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, yaʼni klassik elektromagnetizm vakuumiga aylanadi.

Fluktuatsiyalar

Spontan parametrik pastga aylantirish orqali kuchaytirilgan vakuum tebranishlarini (qizil halqada) koʻrsatadigan eksperiment videosi.

KEM vakuumi harakatsiz nolga teng oʻrtacha maydon holatida oʻzgarishlarga duchor boʻladi; Mana kvant vakuumining tavsifi. Kvant nazariyasi vakuum, hatto har qanday materiyadan mahrum boʻlgan eng mukammal vakuum ham boʻsh emasligini taʼkidlaydi. Aksincha, kvant vakuumini doimiy ravishda paydo boʻladigan va gʻoyib boʻladigan zarrachalar dengizi sifatida tasvirlash mumkin, ular zarrachalarning koʻrinadigan tebranishida namoyon boʻladi, bu ularning issiqlik harakatlaridan juda farq qiladi. Bu zarralar haqiqiy zarralardan farqli oʻlaroq „virtual“ dir. …Har qanday lahzada vakuum atomlarning energiya darajalariga taʼsir qilib, oʻz imzosini ortda qoldiradigan shunday virtual juftliklarga toʻla.

Virtual zarralar

Baʼzida 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 oʻzgarishlari va ħ Plank doimiysi 2 π ga boʻlingan) virtual zarralarning qisqa umr koʻrish muddati vakuumdan katta energiyani „qarzga olish“ imkonini beradi va shu bilan zarrachalar hosil boʻlishiga imkon beradi, deb taʼkidlaydi. qisqa vaqtlar uchun.

Biroq, energiya-vaqt noaniqlik munosabatlarining bunday talqini hamma tomonidan qabul qilinmaydi. Muammolardan biri oʻlchov aniqligini cheklovchi noaniqlik munosabatidan foydalanish, goʻyo vaqt noaniqligi $Δ t$ $Δ E$ qarzga olish uchun „byudjet“ ni aniqlaydi. Yana bir masala – bu munosabatdagi „vaqt“ning maʼnosi, chunki energiya va vaqt (masalan, q pozitsiyasi va momentum p dan farqli oʻlaroq) kanonik kommutatsiya munosabatini (masalan, $[q, p] = iħ$ ) qanoatlantirmaydi. Vaqtning qandaydir talqiniga ega boʻlgan, lekin energiya bilan kanonik kommutatsiya munosabatini qondiradigan kuzatiladiganni yaratish uchun turli sxemalar ishlab chiqilgan. Energiya-vaqt noaniqlik printsipiga koʻplab yondashuvlar doimiy oʻrganish mavzusidir.

Maydonlarni kvantlashtirish

Geyzenberg noaniqlik printsipi zarrachaning bir vaqtning oʻzida sobit joyda, aytaylik, koordinatalarning kelib chiqishi va nol impulsga ega boʻlgan holatda mavjud boʻlishiga yoʻl qoʻymaydi. Buning oʻrniga zarra kvant tebranishlari bilan bogʻliq boʻlgan joylashuvda bir qator impuls va tarqalishga ega; cheklangan boʻlsa, 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: Failed to parse (unknown function "\begin{align}"): {\displaystyle \begin{align} \mathbf B &= \mathbf {\nabla \times A}\,, \\ \mathbf E &= -\frac{\partial}{\partial t} \mathbf{A} – \mathbf{\nabla}V \, . \end{align}}

Kvantlashtirishga vektor potentsialini kiritmasdan, asosiy maydonlarning oʻzlari nuqtai nazaridan erishish mumkin: Failed to parse (sintaktik xato): {\displaystyle \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

Kvantlash natijasida kvant elektrodinamik vakuumni moddiy muhit deb hisoblash mumkin. Vakuumli polarizatsiyaga qodir. Xususan, zaryadlangan zarralar orasidagi kuch qonuniga taʼsir qiladi. Kvant elektrodinamik vakuumning elektr oʻtkazuvchanligini hisoblash mumkin va u klassik vakuumning oddiy $ε 0$ dan bir oz farq qiladi. Xuddi shunday, uning oʻtkazuvchanligini 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 baʻzi 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 koʻrsatadi. Vakuumning koʻpgina 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

{{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]