Дүрт квант таталцал - энэ юу вэ? Энэ асуултыг бид энэ нийтлэлд авч үзэх болно. Эхлэхийн тулд бид түүний шинж чанар, бодит мэдээллийг тодорхойлж, дараа нь түүний өрсөлдөгч болох утаснуудын онолтой танилцах бөгөөд бид давталтын квант таталцлыг ойлгох, харилцан хамаарлын ерөнхий хэлбэрээр авч үзэх болно.
Танилцуулга
Квантын таталцлыг тодорхойлсон онолуудын нэг нь Орчлон ертөнцийн зохион байгуулалтын квант түвшний гогцооны таталцлын талаарх өгөгдлийн багц юм. Эдгээр онолууд нь Планкийн масштабаар цаг хугацаа, орон зайн салангид байдлын үзэл баримтлал дээр суурилдаг. Энэ нь лугшилттай орчлон ертөнцийн таамаглалыг хэрэгжүүлэх боломжийг олгодог.
Ли Смолин, Т. Жакобсон, К. Ровелли, А. Аштекар нар бол хүрд квант таталцлын онолыг үндэслэгч юм. Үүсэх эхлэл нь 80-аад онд унадаг. XX зуун. Энэхүү онолын дагуу "нөөц" - цаг хугацаа ба орон зай нь салангид хэсгүүдийн систем юм. Тэдгээрийг тусгай аргаар нэгтгэсэн квантуудын хэмжээтэй эсүүд гэж тодорхойлдог. Гэсэн хэдий ч том хэмжээтэй болоход бид орон зай-цаг хугацааны жигдрэлтийг ажиглаж байгаа бөгөөд энэ нь бидний хувьд тасралтгүй мэт санагддаг.
Дүрт таталцал ба орчлон ертөнцийн бөөмс
Голт квант таталцлын онолын хамгийн гайхалтай "онцлогуудын" нэг бол физикийн зарим асуудлыг шийдвэрлэх байгалийн чадвар юм. Энэ нь бөөмийн физикийн стандарт загвартай холбоотой олон асуудлыг тайлбарлах боломжийг танд олгоно.
2005 онд С. Бильсон-Томпсоны нийтлэл хэвлэгдсэн бөгөөд тэрээр өөрчилсөн Ришон Харари бүхий загварыг санал болгосон бөгөөд энэ нь сунгасан тууз хэлбэртэй объект юм. Сүүлийнхийг тууз гэж нэрлэдэг. Тооцоолсон боломжууд нь бүх дэд бүрэлдэхүүн хэсгүүдийн бие даасан зохион байгуулалтын шалтгааныг тайлбарлаж болохыг харуулж байна. Эцсийн эцэст, энэ нь өнгөт цэнэгийг үүсгэдэг энэ үзэгдэл юм. Өмнөх преон загвар нь цэгийн бөөмсийг үндсэн элемент гэж үздэг байв. Өнгөний төлбөрийг тооцоолсон. Энэ загвар нь туузыг мушгих үед үүсч болох цахилгаан цэнэгийг топологийн нэгдэл гэж тодорхойлох боломжийг олгодог.
Эдгээр хамтран зохиогчдын 2006 онд хэвлэгдсэн хоёр дахь нийтлэл нь Л. Смолин, Ф. Маркополу нарын мөн оролцсон бүтээл юм. Эрдэмтэд гогцоонуудын ангилалд багтсан квант гогцоо таталцлын бүх онолууд нь тэдгээрийн дотор орон зай, цаг хугацаа квантчлалаар өдөөгдсөн төлөвүүд байдаг гэсэн таамаглал дэвшүүлсэн. Эдгээр мужууд нь сайн мэддэг стандарт загвар гарч ирэхэд хүргэдэг преонуудын үүргийг гүйцэтгэж чаддаг. Энэ нь эргээд шалтгаан болдогонолын шинж чанарууд үүсэх.
Дөрвөн эрдэмтэн мөн квант хүрд таталцлын онол нь Стандарт загварыг хуулбарлах чадвартай гэж үзсэн. Энэ нь дөрвөн үндсэн хүчийг автоматаар холбодог. Энэ хэлбэрээр "брэд" (хоорондоо холбогдсон фиброз орон зай-цаг хугацаа) гэсэн ойлголтын дор преонуудын тухай ойлголт энд байна. Фермионуудын цэнэг, паритетийг өөрсдөө сэргээх зөв арга замаар фермионууд (кварк ба лептонууд) дээр суурилсан бөөмсийн "эхний үеийн" төлөөлөгчдөөс зөв загварыг сэргээх боломжийг тархи хийдэг.
Билсон-Томпсон 2 ба 3-р үеийн үндсэн "цуврал"-ын фермионуудыг ижил брад хэлбэрээр төлөөлж болох боловч илүү төвөгтэй бүтэцтэй гэж санал болгосон. 1-р үеийн фермионуудыг энд хамгийн энгийн тархиаар төлөөлдөг. Гэсэн хэдий ч тэдний төхөөрөмжийн нарийн төвөгтэй байдлын талаархи тодорхой санаанууд хараахан гараагүй байгааг мэдэх нь чухал юм. Өнгөний болон цахилгаан төрлийн цэнэгүүд, мөн эхний үеийн бөөмсийн паритетийн "статус" нь бусадтай яг адилхан үүсдэг гэж үздэг. Эдгээр бөөмсийг нээсний дараа квантын хэлбэлзлээр тэдгээрт нөлөө үзүүлэх олон туршилтуудыг хийсэн. Туршилтын эцсийн үр дүн нь эдгээр бөөмс нь тогтвортой бөгөөд мууддаггүй болохыг харуулсан.
Туузны бүтэц
Бид энд тооцоололгүйгээр онолын талаарх мэдээллийг авч үзэж байгаа тул энэ нь хүрдний квант таталцал гэж хэлж болно.цайны аяга. Тэр соронзон хальсны бүтцийг тайлбарлахгүйгээр хийж чадахгүй.
Матери дахь орон зай-цаг хугацаатай ижил "юм"-аар дүрслэгдсэн биетүүд нь Билсон-Томпсоны бидэнд танилцуулсан загварын ерөнхий дүрслэлийн дүрслэл юм. Эдгээр объектууд нь өгөгдсөн дүрслэх шинж чанарын соронзон хальсны бүтэц юм. Энэ загвар нь фермионууд хэрхэн үүсдэг, бозонууд хэрхэн үүсдэгийг харуулдаг. Гэсэн хэдий ч энэ нь брэндинг ашиглан Хиггс бозоныг хэрхэн олж авах вэ гэсэн асуултад хариулж чадахгүй.
Л. Фрейдель, Ж. Ковальский-Гликман, А. Стародубцев нар 2006 онд нэгэн өгүүлэлд таталцлын талбайн Вилсоны шугамууд нь энгийн бөөмсийг дүрсэлж чадна гэж санал болгосон. Энэ нь бөөмсийн шинж чанарууд нь Вилсоны гогцоонуудын чанарын үзүүлэлтүүдтэй тохирч чадна гэсэн үг юм. Сүүлийнх нь эргээд давталтын квант таталцлын үндсэн объект юм. Эдгээр судалгаа, тооцоог Билсон-Томпсоны загваруудыг тайлбарлах онолын нэмэлт үндэс болгон авч үздэг.
Энэ өгүүлэлд судалж, дүн шинжилгээ хийсэн онолтой (T. P. K. G.) шууд холбоотой ээрэх хөөс загварын формализмыг ашиглахын зэрэгцээ квант хүрд таталцлын онолын анхны цуврал зарчмуудад тулгуурлан: Өмнө нь авч чадаагүй Стандарт загварын зарим хэсгийг хуулбарлах боломжтой. Эдгээр нь фотоны бөөмс, мөн глюон ба гравитонууд байв.
Байнамөн гелон загвар бөгөөд энэ загварт брэдүүд байхгүй тул тэдгээрийг тооцдоггүй. Гэхдээ загвар нь өөрөө тэдний оршин тогтнохыг үгүйсгэх нарийн боломжийг олгодоггүй. Үүний давуу тал нь бид Хиггс бозоныг нэг төрлийн нийлмэл систем гэж тодорхойлж чадна. Энэ нь их хэмжээний масстай хэсгүүдэд илүү нарийн төвөгтэй дотоод бүтэцтэй байдагтай холбон тайлбарладаг. Брэдүүдийн мушгиа байдлыг харгалзан үзвэл энэ бүтэц нь массыг бий болгох механизмтай холбоотой байж магадгүй гэж бид үзэж болно. Жишээлбэл, фотоныг тэг масстай бөөмс гэж тодорхойлсон Билсон-Томпсон загварын хэлбэр нь мушгиагүй Брэд төлөвтэй тохирч байна.
Бильсон-Томпсоны хандлагыг ойлгох нь
Квантын гогцооны таталцлын тухай лекцүүдэд Билсон-Томпсоны загварыг ойлгох хамгийн сайн аргыг тайлбарлахдаа энгийн бөөмсийн преон загварын энэхүү тайлбар нь электронуудыг долгионы шинж чанартай функц гэж тодорхойлох боломжийг олгодог гэж дурдсан байдаг. Гол нь уялдаа холбоотой фаз бүхий спин хөөсөнцөрт агуулагдах квант төлөвүүдийн нийт тоог долгионы функцийн нэр томъёог ашиглан тодорхойлж болно. Одоогоор энгийн бөөмс ба T. P. K. G.
онолыг нэгтгэх идэвхтэй ажил хийгдэж байна.
Голт квант таталцлын тухай номнуудаас та олон мэдээлэл олж авах боломжтой, тухайлбал, О. Фэйрины квант ертөнцийн парадоксуудын тухай бүтээлүүдээс. Бусад бүтээлүүдийн дунд Ли Смолины бичсэн нийтлэлд анхаарлаа хандуулах нь зүйтэй.
Асуудал
Билсон-Томпсоны өөрчилсөн хувилбарт өгүүлэлд үүнийг хүлээн зөвшөөрсөн.бөөмийн массын спектр нь түүний загвараар тайлбарлаж чадахгүй шийдэгдээгүй асуудал юм. Мөн тэрээр ээрэх, Кабиббо холихтой холбоотой асуудлыг шийддэггүй. Энэ нь илүү суурь онолын холбоосыг шаарддаг. Өгүүллийн дараагийн хувилбарууд нь Пачнерийн шилжилтийг ашиглан брадын динамикийг дүрсэлсэн болно.
Физикийн ертөнцөд байнгын сөргөлдөөн байдаг: утаснуудын онол ба гогцооны квант таталцлын онол. Эдгээр нь дэлхийн олон алдартай эрдэмтдийн ажиллаж, ажиллаж байгаа хоёр үндсэн бүтээл юм.
Мөрний онол
Квантын гогцооны таталцлын онол ба хэлхээний онолын тухай ярихдаа эдгээр нь орчлон ертөнц дэх материйн болон энергийн бүтцийг ойлгох огт өөр хоёр арга гэдгийг ойлгох нь чухал.
Утасны онол нь физикийн шинжлэх ухааны "хувьслын зам" бөгөөд энэ нь цэгийн бөөмс хоорондын бус харин квант хэлхээний харилцан үйлчлэлийн динамикийг судлахыг оролддог. Онолын материал нь квант ертөнцийн механикийн санаа, харьцангуйн онолыг нэгтгэдэг. Энэ нь хүнд ирээдүйн квант таталцлын онолыг бий болгоход туслах бололтой. Чухамхүү судалгааны объектын хэлбэр дүрсийн улмаас энэ онол нь орчлон ертөнцийн үндсийг өөрөөр дүрслэхийг оролддог.
Квантын гогцооны таталцлын онолоос ялгаатай нь мөрний онол ба түүний үндэс суурь нь таамаглалын өгөгдөл дээр суурилдаг бөгөөд аливаа энгийн бөөмс болон түүний үндсэн шинж чанартай бүх харилцан үйлчлэл нь квант хэлхээний чичиргээний үр дүн гэдгийг харуулж байна. Орчлон ертөнцийн эдгээр "элементүүд" нь хэт микроскопийн хэмжээстэй бөгөөд Планкийн уртын дарааллаар 10-35 м.
байна.
Энэ онолын өгөгдөл нь математикийн хувьд нэлээд үнэн зөв боловч туршилтын талбарт бодит баталгааг олж чадаагүй байна. Мөрний онол нь туйлын бүх зүйлийн хөгжлийн янз бүрийн төрөл, хэлбэр бүхий хязгааргүй олон ертөнц дэх мэдээллийн тайлбар болох олон ертөнцтэй холбоотой байдаг.
Үндэслэл
Голт квант таталцлын онол уу? Энэ бол хэцүү, гэхдээ ойлгох шаардлагатай нэлээд чухал асуулт юм. Энэ нь физикчдэд онцгой ач холбогдолтой юм. Утасны онолыг илүү сайн ойлгохын тулд цөөн хэдэн зүйлийг мэдэх нь чухал.
Утасны онол нь үндсэн бөөмс бүрийн шилжилт болон бүх шинж чанарыг тайлбарлах боломжтой боловч бид чавхдасыг физикийн бага энергитэй талбарт экстраполяци хийж чадвал л боломжтой юм. Ийм тохиолдолд эдгээр бүх бөөмс нь хязгааргүй тоотой орон нутгийн бус нэг хэмжээст линз дэх өдөөх спектрийн хязгаарлалтын хэлбэрийг авах болно. Мөрний онцлог хэмжээ нь маш бага утгатай (ойролцоогоор 10-33 м). Үүнийг харгалзан хүн туршилтын явцад тэдгээрийг ажиглах боломжгүй байдаг. Энэ үзэгдлийн аналог нь хөгжмийн зэмсгийн утсан чичиргээ юм. Мөрийг "бүрдүүлдэг" спектрийн өгөгдөл нь зөвхөн тодорхой давтамжийн хувьд боломжтой байж болно. Давтамж нэмэгдэхийн хэрээр эрчим хүч (чичиргээнээс хуримтлагдсан) нэмэгддэг. Хэрэв бид энэ мэдэгдэлд E=mc2 томъёог хэрэглэвэл Орчлон ертөнцийг бүрдүүлдэг материйн тайлбарыг үүсгэж болно. Энэ онол нь бөөмийн массын хэмжээсүүд нь өөрсдийгөө илэрхийлдэг гэж үздэгчичиргээт утас бодит ертөнцөд ажиглагдаж байна.
Утасны физик нь орон зай-цаг хугацааны хэмжигдэхүүний тухай асуултыг нээлттэй болгож байна. Макроскопийн ертөнцөд орон зайн нэмэлт хэмжээс байхгүй байгааг хоёр янзаар тайлбарладаг:
- Хэмжээгүүд нь Планкийн уртын дараалалд тохирох хэмжээгээр мушгиж нягтруулах;
- Олон ертөнц гэж тодорхойлсон дөрвөн хэмжээст "Дэлхийн хуудас" дээр олон хэмжээст ертөнцийг бүрдүүлдэг бөөмсийн бүхэл тоог нутагшуулах.
Тоо хэмжээ
Энэ нийтлэлд дамми-д зориулсан хүрд квант таталцлын онолын тухай авч үзнэ. Энэ сэдвийг математикийн түвшинд ойлгоход маш хэцүү байдаг. Энд бид дүрслэх аргад суурилсан ерөнхий дүрслэлийг авч үзье. Түүгээр ч барахгүй хоёр "эсрэг" онолтой холбоотой.
Утасны онолыг илүү сайн ойлгохын тулд анхдагч болон хоёрдогч квантчлалын аргын талаар мэдэх нь чухал.
Хоёр дахь квантчлал нь мөр талбар, тухайлбал, квант талбайн онолтой төстэй давталтын орон зайн функциональ ойлголт дээр суурилдаг. Анхан шатны аргын формализмууд нь математик техникээр дамжуулан тэдгээрийн гадаад талбар дахь туршилтын мөрүүдийн хөдөлгөөний тайлбарыг бий болгодог. Энэ нь чавхдас хоорондын харилцан үйлчлэлд сөргөөр нөлөөлөхгүй, мөн утсыг задлах, нэгдэх үзэгдлийг багтаадаг. Анхдагч арга бол мөрийн онол ба уламжлалт талбайн онолын нэхэмжлэлийн хоорондох холбоо юмдэлхийн гадаргуу.
Супер тэгш хэм
Давхарын онолын хамгийн чухал бөгөөд зайлшгүй, бодитой "элемент" бол супер тэгш хэм юм. Харьцангуй бага энергитэй үед ажиглагддаг бөөмсийн ерөнхий багц ба тэдгээрийн хоорондын харилцан үйлчлэл нь Стандарт загварын бүтцийн бүрэлдэхүүн хэсгийг бараг бүх хэлбэрээр хуулбарлах чадвартай. Стандарт загварын олон шинж чанарууд нь супер мөрний онолын хувьд гоёмсог тайлбарыг олж авдаг бөгөөд энэ нь онолын чухал аргумент юм. Гэсэн хэдий ч мөрийн онолын энэ болон бусад хязгаарлалтыг тайлбарлах зарчим одоогоор алга байна. Эдгээр постулатууд нь стандарт загвартай төстэй ертөнцийн хэлбэрийг олж авах боломжтой байх ёстой.
Properties
Утасны онолын хамгийн чухал шинж чанарууд нь:
- Орчлон ертөнцийн бүтцийг тодорхойлдог зарчим бол таталцал ба квант ертөнцийн механик юм. Эдгээр нь ерөнхий онолыг бий болгоход салгах боломжгүй бүрэлдэхүүн хэсгүүд юм. Мөрний онол энэ таамаглалыг хэрэгжүүлдэг.
- Хорьдугаар зууны хөгжсөн олон ухагдахуунуудын судалгаанууд нь үйл ажиллагаа, тайлбарын бүхий л олон зарчмаараа ертөнцийн суурь бүтцийг ойлгох боломжийг бидэнд олгодог бөгөөд утсан онолоос үүдэлтэй.
- Мөрийн онолд жишээ нь Стандарт загварт шаардагддаг шиг тохиролцоог хангахын тулд тохируулах шаардлагатай чөлөөт параметрүүд байдаггүй.
дүгнэлтэнд
Энгийнээр хэлбэл квант хүрд таталцал нь бодит байдлыг мэдрэх нэг арга зам юм.дэлхийн үндсэн бүтцийг энгийн бөөмсийн түвшинд дүрслэхийг оролддог. Энэ нь материйн зохион байгуулалтад нөлөөлдөг физикийн олон асуудлыг шийдвэрлэх боломжийг олгодог бөгөөд дэлхийн тэргүүлэх онолуудын нэг юм. Үүний гол өрсөлдөгч нь утаснуудын онол бөгөөд сүүлийн үеийн олон үнэн мэдэгдлүүдийг харгалзан үзвэл нэлээд логик юм. Энэ хоёр онол хоёулаа энгийн бөөмийн судалгааны янз бүрийн салбарт батлагдсаар байгаа бөгөөд "квант ертөнц" болон таталцлыг нэгтгэх оролдлого өнөөг хүртэл үргэлжилсээр байна.
