KEM vakuumi

KEM vakuumi kvant elektrodinamikasining maydon vakuumidir . Bu maydonlar kvantlanganda elektromagnit maydonning eng past energiya holati. Plank doimiysi gipotetik ravishda nolga yaqinlashganda, KEM vakuumi klassik vakuumga, ya'ni klassik elektromagnetizm vakuumiga aylanadi.

Fluktuatsiyalar[tahrir | manbasini tahrirlash]

Spontan parametrik pastga aylantirish orqali kuchaytirilgan vakuum tebranishlarini (qizil halqada) ko'rsatadigan eksperiment videosi.

KEM vakuumi harakatsiz nolga teng o'rtacha maydon holatida o'zgarishlarga duchor bo'ladi; Mana kvant vakuumining tavsifi: Kvant nazariyasi vakuum, hatto har qanday materiyadan mahrum bo'lgan eng mukammal vakuum ham bo'sh emasligini ta'kidlaydi. Aksincha, kvant vakuumini doimiy ravishda paydo bo'ladigan va g'oyib bo'ladigan zarrachalar dengizi sifatida tasvirlash mumkin, ular zarrachalarning ko'rinadigan tebranishida namoyon bo'ladi, bu ularning issiqlik harakatlaridan juda farq qiladi. Bu zarralar haqiqiy zarralardan farqli o'laroq "virtual" dir. ...Har qanday lahzada vakuum atomlarning energiya darajalariga ta'sir qilib, o'z imzosini ortda qoldiradigan shunday virtual juftliklarga to'la.

Virtual zarralar[tahrir | manbasini tahrirlash]

Ba'zida Heisenberg energiya-vaqt noaniqlik printsipiga asoslangan virtual zarralarning intuitiv tasvirini berishga harakat qilinadi:

\Delta E\Delta t\geq {\frac {\hbar }{2}}\,,

(Bu yerda

Δ E

va

Δ t

energiya va vaqt o'zgarishlari va ħ Plank doimiysi 2 π ga bo'lingan) virtual zarralarning qisqa umr ko'rish muddati vakuumdan katta energiyani "qarzga olish" imkonini beradi va shu bilan zarrachalar hosil bo'lishiga imkon beradi, deb ta'kidlaydi. qisqa vaqtlar uchun.

Biroq, energiya-vaqt noaniqlik munosabatlarining bunday talqini hamma tomonidan qabul qilinmaydi. Muammolardan biri o'lchov aniqligini cheklovchi noaniqlik munosabatidan foydalanish, go'yo vaqt noaniqligi $Δ t$ $Δ E$ qarzga olish uchun "byudjet" ni aniqlaydi. Yana bir masala - bu munosabatdagi "vaqt"ning ma'nosi, chunki energiya va vaqt (masalan, q pozitsiyasi va momentum p dan farqli o'laroq) kanonik kommutatsiya munosabatini (masalan, $[q, p] = iħ$ ) qanoatlantirmaydi. Vaqtning qandaydir talqiniga ega bo'lgan, lekin energiya bilan kanonik kommutatsiya munosabatini qondiradigan kuzatiladiganni yaratish uchun turli sxemalar ishlab chiqilgan. Energiya-vaqt noaniqlik printsipiga ko'plab yondashuvlar doimiy o'rganish mavzusidir.

Maydonlarni kvantlashtirish[tahrir | manbasini tahrirlash]

Geyzenberg noaniqlik printsipi zarrachaning bir vaqtning o'zida sobit joyda, aytaylik, koordinatalarning kelib chiqishi va nol impulsga ega bo'lgan holatda mavjud bo'lishiga yo'l qo'ymaydi. Buning o'rniga zarra kvant tebranishlari bilan bog'liq bo'lgan joylashuvda bir qator impuls va tarqalishga ega; cheklangan bo'lsa, u nol nuqta energiyasiga ega.

Noaniqlik printsipi kommutatsiya qilmaydigan barcha kvant mexanik operatorlari uchun amal qiladi. Xususan, u elektromagnit maydonga ham tegishli. Elektromagnit maydon uchun kommutatorlarning rolini aniqlash uchun chetga chiqish amalga oshiriladi.

Elektromagnit maydonni kvantlashning standart yondashuvi quyidagi munosabatlardan foydalangan holda asosiy elektromagnit elektr maydoni

E

va

B

magnit maydonini ifodalash uchun

A

vektor potentsialini va V skalar potentsialni kiritishdan boshlanadi:

{\begin{aligned}\mathbf {B} &=\mathbf {\nabla \times A} \,,\\\mathbf {E} &=-{\frac {\partial }{\partial t}}\mathbf {A} -\mathbf {\nabla } V\,.\end{aligned}}

Kvantlashtirishga vektor potentsialini kiritmasdan, asosiy maydonlarning o'zlari nuqtai nazaridan erishish mumkin:

\left[{\hat {E}}_{k}({\boldsymbol {r}}),{\hat {B}}_{k'}({\boldsymbol {r}}')\right]=-\epsilon _{kk'm}{\frac {i\hbar }{\varepsilon _{0}}}{\frac {\partial }{\partial x_{m}}}\delta ({\boldsymbol {r-r'}})\,,

Elektromagnit xususiyatlari[tahrir | manbasini tahrirlash]

Kvantlash natijasida kvant elektrodinamik vakuumni moddiy muhit deb hisoblash mumkin. Vakuumli polarizatsiyaga qodir. Xususan, zaryadlangan zarralar orasidagi kuch qonuniga ta'sir qiladi. Kvant elektrodinamik vakuumning elektr o'tkazuvchanligini hisoblash mumkin va u klassik vakuumning oddiy $ε 0$ dan bir oz farq qiladi. Xuddi shunday, uning o'tkazuvchanligini hisoblash mumkin va $μ 0$ dan bir oz farq qiladi. Bu muhit nisbiy dielektrik oʻtkazuvchanligi > 1 boʻlgan dielektrik boʻlib, diamagnit, nisbiy magnit oʻtkazuvchanligi < 1 Maydon Shvinger chegarasidan oshib ketadigan ba'zi ekstremal sharoitlarda (masalan, pulsarlarning tashqi hududlarida topilgan juda yuqori maydonlarda ), kvant elektrodinamik vakuum maydonlarda nochiziqlilikni namoyon qiladi deb hisoblanadi. Hisob-kitoblar, shuningdek, yuqori maydonlarda ikki sinishi va dikroizmni ko'rsatadi. Vakuumning ko'pgina elektromagnit effektlari kichikdir va yaqinda nochiziqli effektlarni kuzatish imkonini beradigan tajribalar ishlab chiqilgan. PVLAS va boshqa guruhlar QED effektlarini aniqlash uchun kerakli sezuvchanlik ustida ishlamoqda.

Manbalar[tahrir | manbasini tahrirlash]

{{Manbalar|refs=^[2]

↑ „First Signs of Weird Quantum Property of Empty Space? – VLT observations of neutron star may confirm 80-year-old prediction about the vacuum“. www.eso.org. Qaraldi: 2016-yil 5-dekabr.
↑ This commutation relation is oversimplified, and a correct version replaces the $δ$ product on the right by the transverse $δ$ -tensor:
$\delta _{\perp \ ij}(\mathbf {x} )={\frac {1}{8\pi ^{3}}}\int d^{3}\mathbf {k} \left(\delta _{ij}-{\hat {u}}_{i}{\hat {u}}_{j}\right)e^{i\mathbf {k\cdot x} }\ ,$
where $û$ is the unit vector of $k$ , $û = .mw-parser-output .sfrac{white-space:nowrap}.mw-parser-output .sfrac.tion,.mw-parser-output .sfrac .tion{display:inline-block;vertical-align:-0.5em;font-size:85%;text-align:center}.mw-parser-output .sfrac .num,.mw-parser-output .sfrac .den{display:block;line-height:1em;margin:0 0.1em}.mw-parser-output .sfrac .den{border-top:1px solid}.mw-parser-output .sr-only{border:0;clip:rect(0,0,0,0);height:1px;margin:-1px;overflow:hidden;padding:0;position:absolute;width:1px}k/k$ . For a discussion see, Compagno, G.; Passante, R.; Persico, F. „§2.1 Canonical quantization in the Coulomb gauge“,. Atom-Field Interactions and Dressed Atoms, Cambridge Studies in Modern Optics, vol. 17. Cambridge University Press, 2005 — 31 bet. ISBN 978-0-521-01972-9.

[1] „First Signs of Weird Quantum Property of Empty Space? – VLT observations of neutron star may confirm 80-year-old prediction about the vacuum“. www.eso.org. Qaraldi: 2016-yil 5-dekabr.

[Compagno-2] This commutation relation is oversimplified, and a correct version replaces the $δ$ product on the right by the transverse $δ$ -tensor:
$\delta _{\perp \ ij}(\mathbf {x} )={\frac {1}{8\pi ^{3}}}\int d^{3}\mathbf {k} \left(\delta _{ij}-{\hat {u}}_{i}{\hat {u}}_{j}\right)e^{i\mathbf {k\cdot x} }\ ,$
where $û$ is the unit vector of $k$ , $û = .mw-parser-output .sfrac{white-space:nowrap}.mw-parser-output .sfrac.tion,.mw-parser-output .sfrac .tion{display:inline-block;vertical-align:-0.5em;font-size:85%;text-align:center}.mw-parser-output .sfrac .num,.mw-parser-output .sfrac .den{display:block;line-height:1em;margin:0 0.1em}.mw-parser-output .sfrac .den{border-top:1px solid}.mw-parser-output .sr-only{border:0;clip:rect(0,0,0,0);height:1px;margin:-1px;overflow:hidden;padding:0;position:absolute;width:1px}k/k$ . For a discussion see, Compagno, G.; Passante, R.; Persico, F. „§2.1 Canonical quantization in the Coulomb gauge“,. Atom-Field Interactions and Dressed Atoms, Cambridge Studies in Modern Optics, vol. 17. Cambridge University Press, 2005 — 31 bet. ISBN 978-0-521-01972-9.

[1]

[2]