Нулявыя ваганні

З пляцоўкі Вікіпедыя
Перайсці да: рух, знайсці

Адрозніваюць нулявыя ваганні вакууму і нулявыя ваганні атамаў кандэнсаванага асяроддзя, якія ўсталёўваюцца пасля «вымарожвання» нармальных цеплавых ваганняў крышталічнай рашоткі. Такім чынам, энергія нулявых ваганняў ёсць не што іншае, як энергія асноўнага стану сістэмы. Энергія аднаго нулявога ваганні атама роўная

E_{0} = \frac{h\nu}{2}, дзе h - пастаянная Планка, ν - частата нулявога ваганні.

Гэтай жа формулай вызначаецца і энергія нулявых ваганняў фізічнага вакууму. Фармальна, сумарная энергія нулявых ваганняў канчатковага аб'ёму фізічнага вакууму або кандэнсаванага асяроддзя бясконцая, аднак з пункту гледжання квантавай механікі яе немагчыма практычна выкарыстаць.

У 1970-х гадах фізікі Давід Кіржныц і Андрэй Ліндзе паказалі, што квантавыя ваганні вакууму ствараюць у ім энергію, дастатковую для бесперапыннага ўзнікнення новых сусветаў. Развіццё гэтых ідэй (напрыклад, Аляксеем Старабінскім і Эраста Глінерам) паслужыла падтрымкай ўзнікнення новых мадэляў Вялікага Выбуху.

Нулявыя ваганні электрамагнітнага поля[правіць | правіць зыходнік]

Вакуум у сучаснай квантавай тэорыі поля азначае асноўны, ніжэйшай стан палёў, які апісвае адпаведныя элементарныя часціцы. У квантавай электрадынаміцы адрозніваюць вакуум электрамагнітнага поля і вакуум электронна-пазітроннага поля. З суадносін нявызначанасцяў вынікае, што ў стане вакууму поля здзяйсняюць нулявыя ваганні, якія разглядаюцца як стану з віртуальна ўзнікаючымі парамі часціца-антычасціца. Матэматычна гэта з'ява для электрамагнітнага поля можа быць прадстаўлена як сукупнасць незалежных гарманічных асцылятараў з усімі магчымымі значэннямі хвалевага вектара. Пры гэтым напружанасць электрычнага поля гуляе ролю хуткасці, а напружанасць магнітнага поля - каардынаты. З квантавай механікі вынікае, што асцылятар можа знаходзіцца толькі ў станах з дыскрэтнымі значэннямі энергіі: W=\sum_{k}\Bigl( n_{k}+\frac{1}{2} \Bigr)\hbar\omega_{k}, где n_{k} — лік фатонаў з хвалевым вектарам k. У асноўным, ніжэйшай стане электрамагнітнага поля фатоны адсутнічаюць, г. зн. n_{k}=0. Пры гэтым энергія электрамагнітнага поля ў вакуумным стане аказваецца бясконца вялікай велічынёй W_{0}=\frac{\hbar}{2}\sum_{k}\omega_{k}. У квантавай электрадынаміцы пераходзяць да адліку энергіі не з нуля, а з нулявога ўзроўню вакуумнага стану электрамагнітнага поля. Сярэднія значэнні электрычнага і магнітнага палёў у вакуумным стане роўныя нулю, але сярэднія значэнні квадратаў гэтых велічынь больш за нуль. Наяўнасць бясконцай энергіі нулявых ваганняў электрамагнітнага поля вакууму прыводзіць да канчатковым вынікам ў эксперыменце. Адным з назіраных праяў нулявых ваганняў электрамагнітнага поля вакууму з'яўляецца эфект Казіміра.[1][2]

Зноскі

  1. А. П. Мартыненко «Вакуум в современной квантовой теории», Соросовский образовательный журнал, т. 7, ном. 5, 2001, с. 86-91
  2. Садовский М. В. «Лекции по квантовой теории поля», Москва-Ижевск: Институт компьютерных исследований, 2003, 480 стр., ISBN 5-93972-241-5, 800 экз.

Літаратура[правіць | правіць зыходнік]