Анатолий Трутнев - Квантовая физика и нити пространства

У всех фермионов имеются соответствующие им античастицы. Стандартная модель это теоретическая конструкция и включает в себя три взаимодействия: электромагнитное, сильное и слабое взаимодействие элементарных частиц. Электромагнитное взаимодействие удерживает электроны внутри атома и атомы внутри молекул, переносчиком его является фотон. Сильное взаимодействие удерживает протоны и нейтроны в ядрах атомов химических элементов, а также кварки внутри протонов, нейтронов. Переносчиком сильного взаимодействия являются глюоны. Слабое взаимодействие проявляется при β-распадном процессе, в котором протон превращается в нейтрон и наоборот. В этом взаимодействии участвуют лептоны и кварки, а также нейтрино. При этом взаимодействии лептоны и кварки могут превращаться друг в друга. Переносчиками слабого взаимодействия являются W- и Z-бозоны Стандартная модель не является теорией всего, потому что не описывает темную материю и темную энергию, а также не включает гравитационное взаимодействие. В рамках стандартной модели все фундаментальные процессы взаимодействия сводятся, в конечном счете, к процессам рождения и уничтожения частиц. Стандартная модель основана на надежных принципах. Все её предсказания и всё, что она предсказывает, проверены и подтверждены наблюдениями. Яркое подтверждение её предсказаний произошло в 2012 году, когда на Большом адронном коллайдере был открыт бозон Хиггса. В настоящее время на нем ведутся поиски суперсимметричных частиц и других альтернатив Стандартной модели, модели Хиггса, механизмы возникновения массы. Поиски эффектов за рамками Стандартной модели, хотя ведутся активно, но пока безуспешно. Среди заметных достижений квантовой физики особенно выделяется положение о физическом вакууме. В настоящее время господствует точка зрения, что пространство заполнено физическим вакуумом“, наделенным физическими свойствами. И главный смысл этих утверждений заключается в том, что он присутствует всюду, пронизывая все пространство и материю. Даже внутри твердого массивного тела вакуумного пространства неизмеримо больше, чем вещества. Общепринято считать, что у физического вакуума самая высокая плотность энергии и он является неисчерпаемым резервуаром экологически чистой энергии. По расчетам Дж. Уиллера „в вакууме, заключенном в объеме обыкновенной электрической лампочки,

энергии такое количество, что ее хватило бы вскипятить все океаны на Земле». Но, несмотря на колоссальные запасы энергии в вакууме доступ к ней вследствие его высокой симметрии очень затруднителен. По современным представлениям ученых в вакууме беспрестанно образуются и исчезают пары частиц—античастиц: электрон—позитрон, протон антипротон и другие пары частиц – античастиц. Он буквально наполнен реальными и исчезающими частицами. Но в определенных условиях виртуальные частицы становятся реальными. Так, например, если сумма энергий столкнувшихся фотонов будет равной или чуть большей 1,02 МэВ, то в результате столкновения может появиться пара электрон – позитрон, а если в результате столкновения объем энергии возрастет до 1,876 КэВ, то можно ожидать рождение пары протон – антипротон. В последние десятилетия принято считать, что физический вакуум это фундаментальный вид физической реальности. И хотя теория физического вакуума пока ещё не создана, при её разработке необходимо учесть, что она должна органически переходить в квантовую теорию. Некоторые ученые, В. П Дорофеев и другие, полагают реальное существование физического вакуума в виде непрерывной среды, Его нельзя наблюдать, потому что это прямое следствие его непрерывности. Это делает физический вакуум парадоксальным объектом, и он подвергается все более пристальному вниманию физиков. Ученым предстоит найти принципиально новые методы его изучения, выяснить природу физического вакуума, а это позволит по-иному увидеть физические явления. Физический вакуум порождает физические поля и вещество. Во Вселенной доминируют законы физического вакуума, которые науке ещё не известны.

Квантовая физика описывает процессы, явления, закономерности, происходящие на уровне микроявлений на малых расстояниях. Предметами изучения квантовой физики являются квантовые объекты: молекулы, атомы, ядра химических элементов, элементарные частицы. Она изучает материю на фундаментальном уровне. Поэтому её положения трудно воспринимаются, в отличие от объектов, исследуемых классической физикой.

Читать дальше