Квантовая теория вакуума

Физический вакуум в квантовой теории поля

Квантовая теория вакуума

Квантовая теория поля является ядром всей современной физики, представляет собой общий подход ко всем известным типам взаимодействий.

Одним из важнейших результатов ее является представление о вакууме, но уже не пустом, а насы­щенном всевозможными флуктуациями всевозможных полей Вакуум в квантовой теории поля определяется как наинизшее энергетическое состояние квантованного поля, энергия ко­торого равна нулю только в среднем. Так что вакуум — это «Нечто» по имени «Ничто».

Релятивистская квантовая теория поля, которая началась ра­ботами П. Дирака, В. Паули, В. Гейзенберга в конце двадца­тых годов нашего столетия, была продолжена в трудах Р. Фейнмана, С. Томонаги, Дж. Швингера и других ученых, давая все более полное представление о физической неразложимости мира, о несведении его к отдельным элементам.

Здесь прин­цип целостности находит свое выражение в рассмотрении взаи­модействия микрообъектов с определенным состоянием фи­зического вакуума. Именно в этом взаимодействии все элементарные частицы обнаруживают свои свойства. Вакуум рассматривается как объект физического мира, выражающий как раз момент физической неразложимости его.

Создание квантово-полевой исследовательской программы полностью изменили наши представления о мире, наш под­ход к структуре физических законов. В итоге создана новая квантовомеханическая картина мира, выработан новый стиль мышления ученых, новый тип научной рациональности, на­зываемый неклассическим, в котором есть место случайно­сти, вероятности, целостности.

Концепции, нежащие в основе

Построения современной физической

исследовательской программы —

Теории Суперобъединения

(единой теории поля)

Основополагающей идеей построения современной физи­ческой исследовательской программы является концепция це­лостности,в рамках которой в качестве фундаментальной физической реальности рассматривается неделимая взаимосвязан­ная целостная Вселенная, а относительно независимо ведущие себя, ее части — как просто особые и случайные формы.

Таким образом, именно Вселенная в целом становится предметом исследования современной теоретической физики. Здесь зада­чи физики элементарных проблем пересекаются с космологическими проблемами, и оба эти течения полноводной рекой вливаются в общую картину построения мира.

Все качествен­ное многообразие мира: различие типов взаимодействий, различие между частицами вещества и квантами полей, существо­вание конкретных элементарных частиц с их характеристиками и свойствами — все это предстает в рамках данной программы как моменты в ходе эволюции Вселенной.

Признание опреде­ляющей роли целого по отношению к его частям составляет существо диалектической методологии в познании и является содержательной стороной нового постнеклассического подхо­да к анализу сложных систем, именуемого синергетикой.

В рамках такого целостного подхода новое методологи­ческое значение приобретает физический вакуум,предстаю­щий как основной объект физической теории, как прароди­тель известного нам мира. Анализ состояния дел в совре­менной физике позволяет рассматривать его в качестве исходной абстракциив теории.

Исходя из представлений о суперсимметричном состоянии исходного вакуума нашей Вселенной весь последующий процесс эволюции Вселенной рассматривается как сменяющие друг друга этапы, содержащие критические точки — момен­ты нарушения симметрии, приводящие в конечном счете физическому многообразию мира (см.рис.1).

Рис. 1. Новые представления о структуре материи

Таким образом, концепция целостностисодержит в себе концепцию развития, самодвижения, самоорганизации,выра­женных через призму взаимоотношения категорий симметрии и асимметрии.Ибо важнейшим признаком развития является асимметричность тех изменений, из которых процесс разви­тия складывается.

Это выдвигает на повестку дня вопрос об историзме физических объектов, проявляющих свою опреде­ленность в определенные исторические моменты в ходе самодвижения целого, — в моменты спонтанного нарушения сим метрии исходного вакуума.

При этом вакуум играет роль макрообстановки, макроусловий, по отношению к которому эле­ментарные частицы проявляют свои свойства — спины, мас­сы, заряды и т.д.

рассмотрение вакуума как исходной абстракции известного нам мира позволяет реализовать при построении еди­ной теории поля метод восхождения от абстрактного к конкретному.

фундаментальные физические идеи, лежащие в основе построения единой теории поля, реализующие вышеназван­ные трансдисциплинарные методологические концепции, сле­дующие:

а) новые представления о структуре материи — сопостав­ление представлений о структуре материи на разных этапах эволюции науки представлено на рисунке;

б) идея о калибровочной природе всех взаимодействий;

в) идея о спонтанном нарушении симметрии исходного вакуума.

Просмотров 1193 Эта страница нарушает авторские права

Источник: https://allrefrs.ru/1-31069.html

Читать

Квантовая теория вакуума
sh: 1: —format=html: not found

Г. И. Шипов

Теория физического вакуума в популярном изложении

Вступление.

А. Эйнштейн и Р. Тагор — беседа о Реальности.

Летом 1930 года на даче Эйнштейна под Берлином произошла встреча Эйнштейна с Рабиндранатом Тагором. Эти два великих человека вели беседу о Реальности и о соотношении между материей и сознанием человека.

Эйнштейн, будучи представителем науки Запада, утверждал, что Реальность (материя по представлению западной науки) существует независимо от опыта и сознания человека. Материя первична, а сознание является продуктом высокоразвитой материи.

Возражая Эйнштейну, Рабиндранат Тагор отстаивал точку зрения философов древнего Востока и говорил об Универсальном Человеке, в котором заключена рациональная гармония между субъективным и объективным аспектом реальности. Только Универсальный Человек способен познать Реальность как Абсолютную истину, которой он сам и является. Материя, изучаемая западной наукой, относительна и иллюзорна.

Прошло более полувека после этой знаменательной встречи и, в результате развития идей Эйнштейна, появилась новая теория — теория физического вакуума, которая не только включает сознание в картину мира, но и указывает на определяющую роль некой Высшей реальности при рождении грубой материи из ничего. Высшая реальность рассматривается рядом исследователей как Сверхсознание, Сверхразум или Бог (Универсальный Человек).

Надо отметить, что теория физического вакуума, в своём содержательном смысле, не является «новой теорией», поскольку много тысяч лет назад на Востоке было известно, что все материальные вещи появились из «Великой Пустоты» — физического вакуума, как сказали бы современные физики. Разница между древними знаниями Востока и современной наукой в подходе к изучаемому предмету.

Западная наука использует, в основном, индуктивный подход, который предполагает экспериментальное изучение отдельных явлений с последующим построением общей теории, которая связывает эти явления. Восточному образу мысли присущ дедуктивный подход к изучению явления, при котором явление изучается в целом, без предварительного рассмотрения отдельных его частей.

Эти два различных подхода формируют разные мировоззрения и, соответственно, разные цивилизации. Мы видим, что западный индуктивный подход изначально ограничивает наши представления о реальности, а его развитие породило западную техногенную цивилизацию со всеми её достоинтвами и недостатками.

Основу дедуктивного подхода составляет самосовершенствование, направленное на развитие индивидуального сознания человека. Конечная цель такого развития видится в достижении сознания Универсального Человека (или Сверхсознания).

Цивилизация, которая базируется на ценностях, принятых в человеческом сообществе с высоким сознанием, развивается в гармонии с Природой и, вообще говоря, не нуждается в ценностях, провозглашенных так называемыми «развитыми западными странами».

Разница между Западом и Востоком в изучении Реальности отразилась и на методах исследования.

Если на Западе наука о законах природы использует в качестве инструмента физику и математику, то на Востоке основным инструментом является человеческое тело, его нервные центры и каналы, и его сознание.

Западные исследователи называют себя учёными, в то время как исследователи на Востоке представляются как искатели.

Мы живём в очень необычное и интересное время, когда происходит смена веков и тысячелетий. Многие интуитивно ожидают больших перемен во всех областях нашей жизни, и они действительно происходят. В этой книге мне хотелось познакомить широкий круг людей с новой физической теорией — теорией физического вакуума, которая появилась в результате развития идей А. Эйнштейна.

Теория физического вакуума в значительной степени изменяет наши представления о мире. Прежде всего, это касается взаимоотношения материи и сознания — одной из главных проблем естествознания.

До сих пор физика изучала явления без учёта влияния сознания на протекающие в природе процессы, считая, что сознание человека играет вторичную роль по отношению к материи. Материя первична, а сознание вторично — вот основной тезис материалистической науки.

Однако в последнее время на страницах печати и в телевизионных передачах всё больше и больше появляется сообщений, в которых представлены чудесные проявления сознания человека на окружающий мир, ставящие современную науку в неудобное положение невозможностью объяснить эти явления в рамках современной научной парадигмы.

Например, в России в городе Пенза живёт Анатолий Антипов, тело которого обладает удивительной способностью притягивать различные предметы.

Анатолий может притянуть своим телом три металлические плиты общим весом 160 килограммов! Управляя этим процессом с помощью сознания, он заставляет перемещаться по телу плиту весом 60 килограммов! Ни теория гравитации Ньютона (или Эйнштейна), ни электродинамика, никакая другая физическая теория современной науки не в состоянии описать это регулярно повторяющееся (по воле А. Антипова) явление.

Когда физик видит подобные проявления сознания человека, то первоначально он пытается представить всё это как фокус. Однако, любой честный человек (тем более исследователь) должен признать в этом случае ограниченность существующей научной парадигмы.

Замечательным достижением новой теории является научное предсказание существования тонкоматериальных миров и мира Высшей реальности, играющих существенную роль в эволюции материи и человека в том числе.

Можно предложить очень простой ход рассуждений, который приводит нас к мысли, что в основе мира лежит Великая Пустота — физический вакуум. Представьте себе, что вы сидите за столом и рассматриваете его. Вы видите перед собой твёрдую материальную поверхность. Предположим, что у вас имеется микроскоп с достаточным увеличением, чтобы увидеть молекулы, из которых состоит вещество стола.

Глядя в микроскоп, вы увидите пустое пространство, в котором по определенным законам расположены молекулы. Вы направляете микроскоп на молекулу и меняете увеличение и видите, что молекулы состоят из атомов, а между атомами опять пустота.

Направляя микроскоп на отдельный атом, можно увидеть, что в центре атома ядро, вокруг которого вращаются электроны, подобно планетам вокруг Солнца, а между ядром и электронами — пустота. Следующий этап увеличения покажет, что ядро состоит из элементарных частиц — протонов и нейтронов, между которыми опять наблюдается пустота.

Если теперь посмотреть на саму элементарную частицу, например, электрон, то он (согласно теории Дирака) состоит из пустоты, поскольку представляет собой «возбужденное состояние физического вакуума» — особое состояние пустоты.

Можно задать вопрос: чем отличается пустота в том месте, где есть электрон, от пустоты, где электрона нет? Для ответа на него необходимо дать представление об абсолютной пустоте. Этот объект рассматривается в физике как пустое, без какого-либо вида материи (не искривлённое) пространство-время.

Поэтому там, где существует абсолютная пустота, там электрона нет, а где пространство искривлено (хотя бы незначительно), там мы и будем наблюдать электрон. Английский математик Р.

Клиффорд впервые высказал предположение, что материя представляет собой всего лишь «сгустки пустоты», своеобразные холмы и ямы на фоне плоского пространства.

Удивительным является тот факт, что около пяти тысяч лет тому назад философы Индии уже знали о том, что вся материя порождена пустотой. Наглядно они представляли абсолютную пустоту как гладкую поверхность озера в отсутствии ветра. Возникновение частиц материи из пустоты сопоставляется с появлением на глади озера ряби под действием ветра.

В индийских Ведах процесс рождения материи из вакуума и уход её обратно в вакуум описывается в виде диалога между учеником и учителем так: «Каков источник этого мира? — Пространство, — ответил тот.

— Поистине все эти существа выходят из пространства и возвращаются в пространство, ибо пространство больше их, пространство — последнее их прибежище».

Источник: https://www.litmir.me/br/?b=148902&p=17

Квантовая теория вакуума

Квантовая теория вакуума

После формирования первых постулатов квантовой физики, обяяяяяяъясняющей явления, происходящие на уровне микромира в минимально возможных частицах внешнего мира, исследователи обратили свои взоры на изучение одного из самых интересных объектов Вселенной. Его принято называть «великим ничто» или просто вакуумом. Познать это явления довольно сложно без применения специальных методов изучения и анализа.

Проблемы изучения квантовой теории вакуума

В настоящее время существует немало теорий познавательных стратегий, на основе которых формируется уникальная возможность по исследованию относительных явлений и величин. Это чаще всего присуще всей квантовой физике, поскольку точных математических моделей ее изучения создать до сих пор не удалось. Сегодня одними из популярных являются способы:

  • трансперсональной психологии;
  • синергетики;
  • квантоворелятивистской физики;
  • нейродинамики.

Замечание 1

Учеными принято использовать все разнообразие указанных методов для того, чтобы эффективным способом провести комплекс исследований. Известно, что истинных понятий в квантовой физике не существует и внушительная часть раздела науки состоит из обоснованных теоретических понятий, гипотез и теорий.

Ничего непонятно?

Попробуй обратиться за помощью к преподавателям

Так называемый квантовый стиль мышления позволяет понять в том числе квантовую теорию вакуума во всем его многообразии.

Физический вакуум

В мире уже сотни лет существует загадка феномена физического вакуума. Его принято объяснить в качестве нейтральных величин, что само по себе противоречить основам классических разделов физики. Однако иных способов познать явление пока не представляется возможным.

В квантовой теории специалисты определили, что вакуум принимает особое состоянии материи и состоит из квантованных полей. Эти поля обладают минимальной энергией, однако предстают в реальном исполнении, как объект объективного мира. Эту энергию формируют сверхмалые частицы:

  • электроны;
  • позитроны;
  • кварки;
  • глюоны;
  • хиггсовские частицы;
  • нуклоны и антинуклоны.

Большинство представленных микрочастиц были открыты относительно недавно. Ученые до сих пор не могут установить все физические свойства указанных полей.

В физическом вакууме принято считать, что находится именно магнитное поле этих микрочастиц, но не сами частицы. В одной точке пространства-времени может быть вакуумный конденсат. Он не равен абсолютному нулю, поскольку это противоречило бы всей концепции квантовой теории вакуума.

В научных трактатах Максвелла и Дирака вакуум изучался со стороны электродинамики. В их понятии он представлял собой смесь из крошечных почти виртуальных частиц, а также их противовесов в виде античастиц.

Тогда были известны только электроны и позитроны, поэтому они составляли основу первоначальной концепции вакуумной квантовой теории. Время жизни подобных образований рассчитывалась по формуле неопределенности, которую впервые записал Гейзенберг.

Он брал в расчете постоянную Планка, а также неопределенность в энергетических уровнях частиц.

По причине виртуального состояния физического вакуума взаимодействие представлялось в форме флуктуации жизни с минимальной функцией потенции жизни и существованием в предельно малых величинах пространства-времени. Таким образом, вакуум не удается фиксировать при помощи микроскопов и иных мощных вычислительных научных устройств.

В настоящее время многими учеными-теоретиками допускается вероятность фиксации на экспериментальном уровне физического вакуума. К такому выводу они приходят благодаря все новым исследованиям, проводя бесконечные эмпирические опыты.

Все доказательства его существования доказаны косвенным образом. По словам ученых, подобное явление играет существенную роль при формировании и развитии многих процессов, происходящих на уровне микрофизики.

Также феномен используют в качестве объяснения различных явлений в астрофизике и космологических исследованиях.

Парадоксальные свойства физического вакуума

Физический вакуум обладает рядом специфических и в то же время парадоксальных свойств и характеристик. Этот явление стало одним из основных объектов изучения, так как его свойства определяют во многом свойства остальных состояний. Считается, что любой вектор состояния в представлении вторичного квантования может быть получен вакуумным действием на него оператора рождения частиц.

К отличительным особенностям относят:

  • отсутствие наблюдаемости на вещественном уровне;
  • виртуальность существования;
  • относительность во всех формах жизни;
  • участвует во взаимодействиях элементарных частиц;
  • поляризация внешним полем.

Ненаблюдаемость зависит от того, что реальное существование частиц, из которых состоит вакуум, не доказан. Принято считать, что вместо него можно наблюдать совокупность несвязных и непротяженных по времени существования элементов.

Замечание 2

Косвенные эмпирические данные заставили считать, что есть виртуальное существование. Относительность существование рассматривается в виде абсолютного «ничто» и относительного «все».

Физический вакуум может участвовать в создании и взаимодействии других элементарных частиц, однако этот процесс также непродолжителен по времени.

Замечание 3

Исследователями отмечается, что значительная доля существования приходится на поляризацию внешним полем. При воздействии гравитационного поля физический вакуум приобретает отличную от нуля плотность энергии. Это очень важно на ранних этапах эволюции всей Вселенной.

Подобные явления принято изучать только с подачи новой современной квантовой логики.

Она наряду с другими используемыми активно методы познания физических процессов на квантовом уровне может стать проводником к получению информации о структуре квантовой физики в целом и формирования новых направлений исследований.

Ученые постепенно отказываются от традиционных примеров классической логики и пытаются при помощи создания неклассической математики рассуждать на заданную тему в квантовой физике.

Подобная квантовая теория в сильных внешних полях позволяет говорить об изменении вакуумного состояния.

Пример 1

Ярким примером таких изменений может служить гравитационное поле или электромагнитное поле. При изменении вакуумного состояния может возникнуть и обратная ситуация, согласно которой в ход пойдут изменения на макроскопическом уровне. Под воздействием мощного гравитационного поля может родиться уникальное антивещество, которое приведет к дальнейшей эволюции Вселенной.

Эти вопросы часто обсуждают во время изучения космологии и пока также не нашли своего универсального практического объяснения. Существуют лишь математические модели квантовой теории и теоретические размышления методом квантовой логики.

Вакуумное состояние в физике и космологии для элементарных частиц и многих иных тел соответствует состоянию, определенного через формулы Гейзенберга.

Согласно ему, свойства вакуума определяют его как свойства отдельных элементарных частиц или образцов сверхпроводника, сверхтекучей жидкости, ферромагнетика.

В это же время природу вакуума рассматривают неразрывно с макро понятиями, относящимися к зарождению и дальнейшему развитию свойств Вселенной в целом.

Источник: https://spravochnick.ru/fizika/kvantovaya_teoriya/kvantovaya_teoriya_vakuuma/

Проблемы исследования квантовой теории вакуума

В настоящее время существует немало теорий познавательных стратегий, на основе которых формируется уникальная возможность по исследованию относительных явлений и величин. Эᴛο чаще всœᴇᴦο присуще всœей квантовой физике, так как точных математических моделей её исследования создать до сих пор не удалось. Сегодня одними ᴎɜ популярных являются методы:

  • трансперсональнои̌ психологии;
  • синергетики;
  • квантоворелятивистской физики;
  • нейродинамики.

Дополнительный материал 1

Учеными принято использовать всœе разнообразие указанных методов того, чтобы эффективным методом провести комплекс исследований. Известно, что истинных понятий в квантовой физике не существует и внушительная часть раздела науки состоит ᴎɜ обоснованных теоретических понятий, гипотез и теорий.

Так называемый квантовый стиль мышления позволяет понять в том числе квантовую теорию вакуума во всœем ᴇᴦο многообразии.

Booksm
Добавить комментарий