Мамандығы бойынша «Жоба 1» пәні бойынша Тақырыбы
Кеңістік пен уақыт микромир деңгейінде
жүктеу/скачать 198,87 Kb.
|
жоба А. Султан 18
| 1.3 Кеңістік пен уақыт микромир деңгейінде
Кванттық механикада классикалық физикалық көріністердің Атом құбылыстары мен процестеріне қолданылуының негізгі шекарасы табылды. Кванттық физикада классикалық физиканың кеңістік – уақыттық көріністерін қайта қарау қажеттілігі туралы маңызды мәселе туындады. Олар тек жақын ұғымдар болып шықты және тым күшті идеализацияға негізделген. Кванттық физика объектінің күйінде түбегейлі белгісіздіктің болуын, микромирде тұтастық пен даралық белгілерінің болуын ескеретін оқиғалардың реттілігінің неғұрлым барабар формаларын қажет етті, бұл h әрекетінің әмбебап квант тұжырымдамасында көрсетілген. Кванттық механика тез дамып келе жатқан бөлшектер физикасының негізі болды, олардың саны бірнеше жүзге жетеді, бірақ әлі күнге дейін жалпылама теория жасалмады. Бөлшектер физикасында кеңістік пен уақыт туралы идеялар одан да үлкен қиындықтарға тап болды. Микромир көп деңгейлі жүйе екендігі белгілі болды, оның әр деңгейінде өзара әрекеттесудің нақты түрлері және кеңістіктік - уақыттық қатынастардың ерекше қасиеттері басым болады. Экспериментте қол жетімді микроскопиялық аралықтардың ауданы шартты түрде төрт деңгейге бөлінеді: 1. молекулалық Атом құбылыстарының деңгейі, 2. релятивистік квантовоэлектродинамикалық процестердің деңгейі, 3. элементар бөлшектердің деңгейі, 4. кеңістіктік - уақыттық қатынастар макромир физикасына қарағанда біршама өзгеше болатын ультра-масштабты деңгей. Бұл салада бос орынның табиғаты-вакуум басқаша түсінілуі керек. Кванттық электродинамикада вакуум-бұл іс жүзінде пайда болатын және сіңірілетін фотондар мен басқа бөлшектердің күрделі жүйесі. Бұл деңгейде вакуум материяның ерекше түрі ретінде қарастырылады - ең аз энергиясы бар күйдегі өріс ретінде. Кванттық электродинамика алғаш рет кеңістік пен уақытты материядан ажыратуға болмайтынын, "бос" деп аталатын зат материяның күйлерінің бірі екенін көрсетті. Материяның құрылымдық ұйымының субатомдық деңгейінде элементар бөлшектердің күшті өзара әрекеттесуі шешуші рөл атқарады. Мұнда басқа кеңістіктік және уақытша ұғымдар бар. Сонымен, микромирдің ерекшелігі бөлік пен бүтіннің арақатынасы туралы күнделікті идеяларға сәйкес келмейді. Кеңістік-уақыттық көріністердегі одан да түбегейлі өзгерістер әлсіз өзара әрекеттесуге тән процестерді зерттеуге көшуді талап етеді. Сондықтан күн тәртібінде кеңістіктік және уақытша паритеттің бұзылуы туралы мәселе туындайды, яғни. оң және сол кеңістіктік бағыттар эквивалентті емес. Мұндай жағдайларда кеңістік пен уақытты түбегейлі жаңа түсіндіруге әртүрлі әрекеттер жасалды. Бір бағыт кеңістік пен уақыттың үзілуі мен үздіксіздігі туралы идеялардың өзгеруімен, ал екіншісі кеңістік пен уақыттың макроскопиялық табиғаты туралы гипотезамен байланысты. Осы бағыттарды толығырақ қарастырайық. Микромир физикасы күрделі бірлікте және үзіліс пен үздіксіздіктің өзара әрекеттесуінде дамиды. Бұл тек материяның құрылымына ғана емес, сонымен қатар кеңістік пен уақыт құрылымына да қатысты. Салыстырмалылық теориясы мен кванттық механика құрылғаннан кейін ғалымдар осы екі негізгі теорияны біріктіруге тырысты. Бұл жолдағы алғашқы жетістік Электрон үшін релятивистік толқын теңдеуі болды. Электронның антиподының-қарама-қарсы электр заряды бар бөлшектің болуы туралы күтпеген қорытынды алынды. Қазіргі уақытта табиғаттағы әр бөлшек антипартикулаға сәйкес келетіні белгілі, бұл қазіргі теорияның іргелі ережелеріне байланысты және кеңістік пен уақыттың түбегейлі қасиеттерімен байланысты (кеңістіктің паритеті, уақыттың көрінісі және т.б.). Тарихи тұрғыдан алғанда, алғашқы кванттық өріс теориясы электрондардың, позитрондардың, муондардың және фотондардың өзара әрекеттесуін сипаттайтын кванттық электродинамика болды. Бұл әзірге дамудың жоғары деңгейіне және белгілі толықтығына жеткен элементар бөлшектер теориясының жалғыз саласы. Бұл жергілікті теория, онда кеңістіктік - уақыттық үздіксіздік тұжырымдамасына негізделген классикалық физиканың қарызға алынған ұғымдары жұмыс істейді: зарядтың нүктесі, өрістің орналасуы, өзара әрекеттесу нүктесі және т. б. Бұл ұғымдардың болуы белгілі бір шамалардың шексіз мәндерімен (масса, электронның меншікті энергиясы, өрістің нөлдік тербелістерінің энергиясы және т.б.) байланысты айтарлықтай қиындықтарға әкеледі. Ғалымдар бұл қиындықтарды дискретті кеңістік пен уақыт туралы ұғымдарды теорияға енгізу арқылы жеңуге тырысты. Бұл тәсіл шексіздіктің белгісіздігінен шығуды болжайды, өйткені оның құрамында негізгі ұзындық - Атом кеңістігінің негізі бар. Микромир физикасында локальдылық тұжырымдамасын қайта қарауға байланысты бағыт та кең дамыды. Микрообъектілердің өзара әрекеттесу нүктесінен бас тарту екі әдіспен жүзеге асырылуы мүмкін. Біріншісі, жергілікті өзара әрекеттесу тұжырымдамасы мағынасы жоқ деген ұстанымнан туындайды. Екіншісі ғарыштық уақыттың нүктелік координаты ұғымын теріске шығаруға негізделген, нәтижесінде кванттық ғарыштық уақыт теориясы пайда болады. Ұзартылған элементар бөлшек күрделі динамикалық құрылымға ие. Микрообъектілердің осындай күрделі құрылымы олардың қарапайымдылығына күмән келтіреді. Ғалымдар Элементарлық қасиеті бар объектінің өзгеруімен ғана емес, сонымен қатар микро-әлемдегі қарапайым және күрделі диалектиканың өзін қайта қарастырумен де бетпе-бет келді. Элементар бөлшектер классикалық мағынада қарапайым емес: олар классикалық күрделі жүйелерге ұқсас, бірақ олар бұл жүйелер емес. Элементар бөлшектер қарапайым және күрделі қарама-қарсы қасиеттерді біріктіреді. Өзара әрекеттесу нүктесінің идеяларынан бас тарту кеңістік - уақыт құрылымы және бір-бірімен тығыз байланысты себептер туралы біздің идеяларымыздың өзгеруіне әкеледі. Кейбір физиктердің пікірінше, әдеттегі уақытша қатынастар "ертерек" және "кейінірек"мағынасын жоғалтады. Жергілікті емес өзара әрекеттесу саласында оқиғалар белгілі бір "кесекпен" байланысты, онда олар бір-бірін өзара анықтайды, бірақ бір-бірін ұстанбайды. Бұл микро деңгейдегі кеңістік – уақыт идеясында қалыптасқан іргелі жағдай, онда микромир-де себептіліктің бұзылуы принцип ретінде жарияланады және кеңістік - уақытты себеп бұзылған "кішкентай" аймақтарға бөлу және ол орындалған үлкен аудандарға бөлу теорияда пайда болмай мүмкін емес.ұзындықтың өлшемділігінің жаңа константасы - қарапайым ұзындық. Уақыттың қарапайым сәті (хронон) кеңістіктің осы "атомымен" байланысты және бөлшектердің өзара әрекеттесу процесі оларға сәйкес келетін кеңістік - уақыт аймағында жүреді. Дискретті кеңістік-уақыт теориясы дамуын жалғастыруда. Кеңістіктің "атомдарының" ішкі құрылымы және олардағы уақыт пен кеңістіктің рөлі (болуы) туралы мәселе ашық қалады. жүктеу/скачать 198,87 Kb. Достарыңызбен бөлісу:
|