• А
  • Б
  • В
  • Г
  • Д
  • Е
  • Ж
  • З
  • И
  • Й
  • К
  • Л
  • М
  • Н
  • О
  • П
  • Р
  • С
  • Т
  • У
  • Ф
  • Х
  • Ц
  • Ч
  • Ш
  • Щ
  • Ф
  • Э
  • Ю
  • Я
  • Вакуумный насос

    Вакуумный насос, устройство для удаления (откачки) газов и паров из замкнутого объёма с целью получения в нём вакуума. Существуют различные типы В. н., действие которых основано на разных физических…



    Вакуумный перекладчик

    Вакуумный перекладчик, пневмо-механическое устройство для перемещения листовых материалов (бумаги, жести и др.). Рабочими органами транспортирующего механизма В. п. являются резиновые присосы…



    Вакуум (от лат. пустота)

    Вакуум (от лат. vacuum - пустота), состояние газа при давлениях значительно ниже атмосферного. Понятие В. применяется обычно к газу, заполняющему ограниченный объём, но нередко его относят и к газу…



    Вакуум-сусло

    Вакуум-сусло виноградное, вакуум-сок, виноградный мёд, сгущенное в вакуум-аппарате виноградное сусло, содержащее 60-80% сахаров (в основном глюкоза и фруктоза), а также органические кислоты (главным…



    Вакуумфактор

    Вакуумфактор, 1) отношение действительной быстроты откачки вакуумного насоса к её предельному теоретическому значению (В. часто называют коэффициентом Хо, по фамилии японского учёного, который ввёл…



    Вакуум (физический)

    Вакуум физический, среда, в которой нет частиц вещества или поля. В технике В. называют среду, в которой содержится "очень мало" частиц; чем меньше частиц находится в единице объёма такой среды, тем более высок В. Однако полный В. — среда, в которой совсем нет частиц, вовсе не есть лишённое всяких свойств "ничто". Отсутствие частиц в физической системе не означает, что она "абсолютно пуста" и в ней ничего не происходит.

    Современное понятие В. оформилось в рамках квантовой теории поля. В микромире, который описывается квантовой теорией, имеет место корпускулярно-волновой дуализм: любые частицы (молекулы, атомы, элементарные частицы) обладают некоторыми волновыми свойствами и любым волнам присущи некоторые свойства частиц (корпускул). В квантовой теории поля все частицы, в том числе и "корпускулы" световых волн, фотоны, выступают на одинаковых основаниях — как кванты соответствующих им физических полей: фотон — квант электромагнитного поля; электрон и позитрон — кванты электронно-позитронного поля; мезоны — кванты мезонного, или ядерного, поля и т.д. С каждым квантом связаны присущие частицам физические величины: масса, энергия, количество движения (импульс), электрический заряд, спин и др. Состояние системы и её физические характеристики полностью определяются числом составляющих её частиц — квантов — и их индивидуальными состояниями. В частности, у любой квантовой системы имеется вакуумное состояние, в котором она вовсе не содержит частиц (квантов). В таком состоянии энергия системы принимает наименьшее из возможных значений, а её заряд, спин и прочие характеризующие систему квантовые числа равны нулю. Эти факты интуитивно понятны: поскольку в вакуумном состоянии нет материальных носителей физических свойств, то, казалось бы, для такого состояния значения всех физических величин должны равняться нулю. Но в квантовой теории действует принцип неопределённостей (см. Неопределённостей соотношение), согласно которому только часть относящихся к системе физических величин может иметь одновременно точные значения; остальные величины оказываются неопределёнными. (Так, точное задание импульса частицы влечёт за собой полную неопределённость её координаты.) Поэтому во всякой квантовой системе не могут одновременно точно равняться нулю все физические величины.

    К величинам, которые не могут быть одновременно точно заданы, относятся, например, число фотонов и напряжённость электрического (или магнитного) поля: строгая фиксация числа фотонов приводит к разбросу (флуктуациям) в величине напряжённости электрического поля относительно некоторого среднего значения (и наоборот). Если число фотонов в системе в точности равно нулю (вакуумное состояние электромагнитного поля), то напряжённость электрического поля не имеет определённого значения: поле всё время будет испытывать флуктуации, хотя среднее (наблюдаемое) значение напряжённости будет равно нулю. Таким флуктуациям подвержены и все другие физические поля — электронно-позитронное, мезонное и т.д.

    В квантовой теории поля флуктуации интерпретируются как рождение и уничтожение виртуальных частиц (то есть частиц, которые непрерывно рождаются и сразу же уничтожаются), или виртуальных квантов данного поля. Наличие флуктуаций не сказывается на значениях полного электрического заряда, спина и др. характеристик системы, которые, как уже говорилось, равны нулю в состоянии В. Однако виртуальные частицы точно так же участвуют во взаимодействиях, как и реальные. Например, виртуальный фотон способен породить виртуальную пару электрон-позитрон, аналогично рождению реальным фотоном реальной электрон-позитронной пары (см. Аннигиляция и рождение пар). Благодаря флуктуациям В. приобретает особые свойства, проявляющиеся в наблюдаемых эффектах, и, следовательно, состояние В. обладает всеми правами "настоящих" физических состояний.

    Рассмотрим систему, состоящую только из одного реального электрона. Реальных фотонов в такой системе нет, но флуктуации фотонного В. (этот термин и означает отсутствие реальных фотонов) приводят к возникновению "облака" виртуальных фотонов возле этого электрона, а вслед за ними — виртуальных пар электрон-позитрон. Такие пары проявляют себя подобно связанным зарядам в диэлектрике: под действием кулоновского поля реального электрона они поляризуются и экранируют (то есть эффективно уменьшают) заряд электрона. По аналогии с диэлектриком, эффект экранирования заряда виртуальными частицами называется поляризацией вакуума.

    В результате поляризации В электрическое поле заряженной частицы на малых расстояниях от неё слегка отличается от кулоновского. Из-за этого, например, смещаются энергетические уровни ближайших к ядру электронов в атоме (см. Сдвиг уровней). Поляризация В. влияет и на поведение заряженных частиц в магнитном поле. Характеризующий это поведение магнитный момент частицы в итоге отличается от своего "нормального" значения, определяемого массой и спином частицы (см. Магнетон). Поправки как к уровням энергии, так и к магнитному моменту, составляют доли процента, и теоретически вычисленные значения с очень высокой точностью согласуются с измеренными на опыте.

    Лит. см. при ст. Квантовая теория поля.

    В. П. Павлов.

     

    Квантовая теория поля

    Квантовая теория поля. Квантовая теория поля - квантовая теория систем с бесконечным числом степеней свободы (полей физических).К. т. п., возникшая как обобщение квантовой механики в связи с проблемой…

    Корпускулярно-волновой дуализм

    Корпускулярно-волновой дуализм, лежащее в основе квантовой механики положение о том, что в поведении микрообъектов проявляются как корпускулярные, так и волновые черты. По представлениям классической…

    Спин

    Спин (от англ. spin - вращаться, вертеться.), собственный момент количества движения элементарных частиц, имеющий квантовую природу и не связанный с перемещением частицы как целого. (При введении…

    Квантовые числа

    Квантовые числа, целые (0, 1, 2,...) или полуцелые (1/2, 3/2, 5/2,...) числа, определяющие возможные дискретные значения физических величин, которые характеризуют квантовые системы (атомное ядро, атом…

    Неопределённостей соотношение

    Неопределённостей соотношение, принцип неопределённости, фундаментальное положение квантовой теории, утверждающее, что любая физическая система не может находиться в состояниях, в которых координаты…

    Виртуальные частицы

    Виртуальные частицы, частицы, существующие в промежуточных, имеющих малую длительность состояниях, для которых не выполняется обычное соотношение между энергией, импульсом и массой. Другие…

    Аннигиляция и рождение пар

    Аннигиляция и рождение пар частица-античастица. В физике термин "аннигиляция" [буквально означающий "исчезновение", "уничтожение" (лат. annihilatio, от ad - к и nihil - ничто)] принят для наименования…

    Сдвиг уровней

    Сдвиг уровней, небольшое отклонение тонкой структуры уровней энергии водородоподобных атомов от предсказаний релятивистской квантовой механики, основанных на Дирака уравнении. Согласно точному решению…

    Магнетон

    Магнетон, единица измерения магнитного момента, принятая в атомной и ядерной физике. Магнитный момент атомных систем в основном обусловлен движением электронов и их спином и измеряется в магнетонах…

    Квантовая теория поля

    Квантовая теория поля. Квантовая теория поля - квантовая теория систем с бесконечным числом степеней свободы (полей физических).К. т. п., возникшая как обобщение квантовой механики в связи с проблемой…