Студопедия

КАТЕГОРИИ:

АвтомобилиАстрономияБиологияГеографияДом и садДругие языкиДругоеИнформатикаИсторияКультураЛитератураЛогикаМатематикаМедицинаМеталлургияМеханикаОбразованиеОхрана трудаПедагогикаПолитикаПравоПсихологияРелигияРиторикаСоциологияСпортСтроительствоТехнологияТуризмФизикаФилософияФинансыХимияЧерчениеЭкологияЭкономикаЭлектроника



Как устроено пространство событий теории физического вакуума.

Читайте также:
  1. Cовременные теории мотивации
  2. I. ПРОИЗВОДИТЕЛЬНОСТЬ РАБОТНИКОВ ФИЗИЧЕСКОГО ТРУДА
  3. II.3.3) Сила и пространство действия законов.
  4. III. Произвести анализ риска путем построения дерева событий.
  5. N-мерное метрическое пространство, расстояние между точками.
  6. Аксиоматический способ построения теории
  7. Аксиоматическое построение теории вероятностей.
  8. Алгебра событий.
  9. Алгебра событий. Пространство элементарных событий.
  10. Антинорманские теории

Пространство событий со структурой геометрии Вайценбека. Модель закрученного пространства. Триплетный характер решений уравнений вакуума. Брадион, люксон и тахион. Мнимая и отрицательная масса. Свойства пространства Вайценбека-Вейля.

 

Рассмотрим сначала пространство событий теории физического вакуума со структурой геометрии Вайценбека. Это пространство образует множество относительных координат произвольно ускоренных (с учетом вращения) систем отсчета, и его использование в физике приводит к объединению вращательной и общей относительности.

Пространство имеет десять измерений, которые образуют четыре трансляционных координаты х, у, z, x0 = ct и шесть вращательных: ф1, ф2, ф3, 1, 2, 3. Почему десять координат? Ответ простой – произвольно ускоренная система отсчета, образованная четырьмя ортогональными векторами, имеет десять степеней свободы и, следовательно, должна описываться десятью координатами.

Пространство событий теории физического вакуума не только искривлено и закручено. Что такое кривизна пространства? Представим себе половину длины окружности и проведем через концы этой кривой ось вращения. Заставим кривую вращаться (см. рис. 18). В результате кривая будет заметать двумерную поверхность, образующую сферу. Поверхность сферы представляет собой двумерное искривленное пространство. Если провести на поверхности сферы параллельные линии – меридианы, то они пересекутся на полюсах. Напомним, что в плоских геометриях, например, в геометрии Евклида, параллельные линии не пересекаются, сколькобы мы их не продолжали.

Рис. 18. Вращение половины длины окружности вокруг оси, проходящей через диаметр, заметает в пространстве двумерную сферу. Поверхность сферы представляет собой двумерное искривленное пространство.

Рис. 19. Перекрученная бумажная лента в пределе, когдаее ширина стремится к нулю, превращается в закрученную линию.

 

А как можно представить закрученное пространство? Пусть мы имеем бумажную ленту (см. рис. 19). Закрепим один конец ленты, а другой будем поворачивать. В результате получим скрученную ленту. Устремим ширину ленты к нулю, тогда в пределе мы получим скрученную линию. Единичный вектор, присоединенный к какой-нибудь точке этой линии, будет вращаться по мере передвижения вектора вдоль линии. Если теперь взять закрученную полуокружность на рис.18 и начать вращать ее вокруг диаметра, то мы получим сферу, поверхность которой будет не только искривлена, но и закручена. Траектории частиц, принадлежащие такой поверхности, будут соответствовать движению в некотором силовом поле с учетом вращения вокруг собственной оси (т.е. с учетом «классического» спина). Это был пример двумерного по трансляционным координатам искривленного и закрученного пространства, в то время как пространство теории физического вакуума по трансляционным координатам четырехмерно.



Если рассматривать одни лишь трансляционные координаты, то в специальной теории относительности, в теории Эйнштейна и общерелятивистской электродинамике доступное наблюдателю пространство событий находится внутри и на поверхности светового конуса будущего (см. рис 20).

После создания модели электрон-позитронного вакуума, Дирак предложил рассматривать позитрон как электрон, который движется вспять по времени, т.е. в прошлое. Впоследствии все античастицы стали рассматривать как соответствующие им частицы, движущиеся вспять по времени. Поэтому в квантовой теории поля на микроуровне пространство событий включает в себя (дополнительно к конусу будущего) конус прошлого.



В теории физического вакуума допустимыми оказываются все области пространства событий (см. рис. 20). Этот вывод следует из двух теоретических следствий новой теории.

Рис. 20. Различные области пространства событий. I – пространство специальной и общей теории относительности,I + II –то же квантовой теории поля;I+ II + III –теории физического вакуума.

Рис. 21. Триплетный характер решений уравнений физического вакуума. Скорости решений.V1 – брадионного, с – люксонного;V2тахионного.

 

Во-первых, решения уравнений вакуума носят триплетный (одновременно-тройной) характер. Каждое решение описывает один и тот же объект, но этот объект может проявить себя либо как брадион – частица, которая движется со скоростью меньше скорости света, либо как люксон – частица, которая движется со скоростью света, либо как тахион – частица, которая движется со сверхсветовыми скоростями (см. рис. 21).

Из специальной теории относительности известно, что тахионы обладают мнимой энергией и, следовательно, мнимой массой: m = iЕc2. Известна так же теорема, согласно которой системы, состоящие из совокупности положительных и мнимых масс, могут иметь отрицательную массу.

Во-вторых, закон сохранения энергии при рождении из вакуума положительных масс требует одновременного рождения масс отрицательных. Отрицательные массы порождают отрицательные энергии: Е = - mc2, a отрицательные энергии соответствуют частицам, которые движутся вспять по времени (внутри и на поверхности конуса прошлого).

Рассмотрим теперь свойства пространства Вайценбека-Вейля, структурой которого обладает множество относительных координат конформных систем отсчета (см. рис. 14). Такое пространство имеет 15 координат. Пять дополнительных координат включают в себя:

а) четыре специальных конформных координаты, описывающих композицию инверсии, трансляции и повторной инверсии;

б) пятая координата соответствует конформным растяжениям.

Замечательным свойством пространства Вайценбека-Вейля оказывается равноправие бесконечно удаленной точки со всеми остальными точками пространства. Отсюда следует важный для физики вывод – рождение каких-либо объектов из вакуума является существенно нелокальным процессом, поскольку в нем участвуют бесконечно удаленные точки пространства.

 

5. Что рождается из физического вакуума?

Рождение материи в теории физического вакуума. Полный спектр частиц, рождаемых из вакуума. "Левая" и "правая" материя. Позитоны и негатоны. Квадриги Терлецкого. Всеобщий закон сохранения.

 

На этот вопрос современная физика отвечает так. Из вакуума рождаются пары частиц, причем каждая пара представляет собой частицу и античастицу, например, электрон и позитрон. В теории физического вакуума рождение тонкой материи начинается с уровня первичного вакуума. Происходит расслоение первичного вакуума по спину (см. рис. 16), в результате чего появляются правые и левые первичные торсионные поля. Эти поля покрывают все пространство и выступают как своего рода катализаторы, вызывая рождение грубой материи с вакуумного уровня. Поскольку первоначальная энергия вакуума равна нулю, то происходит одновременное рождение правой материи с положительной массой m+ и левой материи с отрицательной массой m-. Поэтому глобально всегда выполняется закон сохранения масс:

m+ + m- = 0.

Полный спектр частиц, рождаемых в теории вакуума, изображен на рис. 22.

Рис. 22. Классы частиц, рождаемых из физического вакуума: а) с положительной массой покоя m + ; б) с отрицательной массой покоя m- ; в) с положительной массой движения m + 0 ; г) с отрицательной массой движения m – 0 ; д) с мнимой массой i; е) с мнимой массой i -.

 

На плоскости Е/с - р (энергия-импульс), принятой в специальной теории относительности, изображены шесть классов частиц, рождаемых из физического вакуума.

1. Частицы с положительной массой покоя и положительной энергией (правая материя)

m+ > 0, E > 0.

Примером таких частиц являются электроны, протоны, нейтроны и т.д.

2. Частицы с отрицательной массой покоя и отрицательной энергией (левая материя)

m< 0, E < 0.

К левой материи относятся античастицы – позитроны, антипротоны и т.д.

3. Частицы с нулевой массой покоя и положительной энергией (правая материя)

m+ = 0, E > 0.

Такой частицей является фотон.

4. Частицы с нулевой массой покоя и отрицательной энергией (левая материя)

m= 0, E < 0.

Эта частица должна рождаться из вакуума одновременно с фотоном.

5. Частицы с мнимой массой покоя и мнимой энергией, имеющей положительный знак перед мнимой единицей (правая материя)

m+ = i, E = i.

Один из видов торсионного поля – тахион.

6. Частицы с мнимой массой покоя и мнимой энергией, имеющей отрицательный знак перед мнимой единицей (левая материя)

m - = -i, E = -i.

Торсионное поле, сопровождающее рождение тахиона (частица 5) из вакуума – антитахион.

Российский физик Я.П. Терлецкий предложил называть частицы с положительной массой и положительной энергией позитонами, а если эти величины отрицательны – негатонами. Поскольку первоначальная энергия, импульс, масса, заряд, спин и другие физические характеристики вакуума равны нулю, то законы сохранения требуют, чтобы частицы рождались из вакуума не парами, а квадригами (квадриги Терлецкого). Например, при рождении из вакуума таких основных частиц как протоны и электроны (обозначим их как +1p+ и е- ), одновременно должны рождаться негатонные протон-электронные пары ( -1p- и е+) или

0 = +1p+ и е- + -1p- и е+

В таких процессах рождения соблюдаются сразу шесть законов сохранения: массы, заряда, спина, барионного числа (слева внизу у буквы), лептонного числа (обозначения не введены) и четности.

Наблюдаемое во Вселенной отсутствие скопления отрицательных масс объясняется тем, что отрицательные массы взаимно отталкиваются, образуя равномерный фон плотностью

р- = -10-30 г/см3.

Эта плотность настолько ничтожна, что почти не влияет на лабораторные эксперименты. Зато в масштабах галактик ее влияние может быть существенным.

 


Дата добавления: 2014-12-30; просмотров: 11; Нарушение авторских прав


<== предыдущая лекция | следующая лекция ==>
Тонкоматериальный мир. | Уравнения (А) и 20 уравнений (В).
lektsii.com - Лекции.Ком - 2014-2019 год. (0.014 сек.) Все материалы представленные на сайте исключительно с целью ознакомления читателями и не преследуют коммерческих целей или нарушение авторских прав
Главная страница Случайная страница Контакты