ПОЛЯ И КВАНТЫ
ПОЛЯ И КВАНТЫ
Постепенно, первоначальное представление о полях — дополнилось ещё более сложным, — т. н. квантовым представлением. Обнаружилось, что любое поле — обладает некими т. н. квантами, — которые объясняются, впрочем, довольно просто: кванты — это волны (локального) изменения напряжённости поля, способные распространяться по полю «подобно тому, как океанские волны — распространяются по поверхности океана». Пример: электромагнитные волны (=фотоны) — это кванты =волны, распространяющиеся «по поверхности» электромагнитных полей. Другие виды полей — тоже имеют свои кванты-волны: кванты «сильных» полей — называются мезонами, кванты гравитационных полей — гравитонами, кванты «слабых» полей — т. н. бозоны, и наконец, квантами глюонных полей — являются глюоны. Любые кванты — это волны, распространяющиеся по соответствующим полям. Поля же — были и остаются непрерывными и безграничными полу-субстанциями.
Теория квантов т. о. показала лишь, что каждое поле — «покрыто» соответствующими квантами, подобно тому, как океан — покрыт океанскими волнами. Океан — неспокоен, так же неспокойно и любое поле!
В целом, суть квантов т. о. довольно проста.
Итак, кванты — это явление, неотрывно связанное с тем, или иным, полем, и существующее лишь при наличии поля (также как океанские волны — существуют лишь при наличии океана). Нельзя оторвать океанскую волну от океана, а квант — от поля. Но при этом океан — не состоит из океанских волн, а поле — не состоит из квантов.
Далее: кванты любого вида полей — способны существовать в двух различных состояниях: т. н. видимом, и невидимом. Невидимость — это особое состояние кванта, когда квант — не может быть обнаружен никакими приборами! (ибо обладает т. н. минимально возможной энергией). А кванты в т. н. видимом состоянии — обладают любой энергией большей, чем минимальной, и поэтому легко обнаружимы (приборами). Например, электромагнитные кванты в видимом состоянии (=видимые фотоны) — это ультрафиолетовые, световые, инфракрасные фотоны, а также радиоволны, и др.
Но помимо видимых фотонов, в природе существуют ещё и фотоны, находящиеся в состоянии невидимом, т. е. фотоны, обладающие самой минимальной энергией (и соответственно, не могущие этой энергией ни с чем поделиться, в т. ч. и с измерительными приборами; поэтому эти фотоны — абсолютно невидимы). Невидимые фотоны — играют очень важную и своеобразную роль в природе: они ответственны за осуществление сил электромагнитного притяжения и отталкивания между частицами, т. е. ответственны за действия электромагнитных полей. Разберёмся в этом: считается, что любой электрон — постоянно испускает невидимые фотоны, энергию на постоянное образование которых, электрон черпает непосредственно из вакуума (ибо сам вакуум — обладает энергией, т. к. вакуум — не пустота). Итак, в электромагнитном поле электрона (преимущественно — в области эпицентра) — постоянно образуются электромагнитные волны, обладающие минимальной энергией (=невидимые фотоны) (=невидимые кванты электромагнитного поля), разлетающиеся в разные стороны. И когда такой невидимый фотон — поглощается соседним электроном, то между электронами происходит акт взаимного отталкивания. В то же время, когда сей невидимый фотон — поглощается протоном, то между электроном и протоном происходит, почему-то, взаимное притяжение.
В общем, кванты (=волны в полях) — являются переносчиками взаимодействий (=притяжений и отталкиваний) между частицами. Любые взаимодействия частиц в природе — должны быть опосредованы обменом квантами! Частицы — не способны взаимодействовать непосредственно (ибо все частицы, как уже говорилось, — бесплотны, и не имеют поверхностей).
Далее: рассмотрим подробнее квантовые свойства электромагнитного поля:
Электрический заряд электрона — прямо пропорционален числу невидимых фотонов, постоянно образующихся в электромагнитном поле электрона за единицу времени. Это число, среднестатистически — всегда одинаково (у всех электронов, и у всех протонов, и вообще у всех частиц обладающих электрическим зарядом равным плюс/минус единице).
Постоянный обмен невидимыми фотонами, идущий между электронами — создаёт силу взаимного отталкивания электронов, которая, в свою очередь, приводит к силам взаимного отталкивания молекул в макрообъектах. А из-за взаимного отталкивания молекул — макрообъекты обладают свойством плотности (твёрдости). Камень, например, обладает твёрдостью лишь потому, что когда мы его пытаемся сжать, силы электромагнитного отталкивания между молекулами в камне — начинают резко преобладать над силами электромагнитного притяжения. Эти силы (отталкивания) — и не позволяют нам сжать камень, и т. о. — создают у камня твёрдость.
В общем, свойство плотности (твёрдости) у макрообъектов — существует лишь благодаря силам взаимного отталкивания частиц, которые осуществляются посредством обмена невидимыми квантами. Сами же частицы (и поля, их слагающие), как уже говорилось — бесплотны!
Абсолютную бесплотность частиц — можно доказать и экспериментально: например, электроны, разогнанные в ускорителе — способны свободно проходить сквозь эпицентр протона, как будто протон — прозрачен. А так — и есть на самом деле: Частицы, по современным представлениям — плотностью (твёрдостью) — не обладают. Плотность имеется лишь у макрообъектов, т. е. объектов, сложенных из множества частиц, и возникает она — лишь благодаря силам отталкивания между частицами. А в основе любых сил отталкивания — лежат, в конечном итоге, обмены теми или иными, квантами, между теми, или иными, полями, входящими в состав частиц.
Виды полей, существующие в бесконечной Вселенной — бесконечно разнообразны, но все поля — имеют соответствующие (свои) кванты, обмен которыми — может создавать взаимное отталкивание частиц, или же наоборот, взаимное притяжение. Взаимное отталкивание частиц — лежит в основе свойств плотности (твёрдости) и объёмности макрообъектов. А взаимное притяжение частиц — придаёт макрообъектам прочность на разрыв, а также свойство упругости.
Силы притяжения, связывающие, например, протоны и нейтроны в ядре атома — обусловлены обменом постоянно образующимися квантами «сильных» полей, (=невидимыми мезонами) — создающими прочность ядра атома на разрыв. В видимом состоянии, мезоны получены (и изучены) с помощью ускорителей заряженных частиц: при столкновениях ядер атомов, разогнанных в ускорителе, невидимые мезоны — могут обретать дополнительную энергию — и переходить т. о. в т. н. видимое состояние. Существование видимых мезонов — косвенное доказательство в пользу существования и мезонов невидимых. Подобным образом — доказывается существование невидимых квантов и для остальных известных видов полей.
Как уже говорилось, любой квант (=переносчик взаимодействия) — это волна (локального) изменения напряжённости соответствующего поля, распространяющаяся по (соответствующему) полю с определённой скоростью. Например, электромагнитная волна (=фотон) — это волна, распространяющаяся по безграничному электромагнитному полю со скоростью света. Итак, квант (любой) — это волна. А что такое волна? Любая волна — состоит, в общем-то, из движения: например, волна на поверхности океана — это ни что иное как движение, эстафетно передающееся от одних молекул океанской воды к другим, от других — к третьим, и т. д. В общем, океанская волна — это волновое движение, требующее для своего осуществления — наличия океана. Фотон — тоже является (волновым) движением, и это движение — требует наличия электромагнитного поля, по которому это движение (фотон), как волна, сможет распространяться. Подобным образом — устроены и кванты всех других видов полей. Т. е. любые кванты — это волны, бегущие по соответствующим полям. А сутью любых волн — является движение.
Более 800 000 книг и аудиокниг! 📚
Получи 2 месяца Литрес Подписки в подарок и наслаждайся неограниченным чтением
ПОЛУЧИТЬ ПОДАРОКЧитайте также
§ 5. ПОЛЯ АРГУМЕНТАЦИИ
§ 5. ПОЛЯ АРГУМЕНТАЦИИ 1. Понятие и состав полей аргументацииУчастники (субъекты) аргументации — пропонент, оппонент и аудитория — при обсуждении спорных проблем придерживаются различных взглядов относительно тезиса и антитезиса, аргументов и способов
ВНЕ ПОЛЯ ЗРЕНИЯ
ВНЕ ПОЛЯ ЗРЕНИЯ Все пространство, от одного края США до другого, покрыто сегодня отметинами многомиллионного долларового перетягивания каната — гигантскими промышленными компаниями, такими как «Набиско» ( Nabisco ), «Ревлон» ( Revlon ), «Проктер энд Гэмбл» ( Procter&Gamble ),
Калибровочные поля
Калибровочные поля Обнаружение мультиплетов поставило перед физиками новую задачу: необходимость различать, в каких состояниях находятся в данный момент эти взаимопревращающиеся объекты. Решение было найдено – наложение на систему определенного физического поля.
4.1.3. Типы семантического поля
4.1.3. Типы семантического поля Классифицируя семантическое поле, мы выделяем три его типа.Биологическое, или эмоциональное, семантическое поле – как элементарная форма познания – относится ко всему отражаемому, включая аспекты сексуальности и агрессивности. Это –
Семантические поля иконографии
Семантические поля иконографии Но продолжим следить за его собственным – теоретическим (то есть метаязыковым) – повествованием. Очень скоро мы поймем, что скрывается за идеей «семантических полей», которые вбирают в себя формально непохожие образы, взаимодействующие и
Квантовая теория поля
Квантовая теория поля Предмет, известный под названием «квантовая теория поля», возник из объединения идей специальной теории относительности и квантовой механики. От стандартной (т. е. нерелятивистской) квантовой механики квантовая теория поля отличается тем, что
ЧИСЛА КАК ПОЛЯ
ЧИСЛА КАК ПОЛЯ Прежде чем думать о полях в математике, физике и психологии, давайте рассмотрим повседневное употребление термина «поле». Большинство из нас представляют себе поле как часть земли, выделенную для того или иного использования, например в качестве пастбища
Поля в математике
Поля в математике Математики тоже используют понятие поля1. Поле чисел – это также разновидность игрового поля. Здесь действуют особые правила, простейшими из которых являются сложение и вычитание.К примеру, рассмотрим поле ряда положительных действительных чисел, то
Правила числового поля
Правила числового поля Вспомните, что на данном поле могут происходить только те игры или процессы, которые соответствуют его правилам. Каковы правила числового поля? Вот они. 1. Замыкание. Первое правило числового поля – это правило всех полей: все, что происходит на этом
Поля осознания
Поля осознания Некоторым людям не нравятся графы, проекции или поля, наподобие тех, что обсуждались выше. Они не считают их интересными. Но мне они нравятся, так как я думаю об этой графе не просто как о количественном описании нашей способности считать действительные и
Как поля становятся частицами
Как поля становятся частицами Наше изучение идей физики и психологии позволяет мне объяснять, как из энергии можно было бы создавать материальные частицы. Вы, вероятно, помните уравнение атомной энергии E = mc2. На основании наших знаний о том, как энергия может создавать
Магнитные поля земли
Магнитные поля земли Такие объекты, как электрический заряд или магнит, окружены силовыми линиями, показывающими их влияние на другие объекты. Силовые поля существуют только в воображении. Это понятия, математические идеи, позволяющие ученым визуализировать
Линии вашего поля
Линии вашего поля Наше воображение наделяет формой поля, подобные сущности. Еще до того, как наши предки узнали о магнетизме, они понимали, что нами движут поля призрачных сил – Дао, Тайцзы, тяготения и электромагнетизма. Когда мы размышляем о поле земли, наше воображение
Характеристические поля
Характеристические поля В предыдущей главе вы, возможно, ощутили, что каждый из нас обладает определенным присутствием или полем. Ваша связанная с землей ассоциация присутствия этого поля создает то, что я называю вашим «характеристическим полем»Это связанное с землей