Քվանտային տեսության կառուցվածքը. Քվանտային ֆիզիկա խաբեբաների համար. էությունը պարզ բառերով. Նույնիսկ երեխան կհասկանա. Ավելի ճիշտ, հատկապես երեխա! Դաշտի քվանտային տեսության խնդիրներ

Եվ ամենակարևորը, մենք հրաժարվում ենք նկատել, որ դրանք կիրառելի են միայն որոշ առօրյա իրավիճակներում, և Տիեզերքի կառուցվածքը բացատրելու համար պարզապես սխալ են:

Թեև նման մի բան դարեր առաջ արդեն արտահայտվել է արևելյան փիլիսոփաների և միստիկների կողմից, սակայն հենց Էյնշտեյնն է առաջին անգամ խոսել դրա մասին արևմտյան գիտության մեջ: Հեղափոխություն էր, որը մեր գիտակցությունը չընդունեց։ Խոնարհությամբ կրկնում ենք՝ «ամեն ինչ հարաբերական է», «ժամանակն ու տարածությունը մեկ են», միշտ նկատի ունենալով, որ սա ենթադրություն է, գիտական ​​վերացականություն, որը քիչ առնչություն ունի մեր սովորական կայուն իրականության հետ։ Իրականում, պարզապես մեր գաղափարները թույլ են փոխկապակցված իրականության հետ՝ զարմանալի և անհավատալի:

Այն բանից հետո, երբ ընդհանուր առմամբ հայտնաբերվեց ատոմի կառուցվածքը և առաջարկվեց նրա «մոլորակային» մոդելը, գիտնականները բախվեցին բազմաթիվ պարադոքսների, որոնց բացատրության համար հայտնվեց ֆիզիկայի մի ամբողջ հատված. քվանտային մեխանիկա... Այն արագ զարգացավ և առաջադիմեց տիեզերքի բացատրության հարցում: Բայց այս բացատրությունները այնքան դժվար է հասկանալ, որ մինչ այժմ շատ քչերն են կարողանում ըմբռնել դրանք գոնե ընդհանուր առումով:

Իրոք, քվանտային մեխանիկայի առաջընթացների մեծ մասն ուղեկցվում է այնպիսի բարդ մաթեմատիկական ապարատով, որ այն պարզապես չի կարող թարգմանվել մարդկային լեզուներից որևէ մեկով: Մաթեմատիկան, ինչպես երաժշտությունը, չափազանց վերացական առարկա է, և գիտնականները դեռևս պայքարում են իմաստը պատշաճ կերպով արտահայտելու համար, օրինակ՝ ֆունկցիաների ծալումը կամ բազմաչափ Ֆուրիեի շարքերը: Մաթեմատիկայի լեզուն խիստ է, բայց քիչ կապ ունի մեր անմիջական ընկալման հետ։

Ավելին, Էյնշտեյնը մաթեմատիկորեն ցույց տվեց, որ ժամանակի և տարածության մասին մեր պատկերացումները պատրանքային են: Իրականում տարածությունն ու ժամանակը անբաժանելի են և կազմում են մեկ քառաչափ շարունակականություն։ Դժվար թե դա պատկերացնել, քանի որ մենք սովոր ենք գործ ունենալ միայն երեք հարթության հետ։

Մոլորակների տեսություն. Ալիք կամ մասնիկ

Մինչև 19-րդ դարի վերջը ատոմները համարվում էին անբաժանելի «տարրեր»։ Ճառագայթման հայտնաբերումը Ռադերֆորդին թույլ տվեց ներթափանցել ատոմի «պատյանի» տակ և ձևակերպել նրա կառուցվածքի մոլորակային տեսությունը՝ ատոմի հիմնական մասը կենտրոնացած է միջուկում։ Միջուկի դրական լիցքը փոխհատուցվում է բացասական լիցքավորված էլեկտրոններով, որոնք այնքան փոքր են, որ դրանց զանգվածը կարող է անտեսվել։ Էլեկտրոնները պտտվում են միջուկի շուրջը ուղեծրերում, ինչպես Արեգակի շուրջ մոլորակների պտույտը: Տեսությունը շատ գեղեցիկ է, բայց մի շարք հակասություններ են առաջանում։

Նախ՝ ինչո՞ւ բացասական լիցքավորված էլեկտրոնները չեն «ընկնում» դրական միջուկի վրա։ Երկրորդ, բնության մեջ ատոմները վայրկյանում միլիոնավոր անգամներ են բախվում, ինչը նրանց նվազագույնը չի վնասում. ինչպե՞ս կարելի է բացատրել ամբողջ համակարգի զարմանալի ուժը: Քվանտային մեխանիկայի «հայրերից» մեկի՝ Հայզենբերգի խոսքերով, «ոչ մի մոլորակային համակարգ, որը ենթարկվում է նյուտոնյան մեխանիկայի օրենքներին, երբեք չի վերադառնա իր սկզբնական վիճակին մեկ այլ նմանատիպ համակարգի հետ բախումից հետո»։

Բացի այդ, միջուկի չափերը, որոնցում հավաքված է գրեթե ողջ զանգվածը, չափազանց փոքր է ամբողջ ատոմի համեմատ։ Կարելի է ասել, որ ատոմը դատարկ է, որի մեջ էլեկտրոնները պտտվում են ահռելի արագությամբ։ Այս դեպքում նման «դատարկ» ատոմը հայտնվում է որպես շատ պինդ մասնիկ։ Այս երեւույթի բացատրությունը դուրս է գալիս դասական ըմբռնումից: Փաստորեն, ենթաատոմային մակարդակում մասնիկի արագությունը մեծանում է այնքան, որքան սահմանափակվում է այն տարածությունը, որտեղ այն շարժվում է: Այսպիսով, որքան էլեկտրոնը ձգվում է միջուկին, այնքան ավելի արագ է այն շարժվում և ավելի շատ է վանվում նրանից: Շարժման արագությունն այնքան մեծ է, որ ատոմը «կողքից պինդ է թվում», քանի որ պտտվող օդափոխիչի շեղբերները սկավառակի տեսք ունեն։

Տվյալները, որոնք լավ չեն համապատասխանում դասական մոտեցմանը, հայտնվել են Էյնշտեյնից շատ առաջ: Առաջին անգամ նման «մենամարտ» տեղի ունեցավ Նյուտոնի և Հյուգենսի միջև, ով փորձեց բացատրել լույսի հատկությունները։ Նյուտոնը պնդում էր, որ սա մասնիկների հոսք է, Հյուգենսը լույսը համարում էր ալիք: Դասական ֆիզիկայի շրջանակներում նրանց դիրքորոշումները հնարավոր չէ համադրել։ Իրոք, նրա համար ալիքը միջավայրի մասնիկների փոխանցվող գրգռում է, հասկացություն, որը կիրառելի է միայն բազմաթիվ առարկաների համար: Ազատ մասնիկներից ոչ մեկը չի կարող շարժվել ալիքային ճանապարհով: Բայց էլեկտրոնը շարժվում է խորը վակուումում, և նրա շարժումները նկարագրվում են ալիքային շարժման օրենքներով։ Ի՞նչն է այստեղ հուզվում, եթե միջավայր չկա։ Քվանտային ֆիզիկաառաջարկում է Solomon լուծում. լույսը և՛ մասնիկ է, և՛ ալիք:

Հավանական էլեկտրոնային ամպեր. Միջուկային կառուցվածքը և միջուկային մասնիկները

Աստիճանաբար ավելի ու ավելի պարզ դարձավ. ատոմի միջուկի շուրջ էլեկտրոնների պտույտը լիովին տարբերվում է աստղի շուրջ մոլորակների պտույտից: Իրենց ալիքային բնույթով էլեկտրոնները նկարագրվում են հավանականության առումով։ Էլեկտրոնի մասին չենք կարող ասել, որ այն գտնվում է տարածության այսինչ կետում, կարող ենք միայն մոտավորապես նկարագրել, թե ինչ տարածքներում և ինչ հավանականությամբ այն կարող է տեղակայվել։ Միջուկի շուրջ էլեկտրոնները ձևավորում են նման հավանականությունների «ամպեր»՝ ամենապարզ գնդաձևից մինչև շատ տարօրինակ ձևեր, որոնք նման են ուրվականների լուսանկարներին:

Բայց նրանք, ովքեր ցանկանում են վերջապես հասկանալ ատոմի կառուցվածքը, պետք է դիմեն դրա հիմքին՝ միջուկի կառուցվածքին։ Այն կազմող խոշոր տարրական մասնիկները՝ դրական լիցքավորված պրոտոնները և չեզոք նեյտրոնները, նույնպես ունեն քվանտային բնույթ, ինչը նշանակում է, որ դրանք ավելի արագ են շարժվում, այնքան փոքր է դրանց ծավալը: Քանի որ միջուկի չափը չափազանց փոքր է նույնիսկ ատոմի համեմատ, այս տարրական մասնիկները տեղափոխվում են բավականին պատշաճ արագությամբ՝ մոտ լույսի արագությանը: Նրանց կառուցվածքի և վարքագծի վերջնական բացատրության համար մենք պետք է «խաչենք» քվանտային տեսությունը հարաբերականության տեսության հետ։ Ցավոք սրտի, նման տեսություն դեռ չի ստեղծվել, և մենք ստիպված կլինենք սահմանափակվել մի քանի ընդհանուր ընդունված մոդելներով։

Հարաբերականության տեսությունը ցույց է տվել (և փորձերն ապացուցել են), որ զանգվածը էներգիայի ձևերից միայն մեկն է։ Էներգիան դինամիկ մեծություն է, որը կապված է գործընթացների կամ աշխատանքի հետ: Հետևաբար տարրական մասնիկը պետք է ընկալվի որպես հավանական դինամիկ ֆունկցիա, որպես էներգիայի շարունակական փոխակերպման հետ կապված փոխազդեցություններ։ Սա անսպասելի պատասխան է տալիս այն հարցին, թե որքան են տարրական տարրական մասնիկները, հնարավո՞ր է դրանք բաժանել «նույնիսկ ավելի պարզ» բլոկների: Եթե ​​արագացուցչի մեջ ցրենք երկու մասնիկ, հետո բախվենք, կստանանք ոչ թե երկու, այլ երեք մասնիկներ, և դրանք լրիվ նույնն են։ Երրորդը պարզապես առաջանալու է նրանց բախման էներգիայից, այսպիսով նրանք և՛ կբաժանվեն, և՛ չեն բաժանվելու միաժամանակ:

Դիտորդի փոխարեն մասնակից

Մի աշխարհում, որտեղ դատարկ տարածություն, մեկուսացված նյութ հասկացությունները կորցնում են իրենց նշանակությունը, մասնիկը նկարագրվում է միայն նրա փոխազդեցությունների միջոցով: Դրա մասին ինչ-որ բան ասելու համար մենք ստիպված կլինենք այն «դուրս բերել» սկզբնական փոխազդեցություններից և պատրաստելով այն ենթարկել մեկ այլ փոխազդեցության՝ չափման։ Այսպիսով, ինչ ենք մենք չափում վերջում: Իսկ ընդհանուր առմամբ որքանո՞վ են լեգիտիմ մեր չափումները, եթե մեր միջամտությունը փոխում է այն փոխազդեցությունները, որոնց մասնակցում է մասնիկը, և հետևաբար փոխում է այն ինքնին:

Տարրական մասնիկների ժամանակակից ֆիզիկայում ավելի ու ավելի շատ քննադատություն է առաջանում ... հենց գիտնական-դիտորդի կերպարով: Ավելի ճիշտ կլինի նրան անվանել «մասնակից»։

Դիտորդ-մասնակիցն անհրաժեշտ է ոչ միայն ենթաատոմային մասնիկի հատկությունները չափելու, այլ նաև հենց այս հատկությունները որոշելու համար, քանի որ դրանց մասին կարելի է խոսել միայն դիտորդի հետ փոխազդեցության համատեքստում։ Հենց որ նա ընտրի մեթոդը, որով չափումներ կիրականացնի, և դրանից կախված՝ իրացվում են մասնիկի հնարավոր հատկությունները։ Արժե փոխել դիտարկման համակարգը, կփոխվեն նաև դիտարկվող օբյեկտի հատկությունները։

Սա կարևոր կետբացահայտում է բոլոր իրերի և երևույթների խորը միասնությունը: Մասնիկներն իրենք, անընդհատ անցնելով մեկը մյուսի մեջ և էներգիայի այլ ձևերի մեջ, չունեն հաստատուն կամ ճշգրիտ բնութագրեր. այս բնութագրերը կախված են նրանից, թե ինչպես ենք մենք որոշել դրանք տեսնել: Եթե ​​ձեզ անհրաժեշտ է չափել մասնիկի մի հատկությունը, ապա մյուսն անպայման կփոխվի: Այս սահմանափակումը կապված չէ սարքերի անկատարության կամ ամբողջովին ուղղելի այլ բաների հետ։ Սա իրականության հատկանիշ է։ Փորձեք ճշգրիտ չափել մասնիկի դիրքը, և դուք չեք կարողանա որևէ բան ասել նրա շարժման ուղղության և արագության մասին, պարզապես այն պատճառով, որ այն չի ունենա դրանք: Հստակ նկարագրեք մասնիկի շարժումը, դուք այն չեք գտնի տիեզերքում: Այսպիսով, ժամանակակից ֆիզիկան մեզ ներկայացնում է ամբողջովին մետաֆիզիկական բնույթի խնդիրներ։

Անորոշության սկզբունքը. Տեղ կամ թափ, էներգիա կամ ժամանակ

Մենք արդեն ասել ենք, որ ենթաատոմային մասնիկների մասին խոսակցությունը չի կարող վարվել այն ճշգրիտ պայմաններով, որոնց մենք սովոր ենք, քվանտային աշխարհում մեզ մնում է միայն հավանականությունը։ Սա, իհարկե, այն հավանականությունը չէ, որի մասին խոսվում է ձիարշավի վրա խաղադրույք կատարելիս, այլ տարրական մասնիկների հիմնարար հատկություն։ Նրանք իրականում գոյություն չունեն, ավելի շուտ՝ նրանք կարող են գոյություն ունենալ: Նրանք ոչ միայն ունեն բնութագրեր, այլ ավելի շուտ՝ կարող են ունենալ դրանք: Գիտականորեն, մասնիկը դինամիկ հավանականական սխեմա է, և նրա բոլոր հատկությունները գտնվում են մշտական ​​շարժական հավասարակշռության մեջ՝ հավասարակշռելով ինչպես Յինն ու Յանը հին չինական թայջի խորհրդանիշի վրա:

Զարմանալի չէ, որ Նոբելյան մրցանակակիր Նիլս Բորը, բարձրացված ազնվականության աստիճանի, իր զինանշանի համար ընտրել է այս նշանն ու նշանաբանը՝ «Հակառակները լրացնում են միմյանց»։ Մաթեմատիկորեն հավանականության բաշխումը անհավասար ալիքի ձև է: Որքան մեծ է ալիքի ամպլիտուդը որոշակի վայրում, այնքան մեծ է դրանում մասնիկի գոյության հավանականությունը։ Ավելին, դրա երկարությունը հաստատուն չէ. հարակից գագաթների միջև հեռավորությունները նույնը չեն, և որքան բարձր է ալիքի ամպլիտուդը, այնքան ավելի ուժեղ է նրանց միջև տարբերությունը: Թեև ամպլիտուդը համապատասխանում է տարածության մեջ մասնիկի դիրքին, ալիքի երկարությունը կապված է մասնիկի իմպուլսի հետ, այսինքն՝ նրա շարժման ուղղության և արագության հետ։ Որքան մեծ է ամպլիտուդան (որքան ավելի ճշգրիտ կերպով կարող եք տեղայնացնել մասնիկը տարածության մեջ), այնքան ավելի անորոշ է դառնում ալիքի երկարությունը (այնքան քիչ կարող եք ասել մասնիկի իմպուլսի մասին): Եթե ​​մենք կարողանանք որոշել մասնիկի դիրքը ծայրահեղ ճշգրտությամբ, ապա այն ընդհանրապես որոշակի թափ չի ունենա:

Այս հիմնարար հատկությունը մաթեմատիկորեն բխում է ալիքի հատկություններից և կոչվում է անորոշության սկզբունք։ Սկզբունքը վերաբերում է նաև տարրական մասնիկների այլ բնութագրերին։ Մեկ այլ նման փոխկապակցված զույգ է քվանտային գործընթացների ընթացքի էներգիան և ժամանակը։ Որքան արագ է ընթանում գործընթացը, այնքան ավելի անորոշ է դրա մեջ ներգրավված էներգիայի քանակությունը, և հակառակը, հնարավոր է ճշգրիտ բնութագրել էներգիան միայն բավարար տևողության գործընթացի համար:

Այսպիսով, հասկացանք՝ մասնիկի մասին հստակ ոչինչ չի կարելի ասել։ Այն շարժվում է այնտեղ, կամ ոչ այնտեղ, ավելի ճիշտ՝ ոչ այստեղ, ոչ այնտեղ։ Նրա բնութագրերը այսպիսին են կամ այն, ավելի ճիշտ, և ոչ այնքան, և ոչ այն: Այն այստեղ է, բայց կարող է լինել այնտեղ, կամ կարող է ոչ մի տեղ չլինել: Այսպիսով, այն նույնիսկ գոյություն ունի՞:

Ցույցը, որը հերքեց մեծ Իսահակ Նյուտոնի ենթադրությունները լույսի էության մասին, ապշեցուցիչ պարզ էր: Սա «հեշտությամբ կարելի է կրկնել այնտեղ, որտեղ արևը շողում է», - ասաց անգլիացի ֆիզիկոսԹոմաս Յունգը 1803 թվականի նոյեմբերին դիմել է Լոնդոնի թագավորական ընկերությանը՝ նկարագրելով այն, ինչ այժմ հայտնի է որպես կրկնակի ճեղքվածքի փորձ կամ Յունգի փորձ։ Յունգը դժվար ճանապարհներ չփնտրեց և իր փորձից արձանիկ շոու չստեղծեց: Նա պարզապես հնարեց նրբագեղ և վճռական փորձ՝ ցույց տալով լույսի ալիքային բնույթը՝ օգտագործելով ձեռքի տակ եղած սովորական նյութերը, և դրանով իսկ հերքեց Նյուտոնի այն տեսությունը, որ լույսը կազմված է դիակներից կամ մասնիկներից:

Յունգի փորձը.

Յունգի փորձը (փորձ երկու ճեղքերի վրա)- Թոմաս Յունգի կողմից իրականացված փորձը և դարձավ լույսի ալիքային տեսության փորձարարական ապացույց:

Փորձի ժամանակ մոնոխրոմատիկ լույսի ճառագայթն ուղղվում է երկու զուգահեռ ճեղքերով անթափանց էկրան-էկրանի վրա, որի հետևում տեղադրված է պրոյեկցիոն էկրան։ Ճեղքերի լայնությունը մոտավորապես հավասար է արտանետվող լույսի ալիքի երկարությանը։ Պրոյեկցիոն էկրանին արտադրվում է միահյուսված միջամտության ծոպեր: Լույսի միջամտությունը ապացուցում է ալիքի տեսության վավերականությունը:

Սակայն քվանտային ֆիզիկայի ծնունդը 1900-ականների սկզբին պարզ դարձրեց, որ լույսը կազմված է փոքր, անբաժանելի միավորներից կամ էներգիայի քվանտներից, որոնք մենք անվանում ենք ֆոտոններ: Յանգի փորձը, որը ցույց տվեց առանձին ֆոտոններ կամ նույնիսկ նյութի առանձին մասնիկներ, ինչպիսիք են էլեկտրոնները և նեյտրոնները, մարդկությանը ստիպեց զարմանալ իրականության բնույթի մասին: Ոմանք նույնիսկ օգտագործեցին այս փորձը՝ պնդելու այն թեզը, որ քվանտային աշխարհը ազդում է մարդու գիտակցության վրա՝ մտքերին մտածելու տեղիք տալով տիեզերքի գոյաբանության մեջ մեր տեղի մասին: Բայց արդյո՞ք պարզ փորձը իսկապես կարող է նման փոփոխություններ առաջացնել մեկի և բոլորի աշխարհայացքում:

Կասկածելի չափման հայեցակարգ

Փորձի ժամանակակից մեկնաբանության մեջ մոնոխրոմատիկ լույսի ճառագայթն ուղղվում է երկու զուգահեռ ճեղքերով անթափանց էկրանի վրա, որի հետևում տեղադրված է պրոյեկցիոն էկրան։ Այն գրանցում է միջանցքներով անցած մասնիկների մուտքը: Ֆոտոնների դեպքում սա լուսանկարչական ափսե է։ Տրամաբանական է, որ կարելի է ակնկալել, որ ֆոտոնները կանցնեն այս կամ մյուս ճեղքով և կուտակվեն դրանց հետևում:

Բայց դա այդպես չէ։ Նրանք գնում են էկրանի որոշ հատվածներ, իսկ մյուսները պարզապես խուսափում են՝ ստեղծելով լույսի և խավարի փոփոխվող շերտեր՝ այսպես կոչված, միջամտության եզրեր: Դրանք առաջանում են, երբ ալիքների երկու խումբ համընկնում են: Այնտեղ, որտեղ ալիքները նույն փուլում են, ամպլիտուդը կավելանա և կստանա ուժեղացնող միջամտություն՝ թեթև շերտեր: Երբ ալիքները գտնվում են հակաֆազում, տեղի է ունենում թուլացող միջամտություն՝ մուգ շերտեր:

Բայց կա միայն մեկ ֆոտոն, որը կանցնի երկու ճեղքերով։ Կարծես ֆոտոնն անցնում է միանգամից երկու ճեղքերով և խանգարում ինքն իրեն։ Դա չի համապատասխանում դասական պատկերին:

Մաթեմատիկորեն, երկու ճեղքերով անցնող ֆոտոնը ֆիզիկական մասնիկ կամ ֆիզիկական ալիք չէ, այլ մի բան, որը կոչվում է ալիքային ֆունկցիա՝ վերացական մաթեմատիկական ֆունկցիա, որը ներկայացնում է ֆոտոնի վիճակը (այս դեպքում՝ նրա դիրքը): Ալիքային ֆունկցիան իրեն ալիքի նման է պահում: Այն հարվածում է և՛ սլոտներին, և՛ նոր ալիքներ են բխում յուրաքանչյուրից՝ տարածվելով և ի վերջո բախվելով միմյանց: Համակցված ալիքի ֆունկցիան կարող է օգտագործվել ֆոտոնը գտնվելու վայրի հավանականությունը հաշվարկելու համար:

Jacob Biamonte, Skoltech, թե ինչ կարող են անել քվանտային համակարգիչները հիմա

Ֆոտոնն ավելի հավանական է, որ լինի այնտեղ, որտեղ երկու ալիքային ֆունկցիաները ստեղծում են ուժեղացնող միջամտություն, և դժվար թե գտնվի թուլացող միջամտության վայրերում: Չափումը, այս դեպքում ալիքի ֆունկցիայի փոխազդեցությունը լուսանկարչական ափսեի հետ, կոչվում է ալիքի ֆունկցիայի «փլուզում» կամ ֆոն Նեյմանի կրճատում։ Այս գործընթացը տեղի է ունենում չափման ժամանակ այն վայրերից մեկում, որտեղ ֆոտոնը նյութականանում է։

Ֆոն Նեյմանի կրճատում (ալիքի ֆունկցիայի կրճատում կամ փլուզում)- օբյեկտի քվանտային վիճակի (ալիքային ֆունկցիայի) նկարագրության ակնթարթային փոփոխություն, որը տեղի է ունենում չափման ժամանակ։ Այնքանով, որքանով այս գործընթացըըստ էության ոչ տեղային է, և փոփոխության ակնթարթությունից հետևում է լույսի արագությունից ավելի արագ փոխազդեցությունների տարածումը, ապա համարվում է, որ դա ոչ թե ֆիզիկական գործընթաց է, այլ նկարագրության մաթեմատիկական մեթոդ։

Չկա մի բան, որ մարդը չնկատի

Ալիքային ֆունկցիայի այս տարօրինակ թվացող փլուզումը քվանտային մեխանիկայի բազմաթիվ դժվարությունների աղբյուր է: Մինչ լույսի անցումը, չի կարելի հստակ ասել, թե որտեղ կհայտնվի մեկ ֆոտոն: Այն կարող է հայտնվել ցանկացած վայրում՝ ոչ զրոյական հավանականությամբ։ Հնարավոր չէ գծել ֆոտոնի հետագիծը աղբյուրից էկրանի մի կետ: Ֆոտոնի հետագիծն անհնար է կանխատեսել, սա Սան Ֆրանցիսկոյից Նյու Յորք նույն երթուղով թռչող ինքնաթիռ չէ:

Վերներ Հայզենբերգը, ինչպես մյուս գիտնականները, պնդում էր, որ մաթեմատիկորեն իրականություն գոյություն չունի, քանի դեռ դիտորդը բացակայում է:

«Նպատակի գաղափարը իրական աշխարհը, որոնց մասերը գոյություն ունեն այնպես, ինչպես քարերը կամ ծառերը, և անկախ նրանից մենք դրանք դիտում ենք, թե ոչ, անհնար է»,- գրել է նա։ Ջոն Ուիլերը նաև օգտագործեց երկու ճեղքերով փորձի մի տարբերակ՝ պնդելու, որ «ոչ մի տարրական քվանտային երևույթ այդպիսին չէ, քանի դեռ այն չի ականատես լինել ուրիշների կողմից («դիտելի», «տեսողական»):

Վերներ Կարլ ՀայզենբերգՔվանտային տեսության մի շարք հիմնարար աշխատությունների հեղինակ է. դրել է մատրիցային մեխանիկայի հիմքերը, ձևակերպել է անորոշության կապը, կիրառել է քվանտային մեխանիկայի ֆորմալիզմը ֆերոմագնիսականության, անոմալ Զեյմանի էֆեկտի և այլնի խնդիրների համար։

Այնուհետև նա ակտիվորեն մասնակցել է քվանտային էլեկտրադինամիկայի (Հայզենբերգ - Պաուլի տեսություն) և դաշտի քվանտային տեսության (S-մատրիցի տեսություն) զարգացմանը, կյանքի վերջին տասնամյակներում նա փորձել է ստեղծել դաշտի միասնական տեսություն։ Հայզենբերգը պատկանում է միջուկային ուժերի առաջին քվանտային-մեխանիկական տեսություններից մեկին։ Երկրորդ համաշխարհային պատերազմի ժամանակ նա գերմանական միջուկային նախագծի առաջատար տեսաբանն էր։

Ջոն Արչիբալդ Ուիլերներկայացրեց մի քանի տերմիններ (քվանտային փրփուր, նեյտրոնային չափավորություն), ներառյալ երկուսը, որոնք հետագայում լայնորեն կիրառվեցին գիտության և ֆանտաստիկայի մեջ՝ սև անցք և որդնանցք։

Բայց քվանտային տեսությունը բոլորովին չի ձևակերպում, թե ինչ պետք է լինի «չափումը»։ Նա պարզապես պնդում է, որ չափիչ սարքը պետք է լինի դասական՝ չնշելով, թե որտեղ է դասական և կեղծ չափումների միջև ընկած նուրբ գիծը: Սա հանգեցնում է այն գաղափարի կողմնակիցների առաջացմանը, որ մարդու գիտակցությունը և առաջացնում է ալիքային ֆունկցիայի փլուզում: 2018 թվականի մայիսին Հենրի Ստապը և նրա գործընկերները պնդում էին, որ կրկնակի ճեղքվածքով փորձը և դրա ժամանակակից տարբերակները ցույց են տալիս, որ «գիտակից դիտորդը կարող է անփոխարինելի լինել» քվանտային տեսությունը և այն գաղափարը, որ յուրաքանչյուր մարդու միտքը նյութական աշխարհի սրտում է: .

Բայց այս փորձերը էմպիրիկ ապացույց չեն: Երկու ճեղքերով փորձի ժամանակ ընդամենը կարող եք հաշվարկել հավանականությունը: Եթե ​​փորձի անցման ընթացքում հավանականությունը դրսևորվում է տասնյակ հազարավոր միանման ֆոտոններով, ապա կարելի է պնդել, որ ալիքի ֆունկցիայի փլուզումը տեղի է ունենում կասկածելի գործընթացի շնորհիվ, որը կոչվում է չափում: Սա այն ամենն է, ինչ կարելի է անել:

Անկախ անձից

Բացի այդ, Յունգի փորձը մեկնաբանելու այլ եղանակներ կան։ Օրինակ՝ դը Բրոլի-Բոմի տեսությունը, որը պնդում է, որ իրականությունը և՛ ալիք է, և՛ մասնիկ։ Իսկ ֆոտոնը միշտ որոշակի սկզբնական դիրքով ուղղված է դեպի կրկնակի ճեղքը և անցնում է այս կամ այն ​​ճեղքով։ Հետևաբար, յուրաքանչյուր ֆոտոն ունի իր հետագիծը: Սա կոչվում է փորձնական ալիքի տարածում, որն անցնում է երկու ճեղքերով, տեղի է ունենում միջամտություն, այնուհետև փորձնական ալիքն ուղղում է ֆոտոնը ուժեղացնող միջամտության շրջան։

Բոհմի հետագծերը երկու ճեղքերով անցնող էլեկտրոնի համար: Նմանատիպ պատկեր է ստացվել նաև միայնակ ֆոտոնների թույլ չափումներից:Պատկեր՝ քվանտային ֆիզիկա

Ի լրումն ալիքի ֆունկցիայի բոլոր հնարավոր կոնֆիգուրացիաների տարածության մեջ, դը Բրոլի-Բոմի տեսությունը պնդում է իրական կոնֆիգուրացիա, որը գոյություն ունի նույնիսկ չափելի չլինելու համար: Այն սահմանում է ալիքի ֆունկցիան երկու ճեղքերի համար, սակայն յուրաքանչյուր մասնիկ ունի հստակ սահմանված հետագիծ, որն անցնում է ուղիղ մեկ ճեղքով։ Դետեկտորի էկրանի վրա մասնիկի վերջնական դիրքը և այն ճեղքը, որով այն անցնում է, որոշվում են մասնիկի սկզբնական դիրքով: Այս սկզբնական դիրքը անհայտ է կամ անվերահսկելի է փորձարարի կողմից, ուստի հայտնաբերման օրինաչափության մեջ պատահականության տեսք կա:

1979 թվականին Քրիս Դյուդնին և Բիրբեկ քոլեջի գործընկերները մոդելավորեցին երկու ճեղքերով անցնող մասնիկների տեսական հետագծերը: Վերջին տասնամյակում փորձարարները համոզվեցին, որ նման հետագծեր գոյություն ունեն, թեև օգտագործելով բավականին հակասական մեթոդ, այսպես կոչված, թույլ չափում: Չնայած հակասություններին, փորձերը ցույց են տալիս, որ դե Բրոլի-Բոմի տեսությունը բացատրում է քվանտային աշխարհի վարքը:

Բիրքբեկ (Լոնդոնի համալսարան)- հետազոտություն և ուսումնական հաստատություներեկոյան ուսուցման ձևով, մասնագիտանալով տրամադրման մեջ բարձրագույն կրթություն... Մտնում է Լոնդոնի համալսարանի կազմի մեջ։

Այս չափումների վերաբերյալ էականն այն է, որ տեսությունը դիտորդների, չափումների կամ մարդկային մասնակցության կարիք չունի:

Այսպես կոչված փլուզման տեսությունները նշում են, որ ալիքային ֆունկցիաների փլուզումը տեղի է ունենում պատահականորեն: Որքան շատ մասնիկներ լինեն քվանտային համակարգում, այնքան ավելի հավանական է: Դիտորդները պարզապես արձանագրում են արդյունքը։ Վիեննայի համալսարանում Մարկուս Արնդտի թիմը փորձարկեց այս տեսությունները՝ ավելի ու ավելի մեծ մասնիկներ ուղարկելով ճեղքերի միջով: Փլուզման տեսությունները ասում են, որ երբ նյութի մասնիկները դառնում են ավելի զանգվածային, քան որոշակի ինդեքսը, նրանք չեն կարող մնալ քվանտային դաշտում, որն անցնում է միաժամանակ երկու ճեղքերով, դա կկործանի միջամտության օրինաչափությունը: Արնդտի թիմը ճեղքերի միջով ուղարկեց ավելի քան 800 ատոմ ունեցող մասնիկ, և լույսի ինտենսիվության վերաբաշխում տեղի ունեցավ: Կրիտիկական արժեքի որոնումները շարունակվում են։

Ռոջեր Պենրոուզն ունի փլուզման տեսության իր տարբերակը՝ որքան մեծ է քվանտային դաշտում գտնվող օբյեկտի զանգվածը, այնքան ավելի արագ է այն անցնելու մի վիճակից մյուսը՝ գրավիտացիոն անկայունության պատճառով: Կրկին, սա տեսություն է, որը չի պահանջում մարդու միջամտություն: Գիտակցությունը դրա հետ կապ չունի։ Սանտա Բարբարայի Կալիֆորնիայի համալսարանի Դիրկ Բումեյսթերը փորձարկում է Փենրոուզի գաղափարը Յունգի փորձով։

Հիմնականում գաղափարը կայանում է նրանում, որ ոչ միայն ստիպել ֆոտոնին անցնել երկու ճեղքերով, այլև ճեղքերից մեկը դնել սուպերպոզիցիային՝ միաժամանակ երկու տեղում: Ըստ Փենրոուզի, տեղահանված ճեղքը կամ կմնա սուպերպոզիցիային, կամ կփլուզվի, երբ ֆոտոնն անցնի, ինչի արդյունքում կառաջանան տարբեր տեսակի միջամտությունների ձևեր: Փլուզումը կախված կլինի ճեղքերի չափից: Բումեյսթերն աշխատել է այս փորձի վրա մեկ տասնամյակ և շուտով կկարողանա հաստատել կամ հերքել Փենրոուզի պնդումները։

Քվանտային համակարգիչը կբացահայտի գենետիկայի առեղծվածները

Եթե ​​որևէ հեղափոխական բան տեղի չունենա, այս փորձերը ցույց կտան, որ մենք դեռ չենք կարող հավակնել իրականության էության բացարձակ իմացությանը: Նույնիսկ եթե փորձերը մաթեմատիկական կամ փիլիսոփայական մոտիվացված լինեն։ Իսկ նյարդաբանների և փիլիսոփաների եզրակացությունները, ովքեր համաձայն չեն քվանտային տեսության էության հետ և պնդում են, որ տեղի է ունենում ալիքային ֆունկցիաների փլուզում, լավագույն դեպքում վաղաժամ են, իսկ վատագույն դեպքում՝ սխալ և միայն մոլորեցնում են բոլորին:

ԴԱՇՏՆԵՐ ԵՎ ՔԱՆԱԿՆԵՐ

Աստիճանաբար դաշտերի սկզբնական հայեցակարգը համալրվեց էլ ավելի բարդով` այսպես կոչված. քվանտային ներկայացում. Պարզվել է, որ ցանկացած ոլորտ - տիրապետում է այսպես կոչված. քվանտա - որը, սակայն, կարելի է բացատրել բավականին պարզ. քվանտները դաշտի ուժգնության (տեղական) փոփոխությունների ալիքներ են, որոնք կարող են տարածվել դաշտում «ճիշտ այնպես, ինչպես օվկիանոսի ալիքները տարածվում են օվկիանոսի մակերևույթի վրա»: Օրինակ՝ էլեկտրամագնիսական ալիքները (= ֆոտոնները) քվանտա են = էլեկտրամագնիսական դաշտերի «մակերեսի վրայով» տարածվող ալիքներ։ Այլ տեսակի դաշտերը նույնպես ունեն իրենց քվանտաալիքները՝ «ուժեղ» դաշտերի քվանտան կոչվում է մեզոններ, գրավիտացիոն դաշտերի քվանտները՝ գրավիտոնները, «թույլ» դաշտերի քվանտները՝ այսպես կոչված։ բոզոններ, և վերջապես, գլյուոնային դաշտերի քվանտները գլյուոններ են։ Ցանկացած քվանտա ալիքներ են, որոնք տարածվում են համապատասխան դաշտերի երկայնքով: Մյուս կողմից, դաշտերը եղել և մնում են շարունակական և անսահման կիսանյութեր։

Քվանտային տեսություն այսպես. ցույց տվեց միայն, որ յուրաքանչյուր դաշտ «ծածկված» է համապատասխան քվանտներով, ինչպես օվկիանոսը ծածկված է օվկիանոսի ալիքներով: Օվկիանոսն անհանգիստ է, ինչպես ցանկացած դաշտ անհանգիստ է։

Ընդհանրապես քվանտային էությունն այդպես է. բավականին պարզ:

Այսպիսով, քվանտները երևույթ են, որն անքակտելիորեն կապված է այս կամ այն ​​դաշտի հետ և գոյություն ունի միայն դաշտի առկայության դեպքում (ինչպես օվկիանոսի ալիքները՝ գոյություն ունեն միայն օվկիանոսի առկայության դեպքում): Անհնար է օվկիանոսի ալիքը օվկիանոսից բաժանել, իսկ քվանտը դաշտից։ Բայց միևնույն ժամանակ օվկիանոսը բաղկացած չէ օվկիանոսի ալիքներից, իսկ դաշտը բաղկացած չէ քվանտներից։

Ավելին. ցանկացած տեսակի դաշտերի քվանտները կարող են գոյություն ունենալ երկու տարբեր վիճակներում. այսպես կոչված: տեսանելի և անտեսանելի: Անտեսանելիությունը քվանտի հատուկ վիճակ է, երբ քվանտը չի կարող հայտնաբերվել որևէ սարքի կողմից: (քանի որ այն ունի այսպես կոչված նվազագույն հնարավոր էներգիա): Իսկ քվանտան այսպես կոչված. տեսանելի վիճակ - ունեն նվազագույնից մեծ էներգիա և, հետևաբար, դրանք հեշտությամբ հայտնաբերվում են (սարքերի միջոցով): Օրինակ, էլեկտրամագնիսական քվանտները տեսանելի վիճակում (= տեսանելի ֆոտոններ) են ուլտրամանուշակագույն, լույս, ինֆրակարմիր ֆոտոններ, ինչպես նաև ռադիոալիքներ և այլն։

Ընդհանուր առմամբ, քվանտները (= ալիքները դաշտերում) մասնիկների փոխազդեցության (= ձգողականություն և վանում) կրողներ են։ Բնության մեջ մասնիկների ցանկացած փոխազդեցություն պետք է իրականացվի քվանտների փոխանակմամբ: Մասնիկներն ունակ չեն ուղղակիորեն փոխազդելու (քանի որ բոլոր մասնիկները, ինչպես արդեն նշվեց, անմարմին են և չունեն մակերեսներ)։

Էլեկտրոնի էլեկտրական լիցքն ուղիղ համեմատական ​​է էլեկտրոնի էլեկտրամագնիսական դաշտում անընդհատ առաջացող անտեսանելի ֆոտոնների թվին ժամանակի միավորի վրա։ Այս թիվը, միջին հաշվով, միշտ նույնն է (բոլոր էլեկտրոնների և բոլոր պրոտոնների համար, և ընդհանրապես բոլոր մասնիկների համար, որոնց էլեկտրական լիցքը հավասար է գումարած/մինուս մեկին):

Էլեկտրոնների միջև անտեսանելի ֆոտոնների մշտական ​​փոխանակումը առաջացնում է էլեկտրոնների փոխադարձ վանման ուժ, որն իր հերթին հանգեցնում է մակրոօբյեկտների մոլեկուլների փոխադարձ վանման ուժերի։ Իսկ մոլեկուլների փոխադարձ վանման պատճառով մակրոօբյեկտներն ունեն խտության (կարծրության) հատկություն։ Քարը, օրինակ, կարծրություն ունի միայն այն պատճառով, որ երբ մենք փորձում ենք սեղմել այն, քարի մոլեկուլների միջև էլեկտրամագնիսական վանման ուժերը սկսում են կտրուկ գերակշռել էլեկտրամագնիսական ձգողության ուժերին: Այդ ուժերը (վանումը) թույլ չեն տալիս մեզ սեղմել քարը և այլն։ - քարի մեջ ստեղծել կարծրություն.

Ընդհանուր առմամբ, մակրոօբյեկտներում խտության (կարծրության) հատկությունը գոյություն ունի միայն մասնիկների փոխադարձ վանման ուժերի շնորհիվ, որոնք իրականացվում են անտեսանելի քվանտների փոխանակման միջոցով։ Ինքը՝ մասնիկները (և դրանք կազմող դաշտերը), ինչպես արդեն նշվեց, եթերային են։

Մասնիկների բացարձակ եթերայնությունը կարելի է ապացուցել փորձարարական եղանակով. օրինակ՝ արագացուցիչում արագացող էլեկտրոնները կարող են ազատորեն անցնել պրոտոնի էպիկենտրոնով, կարծես պրոտոնը թափանցիկ է: Եվ այսպես, և դա իսկապես այդպես է. Մասնիկները, ըստ ժամանակակից հասկացությունների՝ խտություն (կարծրություն) չեն տիրապետում: Խտությունը առկա է միայն մակրոօբյեկտներում, այսինքն՝ բազմաթիվ մասնիկներից կազմված առարկաներում, և այն առաջանում է միայն մասնիկների միջև վանող ուժերի շնորհիվ։ Եվ ցանկացած վանող ուժերի հիմքում, վերջնական վերլուծության մեջ, այս կամ այն ​​քվանտների փոխանակումն է այդ կամ այլ դաշտերի միջև, որոնք կազմում են մասնիկները:

Դաշտերի տեսակները, որոնք գոյություն ունեն անսահման Տիեզերքում, անսահման բազմազան են, բայց բոլոր դաշտերն ունեն համապատասխան (իրենց) քվանտա, որոնց փոխանակումը կարող է առաջացնել մասնիկների փոխադարձ վանում, կամ հակառակը՝ փոխադարձ ձգողություն։ Մասնիկների փոխադարձ վանում - ընկած է մակրոօբյեկտների խտության (կարծրության) և մեծ մասի հատկությունների հիմքում: Իսկ մասնիկների փոխադարձ ձգողականությունը մակրոօբյեկտներին տալիս է առաձգական ուժ, ինչպես նաև առաձգականության հատկություն։

Ներգրավման ուժերը, որոնք կապում են, օրինակ, պրոտոններն ու նեյտրոնները ատոմի միջուկում, պայմանավորված են «ուժեղ» դաշտերի (= անտեսանելի մեզոններ) անընդհատ առաջացող քվանտների փոխանակմամբ, որոնք ստեղծում են ատոմի միջուկի ճեղքման ուժը: . Տեսանելի վիճակում մեզոնները ստացվում են (և ուսումնասիրվում) լիցքավորված մասնիկների արագացուցիչների օգնությամբ. արագացուցիչում արագացված ատոմային միջուկների բախման դեպքում անտեսանելի մեզոնները կարող են լրացուցիչ էներգիա ստանալ և անցնել և այլն։ ն.-ում տեսանելի վիճակ. Տեսանելի մեզոնների առկայությունը անուղղակի ապացույց է անտեսանելի մեզոնների գոյության օգտին։ Նմանապես, անտեսանելի քվանտների գոյությունն ապացուցված է այլ հայտնի տեսակի դաշտերի համար։

Ինչպես արդեն նշվեց, ցանկացած քվանտ (= փոխազդեցության կրող) համապատասխան դաշտի ուժգնության (տեղական) փոփոխության ալիք է, որը տարածվում է (համապատասխան) ​​դաշտի երկայնքով որոշակի արագությամբ։ Օրինակ, էլեկտրամագնիսական ալիք(= ֆոտոն) անսահման էլեկտրամագնիսական դաշտի միջով լույսի արագությամբ տարածվող ալիք է։ Այսպիսով, քվանտը (ցանկացած) ալիք է: Ինչ է ալիքը: Ցանկացած ալիք - ընդհանուր առմամբ բաղկացած է շարժումից. օրինակ, օվկիանոսի մակերևույթի ալիքը ոչ այլ ինչ է, քան շարժում, որը փոխանցվում է օվկիանոսի որոշ ջրի մոլեկուլներից մյուսներին, մյուսներից մյուսներին և այլն: Ընդհանուր առմամբ, օվկիանոսի ալիքը: ալիքային շարժում է, որը դրա իրականացման համար պահանջում է օվկիանոսի առկայությունը: Ֆոտոնը նույնպես (ալիք) շարժում է, և այդ շարժումը պահանջում է էլեկտրամագնիսական դաշտի առկայություն, որի միջոցով այս շարժումը (ֆոտոնը), ինչպես ալիքը, կարող է տարածվել։ Բոլոր մյուս տեսակի դաշտերի քվանտները դասավորված են նույն կերպ։ Այսինքն՝ ցանկացած քվանտա ալիքներ են, որոնք անցնում են համապատասխան դաշտերով։ Իսկ ցանկացած ալիքի էությունը շարժումն է:

Իշխանության մետամորֆոզներ գրքից Թոֆլեր Ալվինի կողմից

ՏԵՍԱՆՔԻՑ ԴՈՒՐՍ Ամբողջ տարածությունը՝ Միացյալ Նահանգների մի ծայրից մյուսը, այսօր ծածկված է բազմամիլիոնանոց քաշքշուկի հետքերով՝ հսկա արդյունաբերական ընկերությունների կողմից, ինչպիսիք են Nabisco, Revlon, Procter & Gamble,

Տարածության և ժամանակի գաղտնիքները գրքից հեղինակ Կոմարով Վիկտոր

Չափաչափի դաշտեր Մուլտիպլիկների հայտնաբերումը ֆիզիկոսների համար նոր մարտահրավեր դրեց. անհրաժեշտ է տարբերակել, թե տվյալ պահին այս փոխակերպվող առարկաները ինչ վիճակում են: Լուծումը գտնվեց՝ համակարգի վրա որոշակի ֆիզիկական դաշտի պարտադրում։

Գիտական ​​ֆանտաստիկա և ապագաոլոգիա գրքից: Գիրք 2 հեղինակ Լեմ Ստանիսլավ

Գեղարվեստական ​​գրականության խնդրահարույց ոլորտներ

Թագավորի նոր միտքը [Համակարգիչների, մտածողության և ֆիզիկայի օրենքների մասին] գրքից հեղինակ Փենրոուզ Ռոջեր

Քվանտային տեսությունդաշտեր Թեման, որը հայտնի է որպես «դաշտի քվանտային տեսություն», առաջացել է հարաբերականության հատուկ տեսության և քվանտային մեխանիկայի գաղափարների միավորումից։ Դաշտի քվանտային տեսությունը տարբերվում է ստանդարտ (այսինքն՝ ոչ հարաբերական) քվանտային մեխանիկայից նրանով.

Խորհրդային գյուղ [գաղութատիրության և արդիականացման միջև] գրքից հեղինակը Աբաշին Սերգեյ

The Process Mind գրքից: Աստծո մտքի հետ կապվելու ուղեցույց հեղինակը Մինդել Առնոլդ

Մագնիսական դաշտերերկիր Օբյեկտները, ինչպիսիք են էլեկտրական լիցքը կամ մագնիսը, շրջապատված են ուժի գծերով, որոնք ցույց են տալիս իրենց ազդեցությունը այլ օբյեկտների վրա: Ուժային դաշտերը գոյություն ունեն միայն երևակայության մեջ: Սրանք հասկացություններ են, մաթեմատիկական գաղափարներ, որոնք հնարավորություն են տալիս գիտնականներին պատկերացնել

«Քվանտային միտք» գրքից [The Line Between Physics and Psychology] հեղինակը Մինդել Առնոլդ

Ձեր դաշտի գծերը Մեր երևակայությունը ձևավորում է դաշտեր, ինչպես սուբյեկտներ: Նույնիսկ նախքան մեր նախնիները մագնիսականության մասին իմանալը, նրանք հասկացան, որ մեզ առաջնորդում են ուրվական ուժերի դաշտերը՝ Տաո, Թայ Չի, ձգողականություն և էլեկտրամագնիսություն: Երբ մենք արտացոլում ենք երկրի դաշտը, մեր երևակայությունը

«Տրամաբանություն. ձեռնարկ» գրքից իրավաբանական դպրոցներ հեղինակը Կիրիլով Վյաչեսլավ Իվանովիչ

Բնութագրական դաշտերը Նախորդ գլխում դուք կարող եք զգացել, որ մեզանից յուրաքանչյուրն ունի որոշակի ներկայություն կամ դաշտ: Այս դաշտի առկայության ձեր գետնին առնչվող ասոցիացիան ստեղծում է այն, ինչ ես անվանում եմ ձեր «բնորոշ դաշտը»: Սա գետնի հետ կապված է:

Ճարտարապետություն և պատկերագրություն գրքից։ «Սիմվոլ մարմինը» դասական մեթոդաբանության հայելու մեջ հեղինակը Վանեյան Ստեփան Ս.

ԹՎԵՐԸ ՈՐՊԵՍ ԴԱՇՏԵՐ Մինչև մաթեմատիկայի, ֆիզիկայի և հոգեբանության ոլորտների մասին մտածելը, եկեք նայենք «դաշտ» տերմինի ամենօրյա օգտագործմանը: Մեզանից շատերը արտը համարում են հողատարածք, որը առանձնացված է ինչ-որ տեսակի օգտագործման համար, օրինակ՝ արոտավայր:

«Մարդ» նախագիծ գրքից հեղինակը Մենեգետի Անտոնիո

Մաթեմատիկայի բնագավառները Մաթեմատիկոսներն օգտագործում են նաև դաշտ հասկացությունը1: Թվային դաշտը նույնպես մի տեսակ խաղադաշտ է։ Այստեղ գործում են հատուկ կանոններ, որոնցից ամենապարզը գումարումն ու հանումն է։ Օրինակ՝ դիտարկենք մի շարք դրականների դաշտը։ իրական թվեր, ապա

Հեղինակի գրքից

Թվային դաշտի կանոններ Հիշեք, որ այս դաշտում կարող են տեղի ունենալ միայն այն խաղերը կամ գործընթացները, որոնք համապատասխանում են դրա կանոններին: Որո՞նք են թվային դաշտի կանոնները: Այստեղ են. 1. Փակում. Թվային դաշտի առաջին կանոնը բոլոր դաշտերի կանոնն է՝ այն ամենը, ինչ տեղի է ունենում դրա վրա

Հեղինակի գրքից

Իրազեկման ոլորտներ Որոշ մարդիկ չեն սիրում գրաֆիկները, կանխատեսումները կամ դաշտերը, ինչպիսիք են վերը քննարկվածները: Նրանք դրանք հետաքրքիր չեն համարում: Բայց դրանք ինձ դուր են գալիս, քանի որ ես կարծում եմ, որ այս գրաֆիկը ավելին է, քան իրական և իրական հաշվելու մեր կարողության քանակական նկարագրությունը:

Հեղինակի գրքից

Ինչպես են դաշտերը դառնում մասնիկներ Ֆիզիկայի և հոգեբանության գաղափարների մեր ուսումնասիրությունը թույլ է տալիս ինձ բացատրել, թե ինչպես կարող են նյութական մասնիկներ ստեղծվել էներգիայից: Հավանաբար հիշում եք ատոմային էներգիայի հավասարումը E = mc2: Մեր գիտելիքների հիման վրա, թե ինչպես կարող է էներգիան ստեղծել

Հեղինակի գրքից

§ 5. ՓԱՍՏԱՐԿՄԱՆ ՈԼՈՐՏՆԵՐԸ 1. Փաստարկման դաշտերի հայեցակարգը և կազմը Փաստարկման մասնակիցները (սուբյեկտները)՝ կողմնակից, հակառակորդ և լսարան, վիճելի հարցեր քննարկելիս հավատարիմ են մնում տարբեր տեսակետների թեզի և հակաթեզի, փաստարկների և մեթոդների վերաբերյալ։

Հեղինակի գրքից

Պատկերագրության իմաստաբանական ոլորտները Բայց եկեք շարունակենք հետևել նրա սեփական՝ տեսական (այսինքն՝ մետալեզու) պատմվածքին։ Շատ շուտով մենք կհասկանանք, թե ինչ է թաքնված «իմաստային դաշտերի» գաղափարի հետևում, որոնք ներառում են պաշտոնապես տարբերվող պատկերներ, որոնք փոխազդում են և

Հեղինակի գրքից

4.1.3. Իմաստային դաշտի տեսակները Իմաստային դաշտը դասակարգելիս մենք առանձնացնում ենք դրա երեք տեսակ. Կենսաբանական կամ զգացմունքային իմաստային դաշտը, որպես ճանաչողության տարրական ձև, վերաբերում է արտացոլված ամեն ինչին, ներառյալ սեքսուալության և ագրեսիվության ասպեկտները: Այն -

Քվանտային մեխանիկան, էլ չեմ խոսում դաշտի քվանտային տեսության մասին, տարօրինակ, վախեցնող և հակաինտուիտիվ գիտության համբավ ունի: Գիտական ​​հանրության մեջ կան այնպիսիք, ովքեր մինչ օրս դա չեն ճանաչում: Այնուամենայնիվ, դաշտի քվանտային տեսությունը միակ փորձարարական հաստատված տեսությունն է, որը կարող է բացատրել միկրոմասնիկների փոխազդեցությունը ցածր էներգիաների դեպքում։ Ինչու է դա կարևոր: Մոսկվայի ֆիզիկատեխնիկական ինստիտուտի ուսանող և հիմնարար փոխազդեցությունների ամբիոնի աշխատակից Անդրեյ Կովտունը պատմում է, թե ինչպես օգտագործել այս տեսությունը՝ հասնելու բնության հիմնական օրենքներին կամ ինքներդ հորինել դրանք:

Ինչպես գիտեք, բոլոր բնական գիտությունները ենթակա են որոշակի հիերարխիայի։ Օրինակ՝ կենսաբանությունն ու քիմիան ֆիզիկական հիմքեր ունեն։ Իսկ եթե աշխարհին նայեք խոշորացույցով և ամեն անգամ մեծացնեք նրա հզորությունը՝ այդպիսով նվազեցնելով գիտելիքները, մենք կամաց-կամաց կհասնենք դաշտի քվանտային տեսությանը։ Սա գիտություն է, որը նկարագրում է մոր ամենափոքր մասնիկների հատկությունները և փոխազդեցությունները, որոնցից մենք կազմված ենք՝ մասնիկներ, որոնք սովորաբար կոչվում են տարրական: Դրանցից մի քանիսը, ինչպես, օրինակ, էլեկտրոնը, գոյություն ունեն ինքնուրույն, իսկ մյուսները միավորվում և կազմում են կոմպոզիտային մասնիկներ: Հայտնի պրոտոններն ու նեյտրոնները հենց այդպիսին են՝ կազմված են քվարկներից։ Բայց քվարկներն իրենք արդեն տարրական են։ Այսպիսով, ֆիզիկոսների խնդիրն է հասկանալ և եզրակացնել այս մասնիկների բոլոր հատկությունները և պատասխանել այն հարցին, թե արդյոք կա որևէ այլ բան, որն ավելի խորն է գտնվում հիմնարար ֆիզիկական օրենքների հիերարխիայում:

Մեր իրականությունը դաշտային է, այն բաղկացած է դաշտերից, և մենք միայն այս դաշտերի տարրական գրգռումներն ենք

Արմատական ​​գիտնականների համար վերջնական նպատակը աշխարհի մասին գիտելիքների ամբողջական կրճատումն է, ավելի քիչ արմատական ​​գիտնականների համար՝ ավելի խորը ներթափանցումը միկրոաշխարհի կամ սուպերմիկրոկոսմի նրբություններին: Բայց ինչպե՞ս է դա հնարավոր, եթե գործ ունենք միայն մասնիկների հետ։ Պատասխանը շատ պարզ է. Մենք պարզապես վերցնում և հարվածում ենք նրանց, բառիս բուն իմաստով ջարդում միմյանց դեմ՝ երեխաների նման, ովքեր, ցանկանալով տեսնել ինչ-որ զվարճալի փոքրիկ իրի սարքը, պարզապես նետում են հատակին և հետո ուսումնասիրում բեկորները: Մենք նաև բախում ենք մասնիկներին, այնուհետև նայում ենք, թե որ նոր մասնիկներ են ստացվում բախման ժամանակ, և որոնք քայքայվում են հիանալի մեկուսացման մեջ երկար ճանապարհորդությունից հետո: Քվանտային տեսության այս բոլոր գործընթացները նկարագրվում են այսպես կոչված քայքայման և ցրման հավանականություններով։ Դաշտի քվանտային տեսությունը զբաղվում է այս մեծությունների հաշվարկներով։ Բայց ոչ միայն նրանց կողմից։

Վեկտորներ կոորդինատների և արագությունների փոխարեն

Քվանտային մեխանիկայի հիմնական տարբերությունն այն է, որ մենք այլևս չենք նկարագրի ֆիզիկական մարմինները՝ օգտագործելով կոորդինատները և արագությունները: Քվանտային մեխանիկայի հիմնական հասկացությունը վիճակի վեկտորն է: Սա քվանտային մեխանիկական տեղեկատվության տուփ է ֆիզիկական համակարգի մասին, որը մենք ուսումնասիրում ենք: Եվ ես օգտագործում եմ «համակարգ» բառը, քանի որ վիճակի վեկտորը մի բան է, որը կարող է նկարագրել ինչպես էլեկտրոնի, այնպես էլ նստարանի վրա արևածաղկի սերմեր կծկող տատիկի վիճակը: Այսինքն՝ այս հայեցակարգը շատ լայն ընդգրկում ունի։ Եվ մենք ցանկանում ենք գտնել վիճակի բոլոր վեկտորները, որոնք կպարունակեն մեզ անհրաժեշտ ողջ տեղեկատվությունը ուսումնասիրվող օբյեկտի մասին:

Ավելին, բնական է հարց տալ «Ինչպե՞ս կարող ենք գտնել այս վեկտորները և հետո դրանցից հանել այն, ինչ ուզում ենք»: Այստեղ մեզ օգնության է գալիս քվանտային մեխանիկայի հաջորդ կարևոր հայեցակարգը՝ օպերատորը։ Սա այն կանոնն է, որով մի վիճակի վեկտորը կապված է մյուսի հետ: Օպերատորները պետք է ունենան որոշակի հատկություններ, և նրանցից ոմանք (բայց ոչ բոլորը) վիճակի վեկտորներից տեղեկատվություն են քաղում մեզ անհրաժեշտ ֆիզիկական մեծությունների մասին: Նման օպերատորները կոչվում են ֆիզիկական մեծությունների օպերատորներ։

Չափել այն, ինչը դժվար է չափել

Քվանտային մեխանիկան հետևողականորեն լուծում է երկու խնդիր՝ անշարժ և էվոլյուցիոն, և իր հերթին. Ստացիոնար խնդրի էությունը կայանում է նրանում, որ որոշել բոլոր հնարավոր վիճակի վեկտորները, որոնք կարող են նկարագրել ֆիզիկական համակարգը ժամանակի տվյալ պահին: Այդպիսի վեկտորներ են, այսպես կոչված, ֆիզիկական մեծությունների օպերատորների սեփական վեկտորները։ Նրանց սկզբնական պահին բացահայտելով, հետաքրքիր է հետևել, թե ինչպես են դրանք զարգանալու, այսինքն՝ փոխվելու ժամանակի ընթացքում:

Մյուոնը անկայուն տարրական մասնիկ է՝ բացասական էլեկտրական լիցքով և 1⁄2 պտույտով։ Անտիմուոնը հակամասնիկ է՝ հակառակ նշանի քվանտային թվերով (ներառյալ լիցքը), բայց հավասար զանգվածով և սպինով։

Էվոլյուցիոն խնդրին նայենք տարրական մասնիկների տեսության տեսանկյունից։ Ենթադրենք, մենք ցանկանում ենք բախվել էլեկտրոնի և նրա գործընկեր պոզիտրոնի հետ: Այլ կերպ ասած, մենք ունենք վիճակ-1 վեկտոր, որը նկարագրում է էլեկտրոն-պոզիտրոն զույգը նախնական վիճակում կոնկրետ մոմենտով: Իսկ հետո ուզում ենք իմանալ, թե էլեկտրոնի և պոզիտրոնի բախումից հետո ինչ հավանականությամբ կծնվեն մյուոն և հակամյուոն։ Այսինքն՝ համակարգը նկարագրվելու է վիճակի վեկտորով, որը պարունակում է տեղեկատվություն մյուոնի և նրա հակազուգընկերոջ մասին՝ նաև վերջնական վիճակում գտնվող որոշակի մոմենտներով։ Այսքանը ձեր էվոլյուցիոն խնդրի մասին. մենք ուզում ենք պարզել, թե ինչ հավանականությամբ մեր քվանտային համակարգը ցատկելու է մի վիճակից մյուսը:

Լուծենք նաև ֆիզիկական համակարգի անցման խնդիրը 1 վիճակից 2 վիճակի։ Ենթադրենք, դուք գնդակ ունեք: Նա ցանկանում է A կետից հասնել B կետ, և կան շատ երևակայելի ուղիներ, որոնցով նա կարող է կատարել այս ճանապարհորդությունը: Բայց ամենօրյա փորձը ցույց է տալիս, որ եթե գնդակը նետում ես որոշակի անկյան տակ և որոշակի արագությամբ, ապա այն ունի միայն մեկ իրական ճանապարհ։ Քվանտային մեխանիկան այլ բան է ասում։ Նա ասում է, որ գնդակը միաժամանակ անցնում է այս բոլոր հետագծերով: Հետագծերից յուրաքանչյուրն իր (քիչ թե շատ) ներդրումն է ունենում մի կետից մյուսը անցնելու հավանականության մեջ։

Դաշտեր

Դաշտի քվանտային տեսությունն այդպես է կոչվում, քանի որ այն նկարագրում է ոչ թե բուն մասնիկները, այլ որոշ ավելի ընդհանուր սուբյեկտներ, որոնք կոչվում են դաշտեր: Դաշտի քվանտային տեսության մասնիկները դաշտերի տարրական կրողներ են։ Պատկերացրեք Համաշխարհային օվկիանոսի ջրերը։ Թող մեր օվկիանոսը հանգիստ լինի, նրա մակերեսին ոչինչ չի եռում, ալիքներ, փրփուրներ և այլն: Մեր օվկիանոսը դաշտ է։ Հիմա պատկերացրեք միայնակ ալիք՝ միայն մեկ գլանաձև ալիքի գագաթ, որը ծնվել է ինչ-որ հուզմունքի արդյունքում (օրինակ՝ ջրին բախվելով), որն այժմ շրջում է օվկիանոսի հսկայական տարածություններով: Դա մասնիկ է։ Այս անալոգիան ցույց է տալիս հիմնական գաղափարը. մասնիկները դաշտային տարրական գրգռումներ են: Այսպիսով, մեր իրականությունը դաշտային է, և մենք բաղկացած ենք միայն այս դաշտերի տարրական գրգռումներից։ Ծնված լինելով այս նույն դաշտերից՝ նրանց քվանտները պարունակում են իրենց նախնիների բոլոր հատկությունները։ Սա մասնիկների դերն է մի աշխարհում, որտեղ միաժամանակ շատ օվկիանոսներ կան, որոնք կոչվում են դաշտեր: Դասական տեսանկյունից դաշտերն իրենք սովորական են թվային ֆունկցիաներ... Դրանք կարող են բաղկացած լինել միայն մեկ ֆունկցիայից (սկալար դաշտեր), կամ կարող են բաղկացած լինել մի շարքից (վեկտոր, թենզոր և սպինոր դաշտեր)։

Գործողություն

Հիմա ժամանակն է նորից հիշել, որ յուրաքանչյուր հետագիծ, որի երկայնքով ֆիզիկական համակարգն անցնում է վիճակ-1 վիճակից-2, ձևավորվում է հավանականության որոշակի ամպլիտուդով: Ամերիկացի ֆիզիկոս Ռիչարդ Ֆեյնմանը իր աշխատություններում առաջարկել է, որ բոլոր հետագծերի ներդրումը մեծությամբ հավասար է, բայց տարբերվում է ըստ փուլերի։ Պարզ ձևով, եթե ձեր ալիքը (այս դեպքում՝ քվանտային հավանականության ալիքը) անցնում է մի կետից մյուսը, ապա փուլը (բաժանված 2π գործակցով) ցույց է տալիս, թե քանի տատանումներ են տեղավորվում այս ճանապարհի երկայնքով: Այս փուլը մի թիվ է, որը հաշվարկվում է որոշակի կանոնով: Եվ այս թիվը կոչվում է գործողություն:

Տիեզերքի հիմքում, ըստ էության, գեղեցկության հասկացությունն է, որն արտացոլված է «սիմետրիա» տերմինում.

Գործողության հետ կապված այն հիմնական սկզբունքն է, որի վրա այժմ կառուցվում են ֆիզիկան նկարագրող բոլոր ողջամիտ մոդելները: Սա նվազագույն գործողության սկզբունքն է, և, մի խոսքով, դրա էությունը հետևյալն է. Ենթադրենք, որ մենք ունենք ֆիզիկական համակարգ. այն կարող է լինել և՛ կետ, և՛ գնդակ, որը ցանկանում է տեղափոխվել մի վայրից մյուսը, կամ կարող է լինել դաշտի մի տեսակ կոնֆիգուրացիա, որը ցանկանում է փոխվել և դառնալ այլ կոնֆիգուրացիա: Նրանք կարող են դա անել տարբեր ձևերով: Օրինակ, մի մասնիկը փորձում է Երկրի գրավիտացիոն դաշտի մի կետից մյուսը հասնել, և մենք տեսնում ենք, որ, ընդհանուր առմամբ, կան անսահման բազմաթիվ եղանակներ, որոնցով նա կարող է դա անել: Բայց կյանքը մեզ հուշում է, որ իրականում, հաշվի առնելով նախնական պայմանները, կա միայն մեկ հետագիծ, որը թույլ կտա նրան հասնել մի կետից մյուսը: Հիմա՝ նվազագույն գործողության սկզբունքի էությանը: Յուրաքանչյուր հետագծին մի թիվ ենք նշանակում որոշակի կանոնի համաձայն, որը կոչվում է գործողություն։ Այնուհետև մենք համեմատում ենք այս բոլոր թվերը և ընտրում միայն այն հետագծերը, որոնց համար գործողությունը կլինի նվազագույն (որոշ դեպքերում՝ առավելագույնը): Օգտագործելով նվազագույն գործողության ուղիները ընտրելու այս մեթոդը, դուք կարող եք ստանալ Նյուտոնի օրենքները դասական մեխանիկայի կամ էլեկտրաէներգիան և մագնիսականությունը նկարագրող հավասարումներ:

Մնում է մնացորդ, որովհետև այնքան էլ պարզ չէ, թե որն է այս թիվը՝ գործողություն: Եթե ​​ուշադիր չնայեք, ապա սա ինչ-որ վերացական մաթեմատիկական մեծություն է, որն առաջին հայացքից ոչ մի կապ չունի ֆիզիկայի հետ, բացառությամբ այն, որ այն պատահականորեն դուրս է հանում մեզ հայտնի արդյունքը: Իրականում ամեն ինչ շատ ավելի հետաքրքիր է։ Նվազագույն գործողության սկզբունքը սկզբնապես ստացվել է որպես Նյուտոնի օրենքների հետևանք: Այնուհետեւ դրա հիման վրա ձեւակերպվեցին լույսի տարածման օրենքները։ Այն կարելի է ստանալ նաև էլեկտրաէներգիայի և մագնիսականության օրենքները նկարագրող հավասարումներից, այնուհետև հակառակ ուղղությամբ՝ նվազագույն գործողության սկզբունքից, գալ նույն օրենքներին:

Հատկանշական է, որ թվացյալ տարբեր տեսություններ ձեռք են բերում նույն մաթեմատիկական ձևակերպումը։ Եվ սա մեզ հուշում է հետևյալ ենթադրության. կարո՞ղ ենք մենք ինքներս հորինել բնության որոշ օրենքներ՝ օգտագործելով նվազագույն գործողության սկզբունքը, ապա դրանք փնտրել փորձի մեջ: Մենք կարող ենք և անում ենք: Սա է այս անբնական ու դժվար հասկանալի սկզբունքի իմաստը։ Բայց դա աշխատում է, ինչը ստիպում է մարդուն դրա մասին մտածել հենց որպես համակարգի ինչ-որ ֆիզիկական բնութագրիչ, այլ ոչ որպես ժամանակակից տեսական գիտության վերացական մաթեմատիկական ձևակերպում: Կարևոր է նաև նշել, որ մենք չենք կարող գրել որևէ գործողություն, որը պատմում է մեր երևակայությունը: Փորձելով պարզել, թե ինչպես պետք է լինի հաջորդ ֆիզիկական դաշտի տեսության գործողությունը, մենք օգտագործում ենք ֆիզիկական բնության սիմետրիաները, և տարածություն-ժամանակի հիմնարար հատկությունների հետ մեկտեղ մենք կարող ենք օգտագործել բազմաթիվ այլ հետաքրքիր համաչափություններ, որոնք առաջարկում է խմբային տեսությունը: մեզ (Ընդհանուր հանրահաշվի մի հատված, որն ուսումնասիրում է խմբեր կոչվող հանրահաշվական կառույցները և դրանց հատկությունները: - Խմբ.).

Համաչափության գեղեցկության մասին

Հատկանշական է, որ մենք ստացանք ոչ միայն որոշ բնական երևույթներ նկարագրող օրենքների ամփոփում, այլ մի միջոց՝ տեսականորեն ձեռք բերելու այնպիսի օրենքներ, ինչպիսիք են Նյուտոնի կամ Մաքսվելի հավասարումները: Եվ չնայած դաշտի քվանտային տեսությունը նկարագրում է տարրական մասնիկները միայն ցածր էներգիայով, այն արդեն ծառայել է ամբողջ աշխարհի ֆիզիկոսներին և դեռ միակ տեսությունն է, որը խելամտորեն նկարագրում է մեր աշխարհը կազմող ամենափոքր շինանյութերի հատկությունները: Գիտնականներն իրականում ցանկանում են գրել նման գործողություն, միայն քվանտ, որը միաժամանակ կպարունակի բնության բոլոր հնարավոր օրենքները: Թեեւ հաջողության դեպքում էլ չէր լուծի մեզ հետաքրքրող բոլոր հարցերը։

Բնության օրենքների խորը ըմբռնման հիմքում որոշ սուբյեկտներ են, որոնք ունեն զուտ մաթեմատիկական բնույթ... Եվ հիմա, տիեզերքի խորքերը ներթափանցելու փորձի համար, պետք է հրաժարվել որակական, ինտուիտիվ փաստարկներից։ Խոսելով քվանտային մեխանիկայի և դաշտի քվանտային տեսության մասին՝ շատ դժվար է պարզ և հստակ անալոգիաներ գտնել, բայց ամենակարևորը, որ ես կցանկանայի փոխանցել, այն է, որ տիեզերքը հիմնված է, ըստ էության, գեղեցկության հայեցակարգի վրա, որն արտացոլված է։ «սիմետրիա» տերմինով։ Համաչափությունը ակամա կապված է գեղեցկության հետ, ինչպես դա եղել է, օրինակ, հին հույների մոտ։ Եվ հենց սիմետրիաներն են, քվանտային մեխանիկայի օրենքների հետ մեկտեղ, որոնք ընկած են աշխարհի ամենափոքր շինանյութերի դասավորության հիմքում, որոնց ֆիզիկոսներին հաջողվել է հասնել մինչ այժմ:

Քվանտային դաշտի տեսության հիմնական սկզբունքները. 1). Վակուումային վիճակ. Ոչ հարաբերական քվանտային մեխանիկան թույլ է տալիս ուսումնասիրել տարրական մասնիկների անփոփոխ քանակի վարքագիծը: Դաշտի քվանտային տեսությունը հաշվի է առնում տարրական մասնիկների ստեղծումը և կլանումը կամ ոչնչացումը։ Հետևաբար, դաշտի քվանտային տեսությունը պարունակում է երկու օպերատոր՝ ստեղծման օպերատոր և տարրական մասնիկների ոչնչացման օպերատոր։ Համաձայն դաշտի քվանտային տեսության՝ վիճակն անհնար է, երբ չկա դաշտ կամ մասնիկներ։ Վակուումը դաշտ է իր ամենացածր էներգետիկ վիճակում: Վակուումի համար բնութագրերը ոչ թե անկախ, դիտելի մասնիկներ են, այլ վիրտուալ մասնիկներ, որոնք առաջանում են և որոշ ժամանակ անց անհետանում։ 2.) Տարրական մասնիկների փոխազդեցության վիրտուալ մեխանիզմ. Տարրական մասնիկները փոխազդում են միմյանց հետ դաշտերի արդյունքում, բայց եթե մասնիկը չի փոխում իր պարամետրերը, այն չի կարող արտանետել կամ կլանել փոխազդեցության իրական քվանտ, այնպիսի էներգիա և իմպուլս, ինչպես նաև որոշված ​​ժամանակի և հեռավորության համար: հարաբերություններով ∆E ∙ ∆t≥ħ, ∆px ∙ ∆х≥ħ (հաստատուն քվանտային) անորոշության կապ. Վիրտուալ մասնիկների բնույթն այնպիսին է, որ դրանք հայտնվում են որոշ ժամանակ անց, անհետանում կամ ներծծվում։ Ամեր. Ֆիզիկոս Ֆեյնմանը մշակել է տարրական մասնիկների փոխազդեցությունը վիրտուալ քվանտների հետ պատկերելու գրաֆիկական եղանակ.

Ազատ մասնիկի վիրտուալ քվանտի արտանետում և կլանում

Երկու տարրերի փոխազդեցություն. մասնիկները մեկ վիրտուալ քվանտի միջոցով։

Երկու տարրերի փոխազդեցություն. մասնիկներ երկու վիրտուալ քվանտների միջոցով։

Տվյալները Նկ. Գրաֆիկական. մասնիկների պատկերը, բայց ոչ դրանց հետագծերը:

3.) Սպինը քվանտային օբյեկտների ամենակարևոր հատկանիշն է։ Սա մասնիկի ճիշտ անկյունային իմպուլսն է, և եթե վերևի անկյունային իմպուլսը համընկնում է պտտման առանցքի ուղղության հետ, ապա պտույտը չի որոշում որևէ կոնկրետ նախընտրելի ուղղություն: Սփինը տալիս է ուղղորդվածություն, բայց հավանականական ձևով։ Պտույտը գոյություն ունի այնպիսի ձևով, որը հնարավոր չէ պատկերացնել: Սփինը նշվում է s = I ∙ ħ, և ես վերցնում եմ երկու ամբողջ թվային արժեքները ՝ I = 0,1,2, ..., և ստացված արժեքները I = ½, 3/2, 5/2, .. Դասական ֆիզիկայում միանման մասնիկները տարածականորեն տարբեր չեն, քանի որ զբաղեցնում են տարածության նույն շրջանը, տարածության ցանկացած հատվածում մասնիկ գտնելու հավանականությունը որոշվում է ալիքի ֆունկցիայի մոդուլի քառակուսիով։ Ψ ալիքի ֆունկցիան բնորոշ է բոլոր մասնիկներին: ‌‌. համապատասխանում է ալիքային ֆունկցիաների համաչափությանը, երբ 1-ին և 2-րդ մասնիկները նույնական են, և նրանց վիճակները՝ նույնը։ հակասիմետրիկ ալիքային ֆունկցիաների դեպքում, երբ 1-ին և 2-րդ մասնիկները միմյանց հետ նույնական են, բայց տարբերվում են քվանտային պարամետրերից մեկով։ Օրինակ՝ պտտել։ Պոլի բացառման սկզբունքի համաձայն՝ կես ամբողջ թվով սպին ունեցող մասնիկները չեն կարող լինել նույն վիճակում։ Այս սկզբունքը թույլ է տալիս նկարագրել ատոմների և մոլեկուլների էլեկտրոնային թաղանթների կառուցվածքը։ Այն մասնիկները, որոնք ունեն ամբողջ թվային սպին, կոչվում են բոզոններ. I = 0 պի-մեզոնների համար; I = 1 ֆոտոնների համար; I = 2 գրավիտոնների համար: Ստացված սպինով մասնիկները կոչվում են ֆերմիոններ... Էլեկտրոնը, պոզիտրոնը, նեյտրոնը, պրոտոնը ունեն I = ½: 4) Իզոտոպային սպին. Նեյտրոնի զանգվածը ընդամենը 0,1%-ով ավելի է պրոտոնի զանգվածից, եթե վերացարկենք (անտեսենք) էլեկտրական լիցքը, ապա այս երկու մասնիկները կարելի է համարել նույն մասնիկի՝ նուկլեոնի երկու վիճակ։ Նմանապես, կան - մեզոններ, բայց դրանք երեք անկախ մասնիկներ չեն, այլ նույն մասնիկի երեք վիճակ, որոնք պարզապես կոչվում են Պի - մեզոն: Մասնիկների բարդությունը կամ բազմակիությունը հաշվի առնելու համար ներմուծվում է մի պարամետր, որը կոչվում է իզոտոպային սպին։ Այն որոշվում է n = 2I + 1 բանաձեւից, որտեղ n-ը մասնիկի վիճակների թիվն է, օրինակ՝ n = 2 նուկլեոնի համար I = 1/2։ Իզոսպինի պրոյեկցիան նշվում է Iz = -1/2; Iz = ½, այսինքն. պրոտոնը և նեյտրոնը կազմում են իզոտոպային կրկնակի: Pi - մեզոնների համար վիճակների թիվը = 3, այսինքն, n = 3, I = 1, Is = -1, Is = 0, Is = 1: 5) Տարրական մասնիկների դասակարգումը. տարրական մասնիկների ամենակարևոր բնութագիրը հանգիստ զանգվածն է, ըստ այս չափանիշի՝ մասնիկները բաժանվում են բարիոնների (տրանս. Ծանր), մեզոնների (հունարենից՝ Medium), լեպտոնների (հունարենից՝ Light)։ Ըստ փոխազդեցության սկզբունքի՝ բարիոններն ու մեզոնները նույնպես պատկանում են հադրոնների դասին (հունարենից՝ Ուժեղ), քանի որ այդ մասնիկները մասնակցում են ուժեղ փոխազդեցությունների։ Բարիոնները ներառում են՝ պրոտոններ, նեյտրոններ, նշված մասնիկների հիպերոններ, միայն պրոտոնն է կայուն, բոլոր բարիոնները ֆերմիոններ են, մեզոնները՝ բոզոններ, դրանք կայուն մասնիկներ չեն, նրանք մասնակցում են բոլոր տեսակի փոխազդեցություններին, ինչպես բարիոնները, լեպտոնները ներառում են՝ էլեկտրոնները։ , նեյտրոն , այս մասնիկները ֆերմիոններ են, չեն մասնակցում ուժեղ փոխազդեցությունների։ Աչքի է ընկնում ֆոտոնը, որը չի պատկանում լեպտոններին, ինչպես նաև չի պատկանում հադրոնների դասին։ Նրա սպինը = 1, իսկ հանգստի զանգվածը = 0: Երբեմն փոխազդեցության քվանտները բաժանվում են հատուկ դասի, մեզոնը թույլ փոխազդեցության քվանտ է, գլյուոնը գրավիտացիոն փոխազդեցության քվանտ է: Երբեմն քվարկները բաժանվում են հատուկ դասի, որոնք ունեն կոտորակային էլեկտրական լիցք, որը հավասար է էլեկտրական լիցքի 1/3-ին կամ 2/3-ին։ 6) Փոխազդեցության տեսակները. 1865 թվականին ստեղծվել է էլեկտրամագնիսական դաշտի (Մաքսվել) տեսությունը։ 1915 թվականին ստեղծվեց տեսությունը գրավիտացիոն դաշտԷյնշտեյնը։ Ուժեղ և թույլ փոխազդեցությունների բացահայտումը սկսվում է 20-րդ դարի առաջին երրորդից: Նուկլոնները սերտորեն կապված են միջուկում միմյանց հետ ուժեղ փոխազդեցություններով, որոնք կոչվում են ուժեղ։ 1934 թվականին Ֆերմետը ստեղծեց թույլ փոխազդեցությունների առաջին տեսությունը, որը բավականաչափ համարժեք էր փորձարարական հետազոտությունների համար։ Այս տեսությունը առաջացել է ռադիոակտիվության հայտնաբերումից հետո, պետք էր ենթադրել, որ ատոմի միջուկներում առաջանում են աննշան փոխազդեցություններ, որոնք հանգեցնում են ծանր նյութի ինքնաբուխ քայքայմանը։ քիմիական տարրերինչպես ուրանը, մինչդեռ ճառագայթները արտանետվում են: Թույլ փոխազդեցության վառ օրինակը նեյտրոնային մասնիկների ներթափանցումն է երկրի միջով, մինչդեռ նեյտրոններն ունեն շատ ավելի համեստ թափանցելու ունակություն, դրանք պահվում են մի քանի սանտիմետր հաստությամբ կապարի թերթիկով: Ուժեղ՝ էլեկտրամագնիսական: Թույլ՝ գրավիտացիոն = 1:10-2:10-10:10-38: Տարբերությունը էլեկտրամագնիս է: և գրավիտացիան։ Փոխազդեցություններ, քանի որ դրանք սահուն կերպով նվազում են հեռավորության մեծացման հետ: Ուժեղ և թույլ փոխազդեցությունները սահմանափակվում են շատ փոքր հեռավորություններով՝ թույլերի համար 10-16 սմ, ուժեղների համար՝ 10-13 սմ: Բայց հեռավորության վրա< 10-16 см слабые взаимодействия уже не являются малоинтенсивными, на расстоянии 10-8 см господствуют электромагнитные силы. Адроны взаимодействуют с помощью кварков. Переносчиками взаимодействия между кварками являются глюоны. Сильные взаимодействия появляются на расстояниях 10-13 см, т. Е. глюоны являются короткодействующими и способны долететь такие расстояния. Слабые взаимодействия осуществляются с помощью полей Хиггса, когда взаимодействие переносится с помощью квантов, которые называются W+,W- - бозоны, а также нейтральные Z0 – бозоны(1983 год). 7) Ատոմային միջուկների տրոհում և սինթեզ։ Ատոմների միջուկները բաղկացած են պրոտոններից, որոնք նշանակում են Z և նեյտրոններ N, նուկլոնների ընդհանուր թիվը նշվում է A տառով: A = Z + N: Միջուկից նուկլոն պոկելու համար անհրաժեշտ է էներգիա ծախսել, հետևաբար միջուկի ընդհանուր զանգվածը և էներգիան փոքր են cc-ի և նրա բոլոր բաղադրիչների էներգիաների գումարից։ Էներգիայի տարբերությունը կոչվում է կապող էներգիա՝ Eb = (Zmp + Nmn-M) c2 միջուկին նուկլոնների միացման էներգիան՝ Eb: Մեկ նուկլեոնի կապող էներգիան կոչվում է հատուկ կապող էներգիա (Eb/A): Հատուկ կապող էներգիան ստանում է առավելագույն արժեքը երկաթի ատոմների միջուկների համար: Երկաթին հաջորդող տարրերն ունեն նուկլեոնների ավելացում, և յուրաքանչյուր նուկլոն ավելի ու ավելի շատ հարևաններ է ձեռք բերում։ Ուժեղ փոխազդեցությունները կարճաժամկետ են, դա հանգեցնում է նրան, որ նուկլեոնների աճի և նուկլեոնների զգալի աճի դեպքում քիմ. տարրը քայքայման միտում ունի (բնական ռադիոակտիվություն): Գրենք այն ռեակցիաները, որոնց ժամանակ էներգիա է անջատվում. 1. Երբ միջուկների տրոհումը հետ մեծ թվովնուկլոններ n + U235 → U236 → 139La + 95Mo + 2n դանդաղ շարժվող նեյտրոնը կլանում է U235 (ուրանի) կողմից, արդյունքում առաջանում է U236, որը բաժանվում է 2 միջուկների La (լապտամ) և Mo (մոլիբդեն), որոնք ցրվում են։ մեծ արագությամբ եւ առաջանում են 2 նեյտրոններ, որոնք ունակ են առաջացնել 2 նման ռեակցիա։ Ռեակցիան ստանում է շղթայական բնույթ, այնպես որ սկզբնական վառելիքի զանգվածը հասնում է կրիտիկական զանգվածին: 2. Թեթև միջուկի միաձուլման ռեակցիա.d2 + d = 3H + n, եթե մարդիկ կարողանան ապահովել միջուկների կայուն միաձուլում, ապա իրենք իրենց կփրկեին էներգետիկ խնդիրներից։ Օվկիանոսի ջրում պարունակվող դեյտերիումը էժան միջուկային վառելիքի անսպառ աղբյուր է, իսկ թեթեւ տարրերի սինթեզը չի ուղեկցվում ինտենսիվ ռադիոակտիվ երեւույթներով, ինչպես ուրանի միջուկների տրոհման ժամանակ։