1. Научные и философские проблемы вакуума Проявление свойств физического вакуума в экспериментах - pismo.netnado.ru o_O
Главная
Поиск по ключевым словам:
страница 1страница 2
Похожие работы
Название работы Кол-во страниц Размер
Непонимание функционального назначения и свойств физического вакуума... 1 161.29kb.
Атом и вещество часть 6 основные свойства физического вакуума 1 134.52kb.
Первоначально сама идея физического вакуума для ученых имела несколько... 1 205.91kb.
Открыта природа гравитации 1 49.22kb.
Социальные и философские проблемы применения биологических знаний... 1 154.64kb.
Это учение о методах и приемах познания и преобразования действительности... 1 70.63kb.
Вопросы к зачету по философии гр 1 13.29kb.
Образовательная программа «Школа безопасности» 1 127.13kb.
Рассмотрение междисциплинарных проблем методологии, развития, организации... 1 25.89kb.
1. Понятие мировоззрения, его структура и основные функции 1 14.93kb.
«Свобода личности: правовые, исторические, философские аспекты» 1 24.43kb.
Тема Эффект замещения и эффект дохода при изменении цены. Эффект... 1 51.04kb.
Урок литературы «Война глазами детей» 1 78.68kb.
1. Научные и философские проблемы вакуума Проявление свойств физического вакуума - страница №1/2





Содержание

Введение…………………………………………………………………………………2


1. Научные и философские проблемы вакуума……..…………………………………………2

2. Проявление свойств физического вакуума в экспериментах…………………………….3

3. Модели физического вакуума…………………………………………………………………3

4. Проблемы создания теории физического вакуума…………………………………………5

5. Несостоятельность концепции дискретного вакуума……………………………………...7

6. Критерии фундаментальности………………………………………………………………...9

7. Континуальный вакуум………………………………………………………………………10


8. Энтропия континуального вакуума………………………………………………………...11
9. Унитронное поле……………………………………………………………………………….12

10. Генезис вещества……………………………………………………………………………..14

11. Деструктуризация вещества и поле Максвелла………………………………………….15

12. Онтологическая основа мира……………………………………………………………….17


13. Эффект Казимира…………………………………………………………………………….18

Список литература……………………………………………………………………………….21



Вакуум. Иследование вакуума.




Чтобы понять Природу нужно научиться слышать, что говорит тишина и видеть, что содержит пустота.






Введение


Физический вакуум является особым видом материи, претендующим на первооснову мира. Авторы исследуют физический вакуум как целостный физический объект, которому не свойственна множественность и разложимость на части. Такой континуальный физический объект является наиболее фундаментальным видом физической реальности. Свойство континуальности придает ему наибольшую общность и не накладывает ограничений, свойственных множеству других объектов и систем. Континуальный вакуум расширяет класс известных физических объектов. Континуальный вакуум имеет наибольшую энтропию среди всех известных физических объектов и систем и является физическим объектом принципиально недоступным для приборного наблюдения. Приведены 3D анимации вакуумных эффектов.

1. Научные и философские проблемы вакуума.


Физический вакуум стал предметом изучения физики благодаря усилиям известных ученых: П.Дирака, Р.Фейнмана, Дж.Уилера, У.Лэмба, де Ситтера, Г.Казимира, Г.И.Наана, Я.Б.Зельдовича, А.М.Мостепаненко В.М.Мостепаненко и др. Понимание физического вакуума как не пустого пространства сформировалось в квантовой теории поля. Теоретические исследования указывают на реальность существования в физическом вакууме энергии нулевых колебаний [3]. Поэтому внимание исследователей привлекают новые физические эффекты и феномены в надежде на то, что они позволят подступиться к океану вакуумной энергии. Достижению реальных результатов, в плане практического использования энергии физического вакуума, мешает непонимание его природы. Загадка природы физического вакуума остается одной из нерешенных проблем фундаментальной физики.

Ученые считают физический вакуум особым состоянием материи, претендующим на первооснову мира. В ряде философских концепций в качестве основы мира рассматривается категория «ничто». Ничто не считается пустотой, а рассматривается как «содержательная пустота». При этом подразумевается, что «ничто», лишенное конкретных свойств и ограничений, присущих обычным физическим объектам, должно обладать особой общностью и фундаментальностью и, таким образом, охватывать все многообразие физических объектов и явлений. Таким образом, «ничто» причисляется к ключевым категориям и отвергается принцип ex nigilo nigil fit (из «ничто» ничего не возникает). Философы древнего Востока утверждали, что наиболее фундаментальная реальность мира не может иметь никаких конкретных характеристик и, тем самым, напоминает небытие [4]. Очень похожими признаками современные ученые наделяют физический вакуум [4]. При этом, физический вакуум, будучи относительным небытием и «содержательной пустотой», является вовсе не самым бедным, а наоборот, самым содержательным, самым «богатым» видом физической реальности [4]. Считается, что физический вакуум, являясь потенциальным бытием, способен порождать все множество объектов и явлений наблюдаемого мира. Таким образом, физический вакуум претендует на статус онтологического базиса материи. Несмотря на то, что актуально физический вакуум не состоит из каких-либо частиц или полей, он содержит все потенциально. Поэтому, вследствие наибольшей общности, он может выступать в качестве онтологической основы всего многообразия объектов и явлений в мире. В этом смысле, пустота — самая содержательная и наиболее фундаментальная сущность. Такое понимание физического вакуума заставляет признать реальность существования не только в теориях, но и в Природе и «ничто» и «нечто». Последнее существует как проявленное бытие — в виде наблюдаемого вещественно-полевого мира, а «ничто» существует как не проявленное бытие — в виде физического вакуума. В этом смысле, не проявленное бытие следует рассматривать как самостоятельную физическую сущность, обладающую наибольшей фундаментальностью.


2. Проявление свойств физического вакуума в экспериментах.


Физический вакуум непосредственно не наблюдается, но проявление его свойств регистрируется в экспериментах. В физике известен ряд вакуумных эффектов. К ним относятся: рождение электронно-позитронной пары, эффект Лэмба-Ризерфорда, эффект Казимира, эффект Унру. В результате поляризации вакуума электрическое поле заряженной частицы отличается от кулоновского. Это приводит к лембовскому сдвигу энергетических уровней и к появлению аномального магнитного момента у частиц. При воздействии фотона на физический вакуум в поле ядра возникают вещественные частицы — электрон и позитрон.

В 1965 году В.Л. Гинзбург и С.И. Сыроватский указали на то, что ускоренный протон нестабилен и должен распадаться на нейтрон, позитрон и нейтрино. В ускоренной системе должен присутствовать тепловой фон различных частиц. Наличие этого фона известно как эффект Унру и связано с различным состоянием вакуума в покоящейся и ускоренной системах отсчета [10].

Эффект Казимира состоит в возникновении силы, сближающей две пластины, находящиеся в вакууме. Эффект Казимира указывает на возможность извлечения механической энергии из вакуума. На рис.1 схематически показан эффект Казимира в физическом вакууме. 3-D анимация этого процесса показана.

Рис.1. Проявление силы Казимира в физическом вакууме.

Перечисленные физические эффекты указывают на то, что вакуум не является пустотой, а выступает в качестве реального физического объекта.

3. Модели физического вакуума.


В современной физике предпринимаются попытки представить физический вакуум различными моделями. Многие ученые, начиная с П. Дирака, пытались найти модельные представления, адекватные физическому вакууму. В настоящее время известны: вакуум Дирака, вакуум Уилера, вакуум де Ситтера, вакуум квантовой теории поля, вакуум Тэрнера-Вилчека и др.

Вакуум Дирака является одной из первых моделей. В ней физический вакуум представлен «морем» заряженных частиц, находящихся в самом низком энергетическом состоянии. На рис.2 показана модель электронно-позитронного физического вакуума — «море Дирака».



Рис.2. Модель физического вакуума — «море Дирака».

Вакуум Уилера состоит из геометрических ячеек планковских размеров. Согласно Уилеру все свойства реального мира и сам реальный мир есть не что иное, как проявление геометрии пространства.

Вакуум де Ситтера представлен совокупностью частиц с целочисленным спином, находящихся в низшем энергетическом состоянии. В модели де Ситтера физический вакуум обладает свойством, совершенно не присущим любому состоянию вещества. Уравнение состояния такого вакуума, связывающее давление Р и плотность энергии W, имеет необычный вид: W = — P. Причина появления такого экзотического уравнения состояния связана с представлением вакуума многокомпонентной средой, в которой для компенсации сопротивления среды движущимся частицам введено понятие отрицательного давления.

На рис.3 условно показана модель вакуума де Ситтера.

Рис.3. Модель физического вакуума де Ситтера.

Вакуум квантовой теории поля содержит в виртуальном состоянии всевозможные частицы. Эти частицы лишь на короткое время могут появляться в реальном мире и снова переходят в виртуальное состояние. На рис.4 показана модель вакуума квантовой теории поля.

Рис.4. Модель физического вакуума квантовой теории поля.

Вакуум Тэрнера-Вилчека представлен двумя проявлениями — «истинным» вакуумом и «ложным» вакуумом. То, что в физике считается самым низким энергетическим состоянием, есть «ложный» вакуум, а истинно нулевое состояние находится ниже по энергетической лестнице. При этом считается, что «ложный» вакуум может переходить в состояние «истинного» вакуума.

Вакуум Герловина представлен несколькими проявлениями [11]. И.Л. Герловин разработал специфический вариант «Единой теории поля». Он назвал свой вариант данной теории — «Теория фундаментального поля». Теория фундаментального поля основана на физико-математической модели «расслоенных пространств». Физический вакуум, согласно теории фундаментального поля представляет собой смесь нескольких видов вакуума в соответствии с видом образующих их «голых» элементарных частиц. Каждый вид вакуума состоит из не проявляющих себя в «лабораторном» подпространстве элементарных частиц вакуума, каждая из которых состоит из фермион-антифермионной пары «голых» элементарных частиц. В теории фундаментального поля существует девять видов вакуума. Заметно проявляют себя в физическом мире только два вида вакуума, имеющие наибольшую плотность — протон-антипротонный вакуум и электрон-позитронный вакуум. По мнению Герловина основные свойства «лабораторного» физического вакуума, например, диэлектрическая проницаемость, определяются свойствами протон-антипротонного вакуума [11].

В [9] представлена фитонная модель вакуума. Предполагается, что невозмущенный вакуум состоит из вложенных друг в друга фитонов, имеющих противоположные спины. По мнению авторов этой модели в среднем такая среда нейтральна, обладает нулевой энергией и нулевым спином.

В [21] вакуум представлен квантовой жидкостью. Квантовая жидкость как модель физического вакуума состоит из фотонных частиц (ф — частиц). В этой модели фотонные частицы расположены в определенном порядке, наподобие кристаллической решетки.

В [22] вакуум представлен сверхтекучей жидкостью, состоящей из фермион-антифермионных пар с ненулевой массой покоя.

Существующие модели физического вакуума весьма противоречивы. Как отмечается в [5] большинство предложенных концепций и модельных представлений физического вакуума несостоятельны как в теоретическом, так и в экспериментальном планах. Это относится и к «морю Дирака», и к модели «расслоенных пространств», и к другим моделям. Причина состоит в том, что в сравнении со всеми другими видами физической реальности физический вакуум имеет ряд парадоксальных свойств, что ставит его в ряд объектов, трудно поддающихся моделированию. Обилие различных модельных представлений вакуума указывает на то, что до сих пор отсутствует модель, адекватная реальному физическому вакууму.



следующая страница >>