричних зарядів. Треба нарешті визнати, що Максвелл передбачив як електромагнітні хвилі, але й передбачав квантову («молекулярну ») природу електродинамічного вакууму, тобто. заклав підвалини матеріалістичної квантової теорії поля. Максвелл у своїй теорії багато років випередив час. Уявити, що вакуум насправді є діелектриком, де пов’язані заряди представляють полі осцилляторов і, все частки може лише як хвиль, це надзвичайно незвичайно, тепер, коли експериментально встановлено, що це частки мають хвилевими властивостями, тобто. є хвилями квантового поля.

«Интерференция і дифракція спостерігалися для електронів, нейтронів, атомних ядер, атомів, молекул.».

Физическая енциклопедія. КВАНТОВА МЕХАНІКА.

Таким чином, експериментально встановлено, що частки мають хвилясту природу.

После того, з’ясувалося, що це частки представляють порушені (хвильові) стану поля, з’ясувалося, чому частки можуть безперешкодно рухатися (поширюватися) в польовому просторі (фізичному вакуумі). Тобто. все частки, аналогічно фотонові, переміщаються в польовому просторі як хвильові образования.

«…досвід показує, … у поля виявляються корпускулярные властивості, …».

Физическая енциклопедія. ПОЛЯ ФІЗИЧНІ.

«…шлях переходу від класичного до квантовому опису електромагнітного поля лежать у класичному розкладанні поля на осцилляторы.».

Квантовая механіка. Л. Ландау, Е. М. Лифшиц. 1972. С. 267.

«…електромагнітне полі то, можливо представлено як сукупність нескінченно значної частини гармонійних осцилляторов.».

ОТФ. Квантова механіка. И. В. Савельев. 1996. Т.2. С. 343.

Т.е. квантове електромагнітне полі можна як поля осцилляторов.

«Представим, що це простір заповнене пов’язаними між собою гармонійними осциляторами. Усі вони характеризується координатами точки, де він перебуває. Отриманий полі осцилляторов, очевидно, має нескінченно велика кількість ступенів свободи. У системі можуть хвилі коливань цих пов’язаних між собою осцилляторов. При перехід до квантової механіці класичні величини, що характеризують кожен осциллятор (наприклад, відхилення від становища рівноваги), стають операторами, і з кожної хвилею порівнюється (відповідно до корпускулярно-волновому дуалізму) частка, що має так само, як і хвиля, енергією і імпульсом (отже, та величезною кількістю). Цю частку не можна ототожнювати ні одним із осцилляторов поля була в окремішності: вона становить собою результат процесу, захоплюючого нескінченно велика кількість осцилляторов, і описує якесь порушення поля. Отже, вивчення поля можна зводити до розгляду квантованных хвиль (чи частинок) порушень, народження і поглощения.».

Физический енциклопедичний словник. КВАНТОВА ТЕОРІЯ ПОЛЯ.

Т.е. з погляду квантової теорії частки — це квантованные хвильові освіти, порушені стану квантового поля. Кванти поля (заряду) перебувають у пов’язаному стані, представляючи електромагнітні осцилятори поля. Отже, полі, що у порушену стані, представляє спостережувані елементарні частки, а невозбужденное полі осцилляторов є ненаблюдаемым вакуумним станом квантового поля, попри безліч квантів заряду, якими заповнений фізичний вакуум.

«Такое розподіл частинок вважається ненаблюдаемым (попри нескінченну величину його щільності енергії, щільності заряду і т.д.), граючи роль початку відліку для фізичних величин. Тому бачимо значення фізичної величини A для будь-якої системи одно різниці A (система + вакуум) — A (вакуум).».

Физическая енциклопедія. ДІРОК ТЕОРІЯ ДІРАКА.

Например, якщо полю, що у вакуумному стані, повідомити достатню енергію для усунення кванта поля (заряду), то станеться його порушення — в вакуумі утворюються дві різнойменні області обурення поля: (вакуум + квант) і (вакуум — квант), де потік електричного усунення між різнойменними областями дорівнює елементарного електричному заряду. Отже, в вакуумі виникає спостережуваний потік електричного усунення поля була в один квант заряду — квантове обурення поля, тобто. скалярне квантове полі перетворюється на векторное — виникає квантовий потік напряженности.

«Скалярное полі - полі фізичне, яке описується функцією, у кожному точці простору не мінливих при повороті системи координат.».

Физический енциклопедичний словник. СКАЛЯРНЕ ПОЛІ.

«Колебания таких полів переносять енергію та імпульс з одного місця простору до іншого, а квантова механіка стверджує, що це хвилі збираються в пакети, чи кванти, які простежуються до лабораторій як елементарні частки. … Слово «скаляр «означає, що це поля не чутливі до подання у просторі, на відміну електричних, магнітних та інших полів Стандартної Моделі. Це відкриває можливість таким полях заповнювати все простір, не суперечачи одного з найбільш доведених принципів фізики, за яким все просторові напрями однаково хороши.».

Стивен Вайнберг. (Нобелівську премію із фізики за 1979 рік).

Энергия поля — це енергія напруженості поля, тобто. там, де є потік напруженості, енергія поля не дорівнює нулю. Енергія поля, поширювана як вихрових потоків напруженості, представляє електромагнітні хвилі. Оскільки частки — це порушені стану поля, можна припустити, будь-яка форма енергії (маси) зрештою є енергією поля.

«Принято вважати, що маса елементарної частки визначається полями, з нею связаны.».

Физический енциклопедичний словник. МАСА.

Т.е. маса елементарної частки визначається енергією порушеної стану поля, що з нею пов’язане. Невозбужденное (вакуумне) стан поля представляє неовеществленную форму материи.

Квантовая (дискретна) природа електродинамічного вакууму як квантового поля проявляється у дискретності електромагнітних волн.

Физический вакуум (електродинамічний вакуум) — це скалярне квантове електромагнітне полі (электродинамическое полі), тобто. там, де немає обурень, полі перебуває у нульовому вакуумному (скалярном) стані. При зміщення квантів поля виникає електричний потік напруженості поля. Магнітна індукція виник як релятивістський ефект внаслідок руху електричного потоку (заряду) B = m0[vD]. Ядерні сили — резонансні процеси, пов’язані з партонной структурою адронов, резонанс, посилюючи електромагнітне взаємодія, робить її сильним, але залежатиме від орієнтації спина. Гравітація — результат вакуумних флуктуацій поля, флуктуационные коливання підштовхують тіла до сближению.

«Магнетизм — особлива форма взаємодії електричних струмів …».

Физическая енциклопедія. МАГНЕТИЗМ.

«В результаті магнітне полі можна як неминучий релятивістський результат руху електричних зарядів …».

Физическая енциклопедія. ЕЛЕКТРОДИНАМІКА.

«Таким чином, поява магнітного поля струмів є суто релятивістський ефект і ніякий нової фізичної субстанції (наприклад, в вигляді магнітних зарядів) з’являтися на повинен, як і підтверджується экспериментально.».

Основы фізики. Л. А. Грибов, Н. И. Прокофьев. 1995. С. 299.

«Ядерные сили формуються внесками центральних, спин-орбитальных і тензорных компонент. Сили нуклон-нуклонного взаємодії залежить від взаємної орієнтації спинов нуклонов.».

Субатомная фізика. Б. С. Ишханов. 1994. С. 25.

«При описі ядерних реакцій, які йдуть через складене ядро, використовувалися теорії резонансних ядерних процесів …».

Физическая енциклопедія. ЯДЕРНА ФІЗИКА.

Список литературы

Для підготовки даної роботи було використані матеріали із російського сайту internet.