<Решение фундаментальной проблемы>
<Решение от Юсупова Роберта>
Bu vesileyle, tüm ülke ve halkların ilgili ve ilgili vatandaşlarına, fiziğin temel sorunu olan süreklilik sorununun ince yapı. Açıklığa kavuşturuldu fiziksel anlam sürekli ince yapı. İnce yapı sabiti için tanımlayıcı formül bulunmuştur.
Hemen söylenmelidir ki, daha önce hazırlanmış birkaç makale benzer mesaj keşif hakkında ve bu keşfi haklı çıkarmak ve kanıtlamak için ayrıntılı hesaplamalarla birlikte Rusya'nın fiziki topluluğuna çeşitli fizik ve astronomi enstitülerine ve bilimsel dergilerin yazı işleri ofislerine gönderildi. Makaleler 2013 ve 2016 yıllarında bilimsel fizik dergisi UFN'ye sunuldu, ancak aynı aşırı anlamsız bahanelerle reddedildi. PZhETP, JETP, Doklady AN, Vestnik MSU (seri 3, Fizik ve Astronomi) dergilerinin editörlerine gönderildiklerinde bu makalelerin başına da benzer bir kader geldi.
Tüm bu yazı işleri ofisleri kayınvalide ilkesine göre düzenlenmiştir: içeri "dışarıdan gelenler" değil, yalnızca kendi insanlarımız girebilmektedir. Rusya Bilimler Akademisi'ne üç cumhurbaşkanına gönderilen mektuplar yanıtsız kaldı. Ayrıca Rusya Federasyonu Eğitim ve Bilim Bakanlığı'na, “Doğa Teorisi”nin ve küresel düzeyinin bilimsel önemi ve tutarlılığı hakkında objektif, tarafsız bir değerlendirme yapılması talebiyle mektuplar gönderildi. bilimsel keşifler. Bu yanıtlar ve abonelikten çıkma hakkında konuşacağız ve birkaç kelime sonra konuşacağız. Cevapların olumsuz olduğunu şimdiden söyleyelim.
Şimdi işimize bakalım. Robert Yusupov'un “Doğa Teorisi” çerçevesinde sunduğu sabit ince yapıdan (PTS, FSC) ve PTS sorununun çözümünden bahsedelim. Biçim bu makaleninÇünkü "Prosary" matematiksel formüllerin kullanımına izin vermediğinden açıklama esas olarak kelimelerle verilecektir. Daha ayrıntılı, ciddi ve kapsamlı bir tanışma (formüller ve delillerle) için yazarın “Doğa Teorisi” hakkındaki makalelerine bakmalısınız.
Ama geniş ünlü söz 20. yüzyılın bir diğer önde gelen teorik fizikçisi Wolfgang Pauli'nin PTS'si hakkında: "Öldüğümde şeytana sormayı düşüneceğim ilk şey, ince yapı sabitinin anlamı nedir?"
Max Born, PTS ile ilgili şu düşünceleri dile getirdi:
"Daha mükemmel bir teorinin, sayıyı ("alfa" - YURA'nın notu) ölçüm sonuçlarına atıfta bulunmadan, tamamen matematiksel akıl yürütme kullanarak türetmesi gerekirdi."
“Fakat (“alfa” - YURA'nın notu) 1/137 değerinin başka bir değere sahip olmaması elbette bir şans meselesi değil, bir doğa kanunudur. Sayının açıklamasının (“alfa” - YURA'nın notu) şunlardan biri olduğu açıktır: merkezi sorunlar doğa bilimleri".
PTS, fiziksel büyüklükleri birbirine bağlayan ilişkide ortaya çıkar: Planck sabiti, temel yük ve ışık hızı. Bu bağlamda İngiliz teorik fizikçi Paul Dirac şunları yazdı: “... bu ifadenin neden bu özel anlama sahip olduğu ve başka bir anlama gelmediği bilinmiyor. Fizikçiler bu konuda çeşitli fikirler ortaya attılar ancak hala genel kabul görmüş bir açıklama yok.”
==================
Yazar başlangıçta PTS sorununa bir çözüm bulma görevini kendisine koymadı. Genel olarak konuşursak, PTS problemi şuna benzer: ince yapı sabitinin fiziksel anlamını açıklayın ve mümkünse PTS için tanımlayıcı formüller bulun. Yazar kendisini daha "mütevazı" bir kişi olarak tanımladı. basit görev: Doğanın doğal birimlerini bulun, bulun: uzunluk, kütle, zaman. Bu amaçla doğal olarak başlangıçta hipotez ortaya atıldı ( bilimsel hipotez!) Doğada bu tür birimlerin varlığı hakkında.
“Doğa Teorisi” kitabının yazarı ve bu makale, tek gerçek ve doğru diyalektik-materyalist görüşe tamamen bağlı kalmaktadır. çevreleyen doğa Tek bilimsel felsefe - Marksist-Leninist felsefe ve onun ilk kısmı diyalektik materyalizm tarafından geliştirilen. Benim dünya görüşüm diyalektik materyalisttir. Benim doğayı anlama ve inceleme yöntemim, K. Marx'ın 19. yüzyılın ortalarında geliştirdiği, tamamen diyalektik-materyalist bir yöntemdir. Az önce açıklanan şey, doğanın ve evrenin temellerine ilişkin tüm uzun araştırma yolu boyunca yazarın temeli, temeli, özü, başlangıç konumu ve tek ve lider konumuydu. Yazar, doğadaki maddenin belirli tezahürlerini (fenomen, temsil) bulma hedefini kendine koydu. Bu hedeflere ulaşıldı.
Yol boyunca, PTS sorunu da dahil olmak üzere fizik ve kozmolojinin temellerine ilişkin bir dizi temel ideolojik sorun çözüldü. Yazarın araştırmasının sonuçları, esasen yeni bir materyalist fizik ve kozmoloji olan “Doğa Teorisi”nde sunulmaktadır. “Doğa Teorisi”nin başarıları ve kazanımları yazarın kendisini bile etkiliyor. İnsanın doğa ve onun yasaları hakkındaki bilgisinde yeni bir en yüksek düzeye ulaşıldı. Doğanın ve içinde işleyen yasaların daha derinlemesine anlaşılması sağlandı. Fizik ve kozmolojide madde ön planda yer alır. Madde, temel bir fiziksel nicelik olarak fiziğin kucağına girmiştir.
Fizik, materyalist çizgiden sapkınlığın ve “fiziksel” idealizmin “bayrağı altında” himayesi altındaki geçişin yarattığı uzun, uzun süren, yüzyıllık sistemik bir krizden ortaya çıkmıştır. Fizikçilerin partisinin "fiziksel" idealizme olan bağlılığı olan bu asırlık dostluk, fiziğin kendisine pahalıya mal oldu: fizik bir bilim olmaktan çıktı. Fizikçilerin tamamının materyalizme, diyalektik materyalizme, evrenin temeli olan maddeye, doğaya, doğanın özü ve maddesi olan maddeye karşı mesafeliliği, mesafeliliği, hatta aşırı ve açık düşmanlığı, fizikçilere acımasız bir şaka yaptı. fiziği derin bir sistem oluşturucu krizin bataklığına sürüklediler. İdealizm felsefesine bağlılık çerçevesinde bu krizden çıkış yolu yoktur.
Yalnızca fizik ile "fiziksel" idealizm felsefesi arasındaki kesin bir kopuş ve diyalektik materyalizm konumuna kesin bir geçiş, "Doğa Teorisi"nde gösterildiği gibi modern fiziğin bu krizden çıkıp doğa sistemine geri dönmesine izin verdi. doğa bilimleri.
Doğanın doğal birimlerine (kütle, uzunluk ve zaman) yönelik gerçek arayış, bir sistemin yaratılmasıyla yürütüldü. üç denklem iletişim. Bağlantı denklemleri, doğanın doğal birimleri (aranan) ile SI birimleri (bilinen, verilen) arasında üç bilinmeyen bağlantı katsayısını kullandı. Dolayısıyla doğanın doğal birimlerini bulma sorunu bu bağlantı katsayılarını bulma sorununa indirgenmişti. Bu bağlantı katsayılarının belirlenmesi gerekiyordu.
Aslında denklemlerden biri, doğadaki maksimum hızın temel fiziksel miktarının (FPV) (tanımlayıcı formüle göre) belirlenmesiydi (bu, ışığın boşluktaki hızının bir analogudur). modern fizik).
İkinci denklem, benzer şekilde, Evrenin yerçekimi miktarının temel fiziksel miktarının (FPV) (tanımlayıcı formüle göre) tanımıydı (bu, modern fizik teorisindeki TSF'deki Newton'un yerçekimi sabitinin bir analogudur).
Tanımlayıcı formüller bulunması gereken doğal doğa birimlerine (kütle, uzunluk, zaman) dayanıyordu. İlk iki denklem oldukça açıktı. SI birimlerine geçerken, tanımlayıcı formüllerin (denklemlerin) sağ tarafında ışık hızı ve Newton'un yerçekimi sabiti için bilinen sayısal değerleri aldık. Bu sayede birleştirme denklemlerine iki FPV dahil edilmiştir.
Üçüncü denklem için iki PDF daha kaldı: doğadaki temel yük (elektron yükü) ve ince yapı sabiti. Bilinmeyen birleştirme katsayılarına sahip bir denkleme yol açan üçüncü tanımlayıcı eşitlik (özdeşlik), temel momentumun tanımıydı. Fizikten bilindiği gibi, fiziksel nicelik momentum (I), bir cismin, bir parçacığın kütlesi ile hızının çarpımıdır: I=m*v. Işık hızı durumunda bu ifade şu şekilde olacaktır: I=m*c.
Ancak doğadaki maksimum hız (modern fizik teorisinde (TSF) ışığın boşluktaki hızı olarak adlandırılır), uzunluğun doğasının doğal birimlerinin (aynı zamanda minimum değerler olacaktır) oranı olarak tanımlanır ve zaman: c=l/t. Bu ilişki dikkate alınarak temel momentum formülü şu şekilde yazılacaktır: I=m*l/t. Bu, hala bilinmeyen bazı maddi parçacıklar için temel itici gücün tanımlayıcı formülü olacaktır. Bu maddi parçacık, uzunluk (l), kütle (m) ve zaman (t) gibi doğal birimlerden oluşan doğal bir standart olacaktır. SI'ya geçerken birleştirme katsayılarından bazı ifadeler elde edeceğiz.
Şu soru ortaya çıkacak: "Bu ifade neye eşit olmalı?" Yazar, bunun ince yapının boyutsuz bir miktar sabiti olması gerektiğini veya daha doğrusu, hipotezini öne sürdü. karşılıklı PTS. Daha fazla akıl yürütme, bu yazarın varsayımının doğruluğunu gösterdi.
Ancak bu varsayımla (PTS hipotezi) birlikte ve hatta biraz daha önce, yazarın eşlik eden ve daha önce gerçek anlamda evrensel olan başka bir temel keşif yapması gerekiyordu. Bu önceki keşif, doğadaki standart bir maddi parçacığın temel dürtüsü I=m*l/t'nin, doğanın doğal birimleri sisteminde boyutsuz bir birim olması gerektiğiydi: kütle (m), uzunluk (l) ve zaman (t) .
Buradan hemen sonuç, fiziksel niceliklerin doğanın doğal birimleri olduğu sonucu çıkar: uzunluk (l), kütle (m) ve zaman (t), fiziksel niceliklerin birbirine bağımlı (birlikte) olması gerekir ve bu bağımlılığın formülü aşağıdaki gibidir: m*l / t=1, burada boyutsuz birim sağdadır.
Bu keşiflerin her biri:
1) temel dürtü boyutsuz bir birimdir,
2) temel dürtü doğada minimal maddi parçacığın (madde tanecikleri) bir itici gücü vardır,
3) bir madde tanesi, doğal kütle, uzunluk ve zaman birimlerinin (m, l, t) fiziksel miktarlarının doğal bir malzeme referansı “taşıyıcısıdır”,
4) fiziksel büyüklükler olarak doğal doğa birimleri, kütle, uzunluk ve zaman (m, l, t), PV'lerin toplamına bağlıdır ve bağımlılıkları m*l/t=1 formülüyle belirlenir,
5) ince yapı sabiti, çok basit bir fiziksel ifadeyle belirlenen boyutsuz bir fiziksel niceliktir: alfa = 1 s/(1 m * 1 kg) (şekle bakın)
maliyetler Nobel Ödülü benim naçizane fikrime göre. Bu, dedikleri gibi, kirpi için açıktır!
Ama modernin partisi Rus fizikçiler(kuşkusuz ilerlemenin düşmanları) son 6 yıldır bunu hiçbir şekilde anlayamıyor, “Doğa Teorisi”ni şiddetle bloke ediyor, onun gerçekten devrim niteliğindeki başarılarını ve başarılarını gizlemiyor. Görünüşe göre pislik fizikçilerin unvanı "zorunlu". Dedikleri gibi, her biri kendi başına! Bu devlet için, Rusya için bir utanç!
Bu fiziksel ifade (alfa = 1 s/(1 m * 1 kg)) PTS'nin temel bir fiziksel nicelik (FPV) olmadığını, yani doğadaki maksimum hız gibi gerçek bir doğal nicelik olmadığını gösterir. (ışığın boşluktaki hızı) veya Evrenin yerçekimsel büyüklüğü (Newton'un yerçekimsel sabiti) veya doğadaki temel yük (elektron yükü). PTS, üç SI biriminin ilişkisini belirleyen fiziksel bir niceliktir: uzunluk (1 metre), kütle (1 kilogram) ve zaman (1 saniye).
PTS'nin değeri SI birimlerinin rastgele seçilmesinden kaynaklanmaktadır. PTS insan yapımı bir fiziksel miktardır ancak FPV değildir. Doğada PTS yoktur. PTS'nin fiziksel anlamı koşullandırılmıştır ve tamamen alfa = 1 s/(1 m * 1 kg) tanımlayıcı formülüyle belirlenir.
Sorunun çözümünü mütevazı hizmetkarınız Robert Yusupov'un 2013 yılında bulduğu ince yapı sabitiyle ilgili hikayenin tamamı belki de budur!
Ancak modern Rus fizikçilerin partisi, fiziksel elit, fiziksel otoriteler bu başarıyı, bu başarıyı, yazarın tanınmayan "Doğa Teorisi" nde sunulan fizik ve kozmolojideki daha az göze çarpan diğer başarılarla birlikte hala tanımıyorlar.
==================
Edebiyat:
“Doğa Teorisi” ile ilgili makaleler http://vixra.org/author/robert_yusupov,
“Doğa Teorisi” ile çözülen çözümlerin listesi temel sorunlar evren, doğanın temelleri, Evrenin yapısı ve evrimi, fizik ve kozmolojinin sorunları, diyalektik materyalizm http://vixra.org/pdf/1509.0278v1.pdf.
https://ru.wikipedia.org/wiki/Fine_structure sabiti.
http://physics.nist.gov/constants.
Kütüphane Kuantumu. Sayı 066. Feynman R. QED - tuhaf bir ışık ve madde teorisi Moskova: Nauka, 1988. - 144 s. - (Kütüphane Kuantum, sayı 66).
Max Born. Gizemli sayı 137. UFN, 1936, T. XVI, sayı. 6.
C. Kitel, W. Knight, M. Ruderman. Mekanik. Berkeley Fizik Kursu. M., “Bilim”, 1975.
Dirac P.A.M. Temel parçacıklar. M. "Bilim", 1965, sayı 3.
==================
31 Mart 2018
Samimi olarak.
Robert Yusupov, özgür araştırmacı, diyalektik materyalist, komünist.
Çeşitli denklemler ve fiziksel formüller bir dizi farklı sayısal sabit içerir. Bu sabitlerin bazıları saf matematikten alınan sayılardır. Örnek: 3,14159... sayısı, daha iyi bilinen şekliyle Yunanca adı π . Anlamını biliyoruz π milyarlarca ondalık basamağa kadar, bunu ölçerek değil, yalnızca temel alarak hesaplayarak matematiksel tanım: π çevrenin çapa oranıdır. Diğer matematiksel sayılar ikinin karekökü ve harfle gösterilen sayı gibi e, eğer birisi bunu yapmak isterse, sonsuz hassasiyetle de hesaplanabilir.
Ama içinde fiziksel formüller Belirli bir matematiksel kökeni olmayan başka sayılar da vardır. Bunlara ampirik sayılar denilebilir. Örneğin, nükleer fizik Protonun kütlesi ile nötronun kütlesi arasında çok önemli bir ilişki kullanılmaktadır. Onun sayısal değer yedi ondalık basamağa kadar bilinir: 1,001378. Bugüne kadar aşağıdakileri hesaplamanın bilinen bir yolu yoktur. ondalık sayılar tamamen matematiksel. Laboratuvara gidip ölçüm yapmanız gerekiyor. Bu ampirik sayıların en temeline "dünya sabitleri" adı verilmektedir. İnce yapı sabiti bu dünya sabitlerinden biridir. Beğenmek π ince yapı sabiti gösterilir Yunan mektubu a (alfa). İÇİNDE popüler edebiyat Yaklaşık değeri genellikle 1/137 olarak verilir. Onun en çok kesin değer On birinci ondalık basamağa kadar bilinir: 0,00729735257 ve en doğru ölçülen fiziksel sabitlerden biridir.
İnce yapı sabiti, fizikçilerin adını verdikleri niceliğin bir örneğidir. bağlantı sabitleri. Her bir bağlanma sabiti, kuantum alan teorisinde, temel olaylardan biriyle, Feynman diyagramındaki belirli bir tepe noktasıyla ilişkilendirilir. Bağlantı sabiti bir ölçüdür kuvvet veya yoğunluk karşılık gelen türden bir tepe noktası tarafından temsil edilen etkileşim. İÇİNDE kuantum elektrodinamiği ana köşe türü, bir fotonun bir elektron tarafından emisyonuna karşılık gelir. Bir foton yayınlandığında ne olacağını daha ayrıntılı olarak ele alalım.
Şu soruyla başlayabiliriz: Ne belirler? belirli nokta uzay-zamanda hareket eden bir elektronun bir foton yaydığı yer? Cevap hiçbir şeyin belirlemediğidir; mikro düzeyde fizik öngörülemezdir. Doğa, Einstein'ı kelimenin tam anlamıyla çılgına çeviren bir şans unsuru içeriyor. son yıllar. "Tanrı zar atmaz!" - Einstein itiraz etti. Ancak Einstein hoşuna gitse de gitmese de doğa determinist değildir. Doğada, söylediğim gibi, Fizik Yasalarının en derinlerinde yer alan bir rastlantısallık unsuru vardır ve Einstein bile bu konuda hiçbir şey yapamadı. Ancak doğanın deterministik olmaması onun tamamen kaotik olduğu anlamına gelmez. Kuantum mekaniğinin ilkelerinin devreye girdiği yer burasıdır. Newton fiziğinin aksine kuantum mekaniği hiçbir zaman geçmişle ilgili bilgilere dayanarak geleceği tahmin etmez. Bunun yerine, farklı olasılıkların olasılığını hesaplamak için çok kesin kurallar sağlar. alternatif sonuçlar deney. Yarıktan geçen bir fotonun son konumunu tahmin etmenin bir yolu olmadığı gibi, bir elektronun yörüngesinin neresinde bir foton yayacağını veya başka bir elektronun onu nerede absorbe edebileceğini de doğru bir şekilde tahmin etmenin bir yolu yoktur. Ancak bu olayların belli bir olasılığı vardır.
Bu olasılığın iyi bir örneği, eski bir televizyonun katot ışın tüpünün çalışmasıdır. Televizyon ekranından gelen ışık, ekrana çarpan elektronların ürettiği fotonlardan oluşur. Elektronlar, resim tüpünün arkasındaki elektron tabancası tarafından yayılır ve elektrikle ekrana doğru yönlendirilir. manyetik alanlar. Ancak ekrana çarpan her elektron foton yaymaz. Bazıları yayılıyor ama çoğu yayılmıyor. Kabaca söylemek gerekirse, belirli bir elektronun bir kuantum ışık yayma olasılığı, ince yapı sabiti α ile verilir. Yani 137 elektrondan yalnızca biri foton yayar. Bu, α'nın yörüngesi boyunca hareket eden bir elektronun bir foton yaymaya tenezzül etme olasılığı olduğu anlamına gelir.
Feynman sadece resim çizmedi. Olasılıkları hesaplamak için bir dizi kural icat etti karmaşık süreçler bu resimlerde gösterilmiştir. Başka bir deyişle, herhangi bir sürecin olasılığını en basit olaylar (yayıcılar ve köşeler) açısından tahmin eden kesin bir matematiksel aygıt icat etti. Sonuçta doğadaki tüm süreçlerin olasılıkları α gibi eşleşme sabitlerine indirgenir.
İnce yapı sabiti aynı zamanda değişim diyagramı tarafından temsil edilen süreçlerin yoğunluğunu da kontrol eder ve bu da gücünü belirler. elektriksel etkileşim yüklü parçacıklar arasındadır. Ne kadar olduğunu belirler atom çekirdeği elektronları kendine çeker. Sonuç olarak atomun büyüklüğünü ve elektronların yörüngelerinde hareket etme hızını belirler ve sonuçta atomlar arasında etki eden kuvvetleri kontrol eder. farklı atomlar moleküller halinde birleşmelerini sağlar. Ama en önemlisi, neden başka bir değer değil de 0,00729735257 değerine sahip olduğunu bilmiyoruz. 20. yüzyılda keşfedilen fizik yasalarının çok kesin ve kullanışlı olduğu kanıtlandı, ancak bu yasaların kökenleri bir sır olarak kalıyor.
Elektronların, fotonların ve nokta çekirdeklerin bu basitleştirilmiş dünyasının ardındaki teori kuantum elektrodinamiğidir ve Feynman'ın versiyonu inanılmaz derecede başarılı olmuştur. Feynman'ın geliştirdiği yöntemler kullanılarak fotonların, elektronların ve pozitronların özellikleri inanılmaz bir doğrulukla tanımlandı. Ek olarak, teoriye çekirdeğin basitleştirilmiş bir versiyonu eklenirse, en basit atomun (hidrojen atomu) özelliklerini aynı inanılmaz doğrulukla tanımlamak mümkündür. 1965 yılında Richard Feynman, Julian Schwinger ve Japon fizikçi Shin-Ichiro Tomonaga, kuantum elektrodinamiği konusundaki çalışmalarından dolayı Nobel Ödülü'nü aldılar.
İlk perdenin sonu.
İlk perdede teatral aksiyon yalnızca iki karakterle sınırlıysa, ikinci perdede sahnede yüzlerce oyuncunun yer aldığı destansı bir tuval ortaya çıkıyor. 1950'li ve 1960'lı yıllarda keşfedilen yeni parçacıklar, kontrol edilemeyen tiyatro figüranları arasına katıldı ve sahnede elektronlar ve fotonların yanı sıra, nötrinolar, müonlar, tau leptonlar, u-kuarklar, d-kuarklar, garip kuarklar, tılsımlı kuarklar, b- ortaya çıktı. kuarklar, t-kuarklar, gluonlar, W- ve Z-bosonları, Higgs bozonları ve diğer aktörler. Parçacık fiziğinin zarif olduğunu söyleyen hiç kimseye inanmayın. Parçacık adlarının bu karmakarışıklığı, kütlelerin, elektrik yüklerinin, dönüşlerin ve diğer özelliklerin aynı kümelenmesini yansıtıyor. Ancak karakterlerin çokluğuna ve çeşitliliğine rağmen davranışlarını büyük bir doğrulukla nasıl tanımlayacağımızı biliyoruz. "Standart Model" matematiksel bir yapının adıdır ( özel seçenek temelini oluşturan kuantum alan teorisi) modern teori temel parçacıklar. Kuantum elektrodinamiğinden çok daha karmaşık olmasına rağmen Feynman'ın yöntemleri o kadar güçlü ki bu kez her şeyi basit resimler halinde ifade edebiliyorlar. Prensipler QED'dekiyle tamamen aynıdır: her şey yayıcılardan, köşelerden ve bağlantı sabitlerinden oluşur. Ancak yeni aktörler ve tamamen yeni hikayeler var, bunlardan birine KHD deniyor.
Timofey Gurtovoy
Fiziksel anlam
sabit ince yapı
1/137'ye eşit olan boyutsuz sabit, Alman teorik fizikçi Arnold Sommerfeld tarafından 1916'da, hatta kuantum teorisinin yaratılmasından önce elde edildi. Daha sonra bu ismi aldı sürekli ince yapı. Sayısal ifadesi SGSE sisteminde elde edilmiştir. matematiksel ifade, şuna benziyor:
2π e2
A= ─── , (1)
HİLE
Nerede: A - ince yapı sabiti; e – elektron yükü; H – Çubuk sabittir; İLE -ışık hızı.
Bu sabitin ne anlama geldiğini bulma çabaları, sonuçta onun elektromanyetik etkileşimi karakterize ettiği sonucuna varılmasına yol açtı. Ancak bu YANLIŞ onun yorumu. Özünü keşfetmek henüz mümkün olmadı. Açık olan tek şey, orijinali bu alana ait olduğundan, atomların spektrumlarının elde edilmesi sürecine ait olduğudur.
Dikkat çeken (1) ifadesinin anlaşılmazlığı merak uyandırmaktadır. Ve bunun fenomene atıfta bulunduğu gerçeği atom spektrumu, çok az çalışılmış bir süreç - çifte merak. Ve çözümü konusunda fikir ayrılıklarına yol açıyor, hatta şu da var: Acaba bu süreçte atomdan atılan elektronların kütlesi sabit bir değer olmayabilir mi? Bu durumda bir boyutun olması gerekir. Sommerfeld'in çalışmalarında "ima ettiği" bu süreçteki bir tür korelasyonun sonucu olmadığı sürece. O zaman miktar boyutsuz olabilir. Böylece denklem (1)'in daha fazla analiz edildiğinde, onun anlamını gösterecek şekilde devam ettirilebileceği ve tamamlanabileceği fark edildi. fiziksel varlık, bu yapıldı.
Analizin tamamlanmasının ardından, denklem (1)'in aslında atom bir durumdayken süreçteki belirli miktarların oranını ifade ettiği ortaya çıktı. büyük enerji yükü yüksek sıcaklığın bir sonucu olarak. Fakat spektrumun ortaya çıkma sürecinde değil radyasyon nedeniyle ve atomun kendisinde meydana gelen bir süreçle.
Herhangi bir madde sıcaklığı artırarak buhar durumuna getirilirse, atomları rezonans frekanslarının spektrumlarını yaymaya başlar. Ancak yayılan atomların kendisi değil, aşırı uyarılmış atomlardan fırladıkları anda parçacıklardır.
Bu durumda ince yapının matematiksel ifadesi bazı şeyleri tanımlamalıdır. önemli bu süreçte ortaya çıkan bir gerçektir. Bu nedenle Sommerfeld denkleminin elektronların katılımıyla tamamlanması pozisyondan gerçekleştirildi. serbest akım taşıyıcılarının ortaya çıkışı atom aşırı uyarıldığında.
Devam eden analizin bir sonucu olarak, ifade (1), artık fiziksel anlamını takip eden denklem (2)'ye dönüştürüldü (taslaktaki sonuç, hazırlanan, 2. baskı).
2π σ
A = ──── , (2)
Elektriksel iletkenlik fiziksel bir parametredir elektrik devresi Bu, bazı malzemelerin bir dereceye kadar elektrik akımını iletme yeteneğini gösterir. Genel iletkenlik boyutu – [santimetre /İle ].
(2)'de iletkenliği genel olarak ele alarak, elektrik akımı devresinin kendisinin, bu durumda dikkate alınmaz ve iletkenlik yalnızca şu şekilde söz konusudur: mevcut taşıyıcı kinetiği parametresi. Bu durumda (2)'deki ince yapı sabiti toplam iletkenlik ile birlikte şu değer olacaktır: boyutsuz (3).
bir = 2π σ [cm/s]/ C [cm/s]= 1/137(3)
Toplamın boyutuna göre hareketi açıklayan Denklem (3) elektriksel iletkenlik [santimetre /İle ] , bazı iki elektron hızının oranını gösterir Ve1 Ve Ve2 bir atomda. Ve denklemin yapısına göre sabit bir değer olması gerekir (4).
Av = Ve1/ Ve2= 1/137 (4)
Bilindiği gibi elektron, kararlı bir temel parçacıktır. Rasyonel fiziğe göre, maddi nesnelerin yapısı, bir dış kabuk biçimindeki maddeselliğin ve merkezdeki mutlak boşluğun çekirdeğinin birleşimiyle temsil edilir. Bu durumda parçacıkların stabilitesi, ince vakum çekirdeğinin maksimum -C'ye eşit girdap hızı ile sağlanan mutlak vakum çekirdek hacminin yeterliliği ile belirlenecektir. ilkel kabuklar. Bir parçacığın, bu durumda bir elektronun kabuğunun girdap hızı, ona dönme hareketi vererek, onun Uzayda aynı maksimum hızla spiral şeklinde hareket etmesini sağlar. Bu hıza hız diyeceğiz döndürücü .
Hızın yanı sıra spiral (döndürücü) Uzayda hareket eden bir elektronun da hızı vardır doğrusal (aşamalı), dış elektrik alanının hızlanan enerjisinden kaynaklanır.
Sarmal elektronun hızı onun tarafından verilir orbital bir atomdaki hareket. Ve bir atomdaki benzer bir yörünge hızı değeri (-C'ye eşit) yalnızca vakum çekirdeğinin yüzeyinde olabileceğinden, bu, elektronun çekirdeğin yüzeyinden, yani merkezinden ve çekirdeğin yüzeyinden fırlatıldığı anlamına gelir. salınım sürecinde kürenin sınırını geçen minimum hacim momenti . Sıfırlamanın bir sonucu olarak elektron hızı ortaya çıkar - ilerici. Bu parçacık hızı onun hızıdır atomu terk etmek. Bu nedenle buna inanmak için her türlü neden var denklem (4) ifade eder Bir atomdaki elektron hızlarının oranı : çıkış hızı (Ve1 = Ve.v.) , İle hız orbital (Ve2 = Ve.o.) , aksi takdirde, spiral (döndürücü) Uzayda – C .
(4)'e göre, atomdan elektron çıkış hızı sabittir ve kesin olarak tanımlanmış bir şekilde sınırlayıcı hız olan C'den 137 kat daha azdır.
Denklem (4) analiz edilirken, bazı fiziksel özellikleri fark etmeden duramayız, diyelim ki, "haksızlık", bu da bundan kaynaklanmaktadır. Elektronun uzaysal spiral hızının – C'ye eşit sabitliği, şunu belirtir: istikrar Ve eşitlik hızlar herkes elektronlar şu ya da bu nedenle atomların sınırlarını terk ediyor, yani. herhangi bir maddedeki çıkış oranlarının eşitliği. Benzer normal koşullar Bir elektronun bir atomdan Uzaya kaçma işi her malzeme için ayrı olduğundan, olmamalıdır. Ve süreç analizimizde ya bir yerde bir hata yapıldığına ya da bu denklemin sadece özel durum.
Ancak Sommerfeld'in matematiksel araştırmasının atomların spektral tezahürü olgusuna dayandığını düşünürsek, gerçeklik konusunda hiçbir şüphe yoktur. istikrar Ve eşitlik onlardan elektron çıkış oranları ortadan kalkmalıdır. Aslında bu denklem, Doğada benzer gerçeklerin varlığı, atom spektrumlarının elde edilmesini mümkün kılan, spektral çizgilerin dağılımının yalnızca özerk olarak ortaya çıkan atom yapılarının enerjisine bağlı olduğu özel bir durumu temsil ettiğinden. Yani bir maddenin sıcaklığının önemli ölçüde artması ve buhara dönüşmesi durumunda, yani; istikrar Ve eşitlik Kullanılan malzemeden bağımsız olarak elektron emisyon oranları oldukça mümkündür.
Normal sıcaklık koşulları altında, yeterli uyarılma enerjisiyle, atom, kütle salınımının periyodu başına yalnızca bir tane olmak üzere yalnızca monoenerjetik elektronlar yayar. Şu tarihte: yüksek sıcaklıklarüstelik atom zaten bütün bir polienerjetik elektron paketini dışarı atıyor.
Atomlara giren enerjinin fazlalığı, atomların yapısal kısımları arasında ilave vakum bölgelerinin ortaya çıkmasına neden olur. Bu, daha önce yapısal bağlantıları zayıflatır. iyi durumda, uzun. Ve atomların çalışma özgürlüğü kazanan yapısal parçaları, her biri kendi rezonans frekansıyla bağımsız olarak salınmaya başlar.
Yüksek derecede salınım koşulları altında, atom, daha önce olduğu gibi, yapısal boşluk bölgelerinin ortaya çıkmasının bir sonucu olarak, bütünleşik işleyiş anlamında, yekpare, kompakt bir oluşum olmayı bırakmadan, varlığını sona erdirir. Yapısal parçalarının her biri ayrı ayrı ve her biri kendi rezonans modunda salınacaktır. Bağımsız olarak salınan atomun yapısal kısımları elektronlar yayar, böylece atomların kendilerine dışarıdan giren fazla enerjiden arındırılması süreci hızlandırılır.
Atomik yapıların enerji bağımsızlığı, salınımlarının rezonans moduna izin vermesi, bu oluşumları elektron yayma sürecine eşit şartlarda sokar. Bu durumda (4)'teki ilişkinin değişmezliği mutlaka gözlenecektir.
Bu koşullar altında elektron yörüngelerinin yarıçapındaki farklılık, yalnızca dönüşleri sırasında zaman içinde farklı bir döngüsellik yaratır. Bir dizi spektral çizgi şeklinde gözlemlenen bu sürece eşlik eden radyasyonun frekansını belirleyen şey.
Özetlemek gerekirse, sadece tamamlandı, V ek analiz Sommerfeld denklemine göre, atomların yüksek sıcaklıktaki salınımının, farklı maddeler için salınım süreçlerinin enerji maliyetlerinde önemli farklılıklar olmaksızın, elektronların onlardan salınması için aynı koşulları yarattığını söyleyebiliriz. Ve atomların aşırı enerji yüklemesi koşulları altında, onları bu davranışta eşitlemek, aşağıdakilerin elde edilmesine yol açar: spektrum "temiz" yankılanan frekanslar aslında atomun iç yapısını yansıtır.
Analizin tamamlanması
Ayrıca, pratikte görüldüğü gibi, salınan atomların, emdikleri elektromanyetik kuantumun çıkış enerjisinden daha az olmayan bir enerjiye sahip olması durumunda, normal sıcaklık koşullarında bile parçacıkları Uzaya fırlatabildikleri de unutulmamalıdır. Bu durumda hem elektronlar hem de pozitronlar yayılır.
Elektron, daha önce de belirtildiği gibi, atomun merkezinden, yörünge hızının - C'ye eşit olduğu vakum bölgesinin yüzeyinden fırlatılır. Bunun nedeni, büyüklüğünün aynı olmasıdır, döndürücü Uzayda hız. Bu onun gücünün ve dayanıklılığının anahtarıdır ve çevrenin mikro yapısıyla tekrarlanan etkileşimlerde bile var olmasını sağlar.
Pozitron, maddenin girdap hareketinin hızının ve dolayısıyla yörünge hızının maksimumdan daha az olduğu atomun yüzey katmanlarından fırlatılır. Dolayısıyla girdap hareketi yetersiz olduğundan, ek enerji almadan, ancak mikro yapısıyla ilk buluşmasına kadar Uzayda var olabilir. Daha sonra parçalanır ve elektromanyetik bir kuantum yayarak ana maddeye dönüşür.
Atomların spektrumlarını elde etme olgusunda, elektriksel iletkenlikten bahsederken, onun boyutunu denklemde dahil ettik. genel form yani formda fiziksel kavram Bu, bir elektrik devresindeki akım taşıyıcılarının hareketini değil, yalnızca aşırı uyarılmış atomlar tarafından Uzaya fırlatılan elektronların kinetiğini karakterize eder. Bir elektrik devresinde elektronların akım taşıyıcıları olarak ortaya çıkmasını ve hareketini düşünürsek, bu durumda iletkenlik, karakterize eden fiziksel bir parametre olacaktır. kaliteözel elektrik devresi. Ve denklem (3)'te olması gerekir, özel - σ sen., boyuta sahip – [ 1 /İle ] . Denklemin bir terimi için böyle bir boyutun benimsenmesi, önceki boyutsuzluğunu ihlal ederek, bu fiziksel sabitin boyut kazanır.
ά= 2π σ en/ S[cm/s] = 1/137(5)
Şimdi (5)'te, Anlam denklem (4), oran olarak BEN hız çıkış Bir atomdan elektronun hızına Uzaysal (yörünge) bileşenlerin farklı boyutları nedeniyle, kaybolur. Öncekini geri yüklemek için Anlam denkleminde, uzaysal koordinatın boyutu payda görünmelidir – [santimetre] . Ancak bu ancak yeni tanıtılan bir fiziksel parametreyle ortaya çıkabiliyor. Halihazırda var olan bir denklemde böyle bir yenilik yasal olur mu?
Enerjiye doymuş bir atomun yapıları tarafından yük emisyonunu değil, bir elektrik akımı devresinde bir elektrik alanının normal enerji durumunda olan atomlar üzerindeki etkisi nedeniyle bunların üretim sürecini dikkate alırsak, bu da uyaracaktır. elektronların (pozitronların) salınması, o zaman böyle bir hareket mümkündür. Ve girilen parametre şu hale gelebilir: yörünge yarıçapı parçacık fırlatıldı.
Ancak yeni eklenen parametre yarıçap kendine ait olmak sayısal değer, geri yükleme Anlam boyutlarıyla denklemler, şimdi ihlal edecek sayısal değer onun sonucu. Ayrıca bu değer yalnızca belirli bir malzemenin atomları için sabit olacaktır. Çünkü parçacık, bulunduğu malzemeden bir elektrik devresine atılır. Fiziksel olarak bu, denklem (2)'nin artık belirli bir malzeme için bir parçacığın atomdan fırlatılma hızının elektrik devresindeki hızına oranını temsil etmesi gerektiği anlamına gelecektir. Ve ifade (2), tanıtılanla birlikte mekansal parametre, yarıçap şeklinde – R [santimetre] Yörünge parçacığı aşağıdaki formu alacaktır:
2π R σ en
ά = ──── , (6)
Nerede: ά – hız oranının büyüklüğü, ancak sabit bir değere eşit değil 1/137 ; σ en– elektrik devresi malzemesinin spesifik iletkenliği; R- bir elektrik alanı ve kapalı bir devre varlığında bir elektrik akımının oluşmasına neden olacak bir atom parçacığının yörüngesinin yarıçapı; İLE– ışık hızı.
Elektrik akımının taşıyıcıları olarak beta parçacıkları negatif elektronlar ve pozitif pozitronlar olabilir. Her ikisi de elektrik akımı devrelerinde yalnızca EMF aktifken atomdan atoma atlayarak var olurlar.
Elektrik devrelerinde elektrik akımının oluşma süreci ve oradaki varlığı aşağıdaki gibi gösterilebilir. Bir elektrik devresinde bir EMF oluştuğunda, devreyi oluşturan malzemelerin atomları polarize olur. Maddi kabukları vakum çekirdeklerine göre kayar (ikincisi, düğümleri açığa çıkarır) kristal kafes malzeme, katı bir sistem oluşturur ve etraflarında atomların salınımı meydana gelir).
Maddi dünyadaki tüm etkileşimler, maddenin Potansiyel Derecelendirmesi temel yasasına göre gerçekleşir. Malzemeleri oluşturan atomlarda negatif Devreye elektron sağlayan Hall katsayısı, malzeme kabuklarının EMF kaynağının negatif kutbunun potansiyelinden daha büyük bir yüzey potansiyeline sahiptir. Bu nedenle kafes düğümlerine göre kabuklar bu direğe doğru kayar. Ve salınım sırasında, minimum hacim anında, EMF kaynağının etkisi altında, "parçacıklar" - elektronlar vakum çekirdek küresinin yüzeyinden, ters yönde, pozitif kutba doğru.
Malzemeleri oluşturan atomlarda pozitif Hall katsayısı ile her şey tam tersi olur, çünkü maddi kabuklarının yüzey potansiyeli EMF kaynağının pozitif kutbunun potansiyelinden daha azdır, dolayısıyla kabuklar kendi yönünde kayar. Sıfırlandı "parçacıklar" - pozitronlar atomların yüzeyinden, salınan atomun maksimum hacmi anında hareketlerini hızlandırır ve EMF kaynağının negatif kutbuna doğru.
Elektrik devresini oluşturan malzemelerin atomlar arası boşluklarında serbest birincil madde bulunmaması nedeniyle, dışarı atılan "parçacıkların" hareketine karşı direnç yoktur. Ve onların noktasal parçacık formuna dönüştürülmesi gerçekleşmez. Yani, karşılaştıkları zincir malzemesinin atomları ile etkileşime girerken, bunun sonucunda yoğun inhibisyon onların nihai parçalanmasına ve birincil maddeye dönüşmesine yol açar.
Kaynak EMF'nin etkisi altında, ortaya çıkan asal mesele formlar genel akış, kapalı bir devrenin halkası boyunca. Elektriğin gerçek taşıyıcıları olan ve çürümüş olduğu varsayılan "taşıyıcılar" tarafından oluşturulan birincil parçacıkların tek bir akışı, elektrik akımıdır. A Tüm Bremsstrahlung sözde ve gerçek taşıyıcılar - Joule ısısı.
Birincil parçacıklar en düşük yüzey potansiyeline sahiptir, dolayısıyla akışlarının hareketi EMF kaynağının pozitif kutbuna doğru yönlendirilir. Bu arada, sezgisel olarak da olsa, bilimsel gerekçe olmadan tarihsel olarak doğru bir şekilde kabul edildi.
Akım iletkenlerinin atomlar arası uzayında olduğundan, mekansal ortam yoksa, onunla sınırlı olmayan taşıyıcıların (birincil parçacıklar) akış hızı, birincil maddeyle birlikte Uzay'dakinden çok daha yüksek olacaktır. Bu, girilen sayısal değerler kullanılarak (6)'da matematiksel olarak gösterilmiştir. iletkenlik - σ en ve parçacığın yörünge yarıçapı – R bir atomda.
Örneğin, salınan bir atom tarafından fırlatılabilen bir elektronun "yörüngesinin" yarıçapının değeri, bir atomun çekirdeğinin yarıçapından farklı değildir - 7.21·10-12 [santimetre]. Pozitron “yörüngesinin” yarıçapı yarıçapa eşit atom.
Bir elektrik devresindeki parçacıkların hızının Uzaydaki hızlarını önemli ölçüde aştığı gerçeği fizikte zaten kabul edilmiştir: bir elektrik devresindeki akımın yayılma hızı neredeyse anlıktır.
Yukarıdakilerin tümü, denklem (6) ifadesine dayanarak, elektrik akımı taşıyıcılarının sürekli var olan bir formda olduğunu göstermektedir. elektron gazı iletkenlerde bulunmaz. Ancak bu sadece bunun kanıtı değil, aynı zamanda bunun deneysel olarak doğrulanması da var.
Eşitliklerden sonuçlar – (4) ve (6)
Tüm yapısal malzeme oluşumları ve bireysel parçacıklar Bir atomu oluşturan atomlar ayrı ayrı ele alınırsa tam tanecikli (yoğunlaşmış, noktasal) bir yapıya sahip değildir. Bunlar, söylendiği gibi, her biri kendi halka yörüngesinde bulunan, bir vakum çekirdeği etrafında girdap hareketi yapan halka oluşumlarıdır. Parçacıklar, bir atomdan Uzaya çıktıklarında konsantre, noktasal bir form kazanırlar ve buna enerji harcarlar. Böylece , Birincil maddeyle dolu Uzaya bir atomdan (elektron veya pozitron) ayrılan bir parçacığın enerjisi, onun formunun dönüşüm enerjisidir. Parçacıkların halka şekli torus topolojisi ile top şekline dönüşür. Torus topolojisi şunları sağlar: serbest parçacık bir dönüşü vardır ve elektrik ve manyetik alanlarda polarizasyonuna katkıda bulunur.
Uzayda dönüşüm süreci iki taraflı. Şu tarihte: hızlanma parçacıklar, madde dağınık Devletler, Uzayda bir duruma dönüşür konsantre bir parçacıkta, kütlesini arttırmak. Şu tarihte: frenleme, tersine, devletten gelen mesele odaklanmış bir parçacıkta duruma girer dağınık Uzayda, kütlesini azaltmak.
İÇİNDE atom ancak bir parçacık dışarı atıldığında yalnızca maddenin konsantrasyonu. Atomdaki halka şeklindeki formu Uzayda konsantre hale gelir, nokta şekli.
Maddenin dönüşüm hızı sonludur ve –C'ye eşittir. Maddenin dönüşüm süresi doğrudan miktarına bağlıdır. Bu nedenle, maddenin kütlesinin birincil maddeye ve bunun tersi de birincil maddenin maddeye dönüşme zamanına oranı sabit bir değerdir.
AT.= m1 /T1 = m2 /T2 … mn / tn = Sabit (7)
Fırlatılan parçacıkların, elektronların ve pozitronların kütlelerinin farklı boyutlarda olduğu bilinmektedir. Fakat toplam bir elektrik devresindeki akım taşıyıcılarının kütlesi (birincil madde parçacıkları) - ∑ MN. T.., dönüşümden sonra çeşitli madde miktarı, parçacıkları birincil maddeye fırlattı, tüm alanlarında farklı iletkenliğe sahip malzemelerden oluşan (farklı Hall katsayılarına sahip), aynı mı .
Bu ancak dönüşüm anında mümkün olabilir. ve dönüştürülen kütlenin değerindeki değişiklik, dolayı farklı hızlar Emisyonların eşitlenmesine yol açan parçacıkların hareketi. Bir elektronun ve bir pozitronun bir atomdan bir elektrik devresine salınma hızı, bunların yörünge hızları ama onlar farklı - ve. > vP... Ve daha yüksek hızda katkı maddesi miktarı daha fazla olacaktır - ∆ M.
∑ MN. T. = Me.(ve.) = MN.(vP.) (8)
Uygulama, farklı Hall katsayılarına sahip malzemelerden oluşan bir elektrik devresinde tüm bölümlerindeki akım değerinin aynı olduğunu göstermektedir. Bu, temel akım taşıyıcılarının (birincil parçacıklar) toplamından oluşan toplam yükün olduğu anlamına gelir. ∑ QN. T Devrede dolaşan . da sabittir. Ve (7) ve (8)'i hesaba katarak, eşitliği (9) ve özdeşliği (10) koyarız.
sen ∑ QN. T.= sen(Qe.+ Q P.) = Me.C2 + MP.V2 (9)
∑ QN. T. = Qah+ Q P.≡ ∑ MN. T. = Me. + MP. (10)
Ve bundan şu sonuç çıkıyor şarj taşıyıcı onun ağırlık , olarak ifade edilir elektrik üniteleri . Bu, parçacığın bu fiziksel parametrelerinin M Ve Q, karşılık gelen katsayı aracılığıyla – k, eşitlenebilir ve mekanik olarak elde edilebilir elektromanyetik kütle (11).
m = k q, nerede k boyutu var [kilogram/Cl]. (11)
Elektromanyetik kütle parametrelerle de ifade edilebilir elektromanyetik alan, ancak bu başka bir konunun sorusu.
Kaynakça
1. Sataeva O, Afanasyev T. BİZ KİMİZ VE NERELİZ? /HAKKINDA. Sataeva, T. Afanasyev. // Monografideki materyalin desteklediği yansımalar“Evrende yalnız değiliz,” 1. baskı. – Irkutsk: IVVAIU (VI), 2007. – 208 s.
Harvard Üniversitesi'nden Profesör Gerald Gabrielse liderliğindeki fizikçiler, ince yapı sabitinin sayısal değerini önemli ölçüde iyileştirmeyi mümkün kılan son derece hassas bir deney gerçekleştirdi. Sonuçlarını dergide aynı anda çıkan iki makalede yayınladılar. Fiziksel İnceleme Mektupları(97, 030801 ve 97, 030802). Bunlardan ilki ölçüm verilerini, ikincisi ise son hesaplamaları sunar.
Yunanca alfa (α) harfiyle gösterilen ince yapı sabiti, Alman teorik fizikçi Arnold Sommerfeld tarafından 1916'da, hatta kuantum mekaniğinin yaratılmasından önce tanıtıldı. Sommerfeld'de ikili bölünmeyi açıklayan hesaplamalarda ortaya çıktı enerji seviyeleri Görelilik etkileri nedeniyle Bohr modelinin hidrojen benzeri atomunun (ve buna bağlı olarak spektral çizgileri). Bu bölünmeye spektrumun ince yapısı denir, dolayısıyla sabitin adı da budur. Daha sonra bunun, elektronun yörünge ve dönüş momentleri arasındaki etkileşimden kaynaklandığı ortaya çıktı ki bu da başlı başına göreceli bir etkidir.
1916 yılında spin kavramı henüz mevcut değildi ve Sommerfeld, elektron enerjisini oranının karesi dahilinde hesaplayarak sonuçlarını elde etti. doğrusal hız v(o zamanlar hala tamamen klasik olarak tanımlanıyordu) ışık hızına C, (v/C) 2. İnce yapı sabiti, elektronun alt dairesel yörüngedeki hızının ışık hızına oranı olarak bu hesaplamalara dahil edildi. CGSE birim sisteminde basit bir formül kullanılarak yazılır:
Burada e- elektron yükü, C- ışık hızı, - azaltılmış Planck sabiti veya Dirac sabiti ( = H/2π , Nerede H- Enerjinin büyüklüğünü ilişkilendiren Planck sabiti elektromanyetik radyasyon sıklığıyla birlikte). α boyutsuz bir niceliktir, sayısal değeri 1/137'ye çok yakındır.
İnce yapı sabitinin fiziksel anlamı, kuantum elektrodinamiğinin yaratılmasından sonra kökten değişti. Bu teoriye göre, elektrik yüklü parçacıklar sanal foton alışverişi yoluyla etkileşime girer. İnce yapı sabiti burada bu etkileşimin yoğunluğunu karakterize eden boyutsuz bir parametre olarak görünür.
"Alfa"nın rolü, kuantum elektrodinamiğinde yaklaşık hesaplamaların ana yöntemi olarak hizmet eden Feynman diyagramlarını kullanarak çeşitli etkileri hesaplarken en açık şekilde ortaya çıkar. Feynman diyagramının her köşesi, hesaplanan sürecin genliğinin sayısal değerine eşit bir faktör sunar karekök alfa'dan. Hesaplamalarda ortaya çıkan iç çizgilerin iki ucu olduğundan, bu çizgilerin her birinin eklenmesi alfa ile orantılı bir çarpan verir. Tam olarak kuantum elektrodinamiğindeki ince yapı sabitinin küçük olmasından dolayı hesaplanan büyüklükleri güçleri açısından serilere genişleterek yaklaşık hesaplamalar yapmak mümkündür. Doğru, bazı diyagramları saymak sonsuzluklar verir, ancak kuantum elektrodinamiğinde sözde yeniden normalleştirmeyi kullanarak onlardan kurtulabilirsiniz (ancak bunlar zaten ayrıntılardır).
60'lı yılların sonunda kuantum elektrodinamiği şu şekilde bir genelleme aldı: birleşik teori Elektrozayıf etkileşimler. Bu teoriye göre "alfa", fiziksel sürecin karakteristik enerjisinin logaritmasıyla orantılı olarak büyür ve bu nedenle artık sabit değildir. Sommerfeld formülü mümkün olan minimum enerjide “alfa”nın sınırlayıcı değerine karşılık gelir elektromanyetik etkileşim. En hafif parçacıklar olduğundan elektrik yükü Elektronlar ve pozitronlar olduğundan, bu minimuma belirli bir enerji seviyesinde ulaşılır. eşit kütle elektron çarpı ışık hızının karesi. Bazı hipotezlere göre alfa zamana da bağlı olabilir ancak bu henüz kanıtlanamamıştır.
Kuantum elektrodinamiği tamamen teorik olarak bulmamıza izin vermez. özel anlam Elektromanyetik etkileşimin "kuvvetleri". Bununla birlikte, α'ya bağlı olarak bazı fiziksel olarak gözlemlenebilir miktarların hesaplanması ve ardından bu sonucun deneyle karşılaştırılması yoluyla belirlenebilir. Gabriels ve ortak yazarlarının yaptığı da tam olarak buydu. Cornell Üniversitesi profesörü Toichiro Kinoshita ve Japon meslektaşı Makiko Nio tarafından bu yıl yayınlanan pertürbasyon teorisinin dördüncü sırasına göre bir elektronun iç (spin) manyetik momentinin hesaplamalarını kullandılar ( Fiziksel İnceleme D, 73 , 013003, 2006). 1996 yılında yayınlanan pertürbasyon teorisinin üçüncü derecesindeki manyetik moment değerindeki düzeltmeleri hesaplamak için Kinoshita ve Nio, bir süper bilgisayarda uzun yıllar süren analitik hesaplamalar ve hesaplamalar gerektiren 891 Feynman diyagramlarından gelen katkıları hesaba katmak zorundaydı.
Bilindiği gibi bir elektronun manyetik momenti, spininin ve Bohr magnetonunun çarpımı ile orantılıdır. Orantılılık katsayısı genellikle Latin harfiyle gösterilir. G. 1928'de Paul Dirac tarafından formüle edilen göreli elektron teorisine göre, G= 2. Bu değer yirmi yıl boyunca olduğu gibi kabul edildi, ancak 1948'de Polycarp Kusch ve Henry Foley deneysel olarak şunu kanıtladı: G yaklaşık olarak 2,002'ye eşittir. Aynı zamanda kuantum elektrodinamiğinin yaratıcılarından Julius Schwinger de teorik olarak aynı değeri elde etti. Kuantum elektrodinamiği aşırılığı açıklıyor G Dirac değerinin üzerindeki faktör manyetik moment doğum nedeniyle artar sanal parçacıklar ve vakum polarizasyonu. O zamandan beri G-faktörü deneysel olarak birden fazla kez ölçüldü ve kuantum elektrodinamiği denklemlerine göre hesaplandı ve her seferinde sonuçlar giderek daha yüksek doğrulukla çakıştı. 1987'de Hans Demelt ve meslektaşları ölçüm yaptı G-dört trilyonda bir doğruluğa sahip faktör; bunun için Hans Demelt iki yıl sonra Nobel Ödülü'ne layık görüldü.
Kinoshita ve Nio'nun hesaplamaları hayal etmeyi mümkün kıldı G-sonlu Taylor serisi biçimindeki faktör, ince yapı sabiti α'nın dördüncü kuvvetiyle orantılı bir terimle sonlanır. Demelt'in grubunun sonuçlarının doğruluğu, bu değeri deneysel olarak test etmek için yeterli değildi. Gabriels ve ekibi yeniden ölçüm yaptı G-faktörü tek elektronlu siklotron adını verdikleri bir alet kullanarak hesapladılar.
Bu cihaz, Gabriels ve Stephen Peil tarafından son on yılın sonunda oluşturuldu ve o zamandan bu yana sürekli olarak geliştirildi. Alternatif elektromanyetik alanlar kullanılarak tek bir elektronun kilitlendiği küçük bir iletken boşluktur (aslında bu, Penning tuzağı adı verilen uzun zamandır bilinen bir cihazın bir modifikasyonudur). Ölçümler yapılırken cihazın ekseni boyunca yönlendirilen bir manyetik alan açılır. Bu alanın varlığı, elektronun siklotron frekansı fc ile bir spiral içinde hareket etmesine ve aynı zamanda fs frekansı ile alan vektörü etrafında devinim yapmasına neden olur.
Teoriye göre, G-faktör ikiyi (f s – f c)/f c'ye eşit bir miktarda aşar. Bu kesrin payı ve paydası deneysel olarak belirlendi. Bu ölçümler, tuzağın iç boşluğunun geometrisinin ve 0,1 K'ye kadar soğutulmasının son derece hassas hesaplamalarını gerektiriyordu; ölçümler saatler süren bir sürede gerçekleştirildiğinden, tüm bunlar elektron yörüngelerinin stabilitesini sağlamak için gerekliydi. Deneyciler, elektronun çok düşük enerjisi nedeniyle son derece küçük olmalarına rağmen, göreceli düzeltmeleri bile hesaba katmak zorunda kaldılar.
Sonuçta deney anlam kazandı G/2 = 1,00115965218085 ve olası hata 0,76 trilyonu geçmez (yani Demelt grubunun doğruluğu altı kat artar). anlamı bu G-faktörü, 0,7 milyarda bir hatayla (önceki sonuçlara kıyasla on kat iyileşme) 1/137,035999710'a eşit olduğu ortaya çıkan alfa değerini hesaplamamıza izin verdi.
İnce yapı sabitinin hesaplanan değerindeki bu kadar dikkat çekici bir iyileştirme, kuantum elektrodinamiğinin sınırlarını belirleme fırsatı yaratır. Elektron ve pozitronun nokta parçacıklar olduğu varsayımına dayanmaktadır. Eğer bazı hipotezlerin iddia ettiği gibi elektron ve pozitron iç yapı, alfa değerini etkilemelidir. (Kuşkusuz, ince yapı sabiti güçlü ve zayıf etkileşimlerden kaynaklanan çok küçük eklemeleri de içermektedir, ancak Gabriels'in grubundaki fizikçiler bunların dikkate alınabileceğine inanmaktadır).
Şimdi fizikçilerin ince yapı sabitini diğer yöntemleri kullanarak mümkün olduğunca doğru bir şekilde yeniden ölçmeleri gerekiyor (bu, örneğin Josephson etkisi ve kuantum Hall etkisi gibi katı hal fenomenlerinin yanı sıra fotonların rubidyum üzerine saçılması yoluyla yapılır). atomlar) ve elde edilen sonuçları Gabriels grubunun tahminiyle karşılaştırın. Bundan ne çıkacağını kim bilebilir?
Kaynaklar:
1) B. Odom, D. Hanneke, B. D "Urso, G. Gabrielse. Tek Elektronlu Kuantum Siklotron Kullanılarak Elektron Manyetik Momentinin Yeni Ölçümü (tam metin PDF, 256 Kb) // Fiziksel İnceleme Mektupları, 97, 030801 (2006).
2) G. Gabrielse, D. Hanneke, T. Kinoshita, M. Nio, B. Odom. İnce Yapı Sabitinin Yeni Tayini itibaren Elektron G Değer ve QED (tam metin PDF, 200 Kb) // Fiziksel İnceleme Mektupları, 97, 030802 (2006).
3) Toichiro Kinoshita, Makiko Nio. Elektronun anormal manyetik momentinin geliştirilmiş alfa 4 terimi // Fizik. Rev. D 73, 013003 (2006).
Astrofizikçiler, temel fiziksel sabitlerden en az birinin, ince yapı sabiti "alfa"nın gerçekten sabit olduğunu ve başkalarına geçtiğinde değişmediğini kanıtladılar. yıldız sistemleri. Bu, Dünya'dan 220 ışıkyılı uzaklıktaki bir beyaz cücenin gözlemlenmesiyle kanıtlanmıştır. spektral analiz. Ayrıntılar Physical Review Letters'da yayınlanan makalede verilmektedir.
İnce yapı sabiti, evrensel fiziksel sabitlerden oluşan boyutsuz bir niceliktir:
α = e 2ħc≈1/ 137, burada e elektronun yüküdür , ħ
- Planck sabiti, İle- ışık hızı.
En doğru ölçümlere göre a=1/137.035987(29). T.s. n. atomik enerji seviyelerinin (ve dolayısıyla spektral çizgilerin) ince bölünmesini belirler. Kuantum elektrodinamiğinde a, elektromanyetik etkileşimin "gücünü" karakterize eden doğal bir parametredir.
Bu sabit, 20. yüzyılın başında fizikçiler tarafından spektrumları tanımlamak için ortaya atılmış ve yüzyılın ortalarına gelindiğinde araştırmacılar bu sabitin zaman içinde ne kadar sabit olduğunu, yerden yere değişip değişmediğini ve çevreye bağlı olup olmadığını merak ediyorlardı. yerçekimi alanı.
Sabit olarak adlandırılmasına rağmen fizikçiler uzun zamandır Bu sabitin gerçekte sabit olup olmadığı konusunda bir tartışma var. Farklı durumlar için biraz "ayarlanmış" bir değer, bazı sorunları çözebilir. modern kozmoloji ve astrofizik. Sicim Teorisi'nin ortaya çıkışıyla birlikte birçok bilim insanı genel olarak diğer sabitlerin farklı davranabileceğine inanmaya başladı. İnce yapı sabitindeki değişiklikler, Sicim Teorisi için gerekli olan, Evrenin ek katlanmış boyutlarının gerçek varlığını dolaylı olarak gösterebilir.
2010 yılında gerçekleştirilen bir dizi deney, "alfa"daki değişikliklerin, eğer varsa, çok büyük olmadığı sonucuna varmıştır, ancak sapmaları araştırmak için çalışmalar sürdürülmüştür.
Yeni çalışmada beyaz bir cücenin yüzeyindeki nikel iyonlarının spektrumunun analizi kullanıldı.
Yapılan gözlemler, Dünya'nın alanından 30 bin kat daha güçlü olan yer çekimi alanındaki ince yapı sabitinin değişme ihtimalini dışlıyor. Araştırmanın yazarları, eğer sabit alfa yerçekiminin etkisi altında değişirse, bu değişimin yüzde yüzde birini geçmediğini söylüyor.
İnce yapı sabiti "alfa"nın anlamı kuantum alan teorisi açısından karakterize edilebilir. Kuantum teorisindeki elektromanyetik alan, yüklü parçacıklar (elektronlar veya protonlar gibi) tarafından sürekli olarak yayılan ve emilen sanal parçacıklardan oluşur ve "alfa" sabiti, sanal parçacıkların emisyonunun ne kadar kolay gerçekleşeceğini belirler. Aynı sabit başka bir şekilde de belirlenebilir: atomların spektrumları kullanılarak. gerçek spektrumlar iki bitişik çizgiyi gösterirken, tek düzeyler varsayıldı: olaya ince yapı adı verildi ve çizgiler arasındaki boşluğun boyutu "alfa" sabiti aracılığıyla ifade edildi.
