Физический вакуум. Эфир. Квантовое поле. Квантовая механика. Эффект Казимира. Скалярное поле. Квант. Заряд.
Алеманов Сергей Борисович  ( http://alemanow.narod.ru  alemanow@mail.ru )
Загрузить полный текст книги в упакованном виде
Полевая природа материи
Дискретность электромагнитных волн
Электродинамика полей
Электрические вихревые несоленоидальные поля
Скалярное и векторное состояния поля
Природа волн де Бройля
Продольные электромагнитные волны
Электродинамика шаровой молнии
Электродинамический расчет фотона
Масса фотона в среде - вывод формулы
Физический вакуум
Трение космических аппаратов о флуктуации вакуума
Теория Большого взрыва
Волновая теория гравитации
Элементарные частицы
Ориентация спина фотона
Электромагнитная индукция
Проблемы квантовой хромодинамики
Нарушение принципа относительности
Волновая теория строения элементарных частиц
The Electrical Vortex Non-Solenoidal Fields
Electrodynamic Explanation of Ball Lightning
Braking of the space crafts caused by the vacuum fluctuations
Hubble's quantum law
Translate into English

Видео, доклад "Квантовый закон Хаббла" в РУДН (28.04.16)
 

 

ФИЗИЧЕСКИЙ ВАКУУМ

Физический вакуум - это материальная среда, представляющая квантовое поле

«Очень важную роль играет состояние поля с наименьшей энергией, которое называется вакуумом.»
Физическая энциклопедия. ФИЗИКА.
 
Современная теория поля придерживается материалистических взглядов на природу физического вакуума, рассматривая его как невозбужденное состояние полевой материи. Физический вакуум, представляя полевую форму материи, может оказывать давление на вещественную материю, что наблюдается экспериментально в статическом эффекте Казимира. В 2011 году была обнаружена вязкость вакуума - динамический эффект Казимира (подробно в статье "Трение космических аппаратов о флуктуации вакуума").

Флуктуации вакуума.
 Флуктуации вакуума. 

«Причиной эффекта Казимира являются энергетические колебания физического вакуума из-за постоянного рождения и исчезновения в нем виртуальных частиц.»
http://ru.wikipedia.org/wiki/Эффект_Казимира
«... Дирак предположил, что состоянием с минимальной энергией (вакуумным состоянием) является состояние, в котором все уровни с отрицательной энергией заполнены.»
Физическая энциклопедия. ДИРАКА УРАВНЕНИЕ.
 
Т.е. энергия вакуумного состояния поля условно принята за минимальный нулевой уровень энергии, так как могут быть уровни как с положительной, так и с отрицательной энергией относительно нулевого состояния. Таким образом, нулевое значение энергии вакуума - это условность, так же как, например, нулевая линия на шкале Цельсия.
 
«... физическом вакууме как специфическом виде материи.»
Физическая энциклопедия. МАТЕРИЯ И ДВИЖЕНИЕ.
 
Нет пространства без материи и нет материи без движения.
 
«С современной точки зрения вакуум (вакуумное состояние) обладает некоторыми свойствами обычной материальной среды.»
Физическая энциклопедия. ЭФИР.
«Согласно общей теории относительности пространство немыслимо без эфира; действительно, в таком пространстве не только было бы невозможно распространение света, но и не могли бы существовать масштабы и часы и не было бы никаких пространственно-временных расстояний в физическом смысле слова.»
А.Эйнштейн. Собрание научных трудов. М.: Наука. 1965. Т.1. С.689.
«... вакуум является универсальной средой, в которой возбуждается электромагнитное поле.»
Общий курс физики. Электричество. Д.В.Сивухин. 1996. Т.3. Ч.1. С.11.
 
Еще Эйнштейн писал, что свет распространяется в эфире, но позже, кроме распространения электромагнитных волн, были обнаружены и другие процессы, протекающие в вакууме. Поэтому в современной физике такие понятия как "эфир", "электромагнитный эфир" или "эфирное поле" не используются. На сегодня установлено, что физический вакуум - это материальная среда, представляющая квантовое поле, в которой наблюдаются флуктуации, рождаются элементарные частицы (возбужденные состояния поля), распространяются электромагнитные волны, текут токи электрического смещения поля.
 
«Однако позже выяснилось, что пустота - "бывший эфир" - носитель не только электромагнитных волн; в ней происходят непрерывные колебания электромагнитного поля ("нулевые колебания"), рождаются и исчезают электроны и позитроны, протоны и антипротоны и вообще все элементарные частицы. Если сталкиваются, скажем, два протона, эти мерцающие ("виртуальные") частицы могут сделаться реальными - из "пустоты" рождается сноп частиц. Пустота оказалась очень сложным физическим объектом. По существу, физики вернулись к понятию "эфир", но уже без противоречий. Старое понятие не было взято из архива - оно возникло заново в процессе развития науки. Новый эфир называют "вакуумом" или "физической пустотой".»
Академик А.Мигдал.
 
Название "физический вакуум", видимо, возникло как компромисс между материалистами, которые, исходя из многочисленных фактов, считали вакуум средой, и идеалистами, продолжавшими верить, что вакуум - это пустота. На сегодня экспериментально установлено, что вакуум не является идеалистической пустотой, а представляет материальную среду - квантовое поле. Поэтому для вакуума больше подходит название "полевая среда". Потом, возврат термина "эфир" вместо "физического вакуума" для ряда ученых является нежелательным, так как это было бы признанием своих прошлых ошибок, когда они считали вакуум пустотой и критиковали сторонников эфира. Эзопов язык - "эфир" называют "физическим вакуумом".
 
«Такой вакуум нельзя рассматривать как просто пустое место. Физический вакуум является особым состоянием поля с важными физическими свойствами, которые проявляются в реальных процессах.»
Энциклопедия элементарной физики. ВАКУУМ.
 
Экспериментально установлено и на сегодня уже общепризнано, что вакуум не является пустотой. Вакуум - это одна из форм материи, представляющая состояние квантового поля с наименьшей энергией. Хотя на сегодня известны многие свойства квантового поля и можно условно представить его строение, вопрос о его физической природе остается открытым. В первом приближении квантовое поле можно представить как пространство, заполненное квантами заряда, т.е. все уровни физического вакуума заполнены квантами одного знака (теория дырок Дирака). Кванты заряда всегда движутся (нет материи без движения), поэтому с квантами связано также магнитное поле (поток). Таким образом, квант поля представляет как электрический, так и магнитный квант. Можно сказать, что строение вакуума известно. Вакуум, представляя полевую материю, состоит из квантов, остается только понять, из чего состоят сами кванты. Вещественная материя состоит из элементарных частиц, а полевая материя из квантов поля. То, что вакуум на самом деле является полевой средой и, соответственно, все частицы могут быть только в виде волн - это очень необычно, хотя и установлено экспериментально, что все частицы обладают волновыми свойствами, т.е. являются волнами квантового поля.
 
«Интерференция и дифракция наблюдались для электронов, нейтронов, атомных ядер, атомов, молекул.»
Физическая энциклопедия. КВАНТОВАЯ МЕХАНИКА.
«В частности, были сняты многие проблемы старой теории эфира XIX века в процессе понимания того, что вещество гораздо меньше отличается от электромагнитного поля, чем это казалось раньше. Таким образом были сняты как вопросы о "сопротивлении эфира" движущимся в нем телам (ведь "тела" теперь можно стало считать такими же возбуждениями полей "вещества", как электромагнитные волны - возбуждениями электромагнитного поля), ...»
http://ru.wikipedia.org/wiki/Эфир_(физика)
 
После того, как выяснилось, что все частицы представляют возбужденные (волновые) состояния поля, стало понятно, почему частицы могут беспрепятственно двигаться (распространяться) в полевом пространстве (физическом вакууме). Т.е. все частицы, аналогично фотону, перемещаются в полевом пространстве как волновые образования. Если бы пространство было пустым, а не заполнено физическим вакуумом, представляющим полевую среду, то было бы невозможно распространение электромагнитных волн и не могли бы существовать элементарные частицы - возбужденные состояния поля.
 
«По современным представлениям, квантовое поле является наиболее фундаментальной и универсальной формой материи, лежащей в основе всех ее конкретных проявлений.»
Физическая энциклопедия. КВАНТОВАЯ ТЕОРИЯ ПОЛЯ.
 
С точки зрения квантовой теории частицы - это квантованные волновые образования, возбужденные состояния квантового поля. Таким образом, поле, находящееся в возбужденном состоянии, представляет наблюдаемые элементарные частицы, а невозбужденное поле является ненаблюдаемым вакуумным состоянием квантового поля, несмотря на бесконечное число квантов заряда, которыми заполнен физический вакуум.
 
«Такое распределение частиц считается ненаблюдаемым (несмотря на бесконечную величину его плотности энергии, плотности заряда и т.д.), играя роль начала отсчета для физических величин. Поэтому наблюдаемое значение физической величины A для какой-либо системы равно разности A (система + вакуум) - A (вакуум).»
Физическая энциклопедия. ДЫРОК ТЕОРИЯ ДИРАКА.
 
Например, если полю, находящемуся в вакуумном состоянии, сообщить достаточную энергию для смещения кванта поля (заряда), то произойдет его возбуждение - в вакууме образуются две разноименные области возмущения поля: (вакуум + квант) и (вакуум - квант), где поток электрического смещения между разноименными областями равен элементарному электрическому заряду. Таким образом, в вакууме возникает наблюдаемый поток электрического смещения поля в один квант заряда - квантовое возмущение поля, т.е. скалярное квантовое поле переходит в векторное - возникает квантовый поток напряженности. Смещение квантов поля представляет ток электрического смещения. Электрический ток всегда связан с движением зарядов либо в виде частиц, имеющих заряд, либо в виде квантов поля, представляющих сам электрический заряд. Электрическое смещение поля не распространяется мгновенно, изменения поля происходят последовательно от точки к точке (от кванта к кванту).
 
«Взаимодействие при этом передается постепенно, от точки к точке, в таком измененном пространстве.»
Физическая энциклопедия. ПОЛЯ ФИЗИЧЕСКИЕ.
 
Энергия поля - это энергия напряженности поля, т.е. там, где есть поток напряженности, энергия поля не равна нулю. Энергия поля, распространяющаяся в виде вихревых потоков напряженности, представляет электромагнитные волны. Так как частицы - это возбужденные состояния поля, можно предположить, что любая форма энергии (массы) в конечном итоге является энергией поля.
 
«Принято считать, что масса элементарной частицы определяется полями, которые с ней связаны.»
Физический энциклопедический словарь. МАССА.
 
Т.е. масса элементарной частицы определяется энергией возбужденного состояния поля, которое с ней связано.
 
«Но это не пустое пространство, а особый вид материи, которую физики назвали физическим вакуумом. Само понятие "физический вакуум" появилось в науке как следствие осознания того, что вакуум не есть пустота, не есть "ничто". Он представляет собой чрезвычайно существенное "нечто", которое порождает все в мире, и задает свойства веществу, из которого построен окружающий мир. Оказывается, что даже внутри твердого и массивного предмета, вакуум занимает неизмеримо большее пространство, чем вещество. Таким образом, мы приходим к выводу, что вещество является редчайшим исключением в огромном пространстве, заполненном субстанцией вакуума. В газовой среде такая асимметрия еще больше выражена, не говоря уже о космосе, где наличие вещества является больше исключением, чем правилом. Видно, сколь ошеломляюще огромно количество материи вакуума во Вселенной в сравнении даже с баснословно большим количеством вещества в ней. В настоящее время ученым уже известно, что вещество своим происхождением обязано материальной субстанции вакуума и все свойства вещества задаются свойствами физического вакуума. Наука все глубже проникает в сущность вакуума. Выявлена основополагающая роль вакуума в формировании законов вещественного мира. Уже не является удивительным утверждение некоторых ученых, что "все из вакуума и все вокруг нас - вакуум".»
http://n-t.ru/tp/ie/efv.htm
 
Квантовая (дискретная) природа электродинамического вакуума как квантового поля проявляется в дискретности электромагнитных волн. Свойства физического вакуума определяют его физические постоянные: квант электрического потока (1.602·10-19 Кл), квант магнитного потока (2.068·10-15 Вб) и проницаемости вакуума - электрическая и магнитная, от которых зависит скорость распространения полевых потоков - скорость света.
 
«... скорость распространения электромагнитных волн - величина конечная. Она определяется электрическими и магнитными свойствами среды, в которой распространяется электромагнитная волна ... скорость распространения электромагнитной волны в вакууме: c = 0μ0)-1/2 ...»
Физика. В.Ф.Дмитриева. 2001. С.259.
«... ε0, μ0 - проницаемости вакуума, ...»
Физическая энциклопедия. ИМПЕДАНС.
 
"Проницаемость электрического потока в вакууме" - это, если коротко, "электрическая проницаемость вакуума". Также "проницаемость магнитного потока в вакууме" - это, если коротко, "магнитная проницаемость вакуума".
 
Квант электрического потока и квант магнитного потока - это кванты поля (физического вакуума), они являются кирпичиками, из которых образованы различные комбинации дискретных электромагнитных волн, представляющие элементарные частицы. Поэтому, в каком бы месте пространства ни происходило рождение элементарных частиц, их свойства будут определяться свойствами физического вакуума. Например, у электронов будет одинаковая величина электрического заряда, а у фотонов будет одинаковая величина электрического потока.
 
Физический вакуум (электродинамический вакуум) - это скалярное квантовое электромагнитное поле (электродинамическое поле), т.е. там, где нет возмущений, поле находится в нулевом вакуумном (скалярном) состоянии. При смещении квантов поля возникает электрический поток напряженности поля. Магнитная индукция возникает как релятивистский эффект в результате движения электрического потока (заряда) B = μ0[vD]. Ядерные силы - резонансные процессы, связанные с партонной структурой адронов. Резонанс, усиливая электромагнитное взаимодействие, делает его сильным, но зависимым от ориентации спина из-за направленности колебаний.

 
«В результате магнитное поле можно рассматривать как неизбежный релятивистский результат движения электрических зарядов ...»
Физическая энциклопедия. ЭЛЕКТРОДИНАМИКА.
«Ядерные силы формируются вкладами центральных, спин-орбитальных и тензорных компонент. Силы нуклон-нуклонного взаимодействия зависят от взаимной ориентации спинов нуклонов.»
Субатомная физика. Б.С.Ишханов. 1994. С.25.
«При описании ядерных реакций, идущих через составное ядро, использовались теории резонансных ядерных процессов ...»
Физическая энциклопедия. ЯДЕРНАЯ ФИЗИКА.

Продолжение ...


Rambler's Top100 Сounter 10.11.2010