Потребителски вход

Запомни ме | Регистрация
Постинг
12.04.2016 09:05 - Електромагнетизъм, заряд на частиците. Спин на елементарните частици.
Автор: futuretechbg Категория: Технологии   
Прочетен: 364 Коментари: 0 Гласове:
1

Последна промяна: 07.06.2016 17:20


Какво представлява електромагнетизма и заряда на частиците.
Пол Дирак получил в решетието си на уравненията на квантовата механика и Теория на относителността възможни отрицателни стойности на енергията. Тогава допуснал, че те наистина съществуват и се проявяват като частица с отрицателна енергия или с противоположен заряд. Такива частици - античастиците, наистина били открити.
Какво представлява отрицателната енергия. Енергията е способността да се предизвика движение или да се извърши работа. Отрицателна енергия означава да се извършва отрицателна работа или да се предизвика отрицателно движение - движение в противоположна на нормалната посока. Тъй като частицата с отрицателна енергия се движи като дупка в морето на Дирак, което се състои от виртуални цастици или запълнени отрицателни състояния на енергията и е пространственият фон, на който се движат частиците, ние я възприемаме като частица с положителна енергия, но това е само дупката, а истинската частица прескача в отрицателна или противоположната посока - тя се движи с отрицателна скорост. Така се обяснява съществуването на частици с отрицателна енергия. Отрицателна маса няма, тъй като масата е показател на нещото, а отрицателно нещо няма, има само нулева маса - нищо и положителна - нещо.
Какво е зарядът. Частиците имат неопределеност според квантовата механика. Имат по тази причина флуктуации на енергията( и съответно масата). Тези флуктуации водят до изпускане на така наречените виртуални фотони(фотонът е чиста форма на енергия). Частиците с положителна енергия имат флуктуации на положителната енергия и изпускат виртуални фотони с положителна енергия. Частиците с отрицателна енергия имат флуктуации на отрицателната енергия и изпукат фотони с отрицателна енергия. Ако две частици с едноименна енергия са на разстояние една от друга, изпусканите от тях виртуални фотони попадат в другата частица и я задвижват в посока на движението си - частиците се отдалечават една от друга, отблъскват се. Ако частиците са с разноименна енергия ефектът на противоположната енергия е противоположен и частиците се задвижват една към друга - привличат се. Това е обяснението за електростатичното поле и заряда на частиците. Зарядът се определя от знака на енергията - положителна енергия е положителен заряд, а отрицателната - отрицателен.
Този модел допука съществуването на антифотони - фотони с отрицателна енергия. Те обаче не са забелязани, защото не можем да забележим разликата между тях. Първо, фотоните не реагипат помежду си. Така не можем да ги разберем кой е анти и кой не. Анихилация на фотони и антифотони не се наблюдава по няколко възможни причини:
 - Фотоните не реагират помежду си не се сблъскват дори, а се разминават спокойно. При тези условия на невзаимодействие те може и да не анихилират, защото за анихилация е нужно взаимодействие - самата анихилация е взаимодействие.
 - Фотоните са чиста форма на енергия, те нямат маса. Те имат енергия и способността да действат на нещото - масата да я причиняват движението й, но сами нямат маса и чиста енергия не може да взаимодейства с чиста енергия, нещо което няма маса. По тази причина не взаимодействат и не анихилират.
 - Фотоните анихилират, но освободената чиста енергия приема формата на фотони(чиста енергия). А според законите за запазване на импулса и енергията новополучените фотони имат същата енергия, импулс, посока като изходните, защото скоростта им е еднаква и не се променя - скоростта на светлината. По тази причина фотонни и антифотони като че се разминават без да реагират, нищо не се променя. По тази причина може да не забелязваме анихилацията на фотони и антифотони.

Защо големината на заряда не зависи от енергията на частицата. Защото увеличаването на енергията води до намаляване на неопределеността и съответно на флуктуациите на енергията и обратното.  Когато реагира с виртуалния фотон - поглъща го или го изпуска, частицата реагира като точков обект. Неопределеностт на координатите им е минимална или нулева. За това импулсът й става максимален или безкраен според съотношението на неопределеност на Хайзенберг. При това скоростта й става максимално възможната - скоростта на светлината или пък безкрайна. Енергията има масов еквивалент. Увеличаването на енергията увеличава масата и обратното. Ако масата расте, а скоростта е максимално възможната, а неопределеността на координатите минимално възможната, стойността на неопределеността на импулса не бива да се променя, защото няма просто възможност за промени на стойностите те са на минимални и максимални равнища и не могат да се променят повече. Ако масата расте, трябва да намалее неопределеността на масата, за да се запази съотношението на неопределеност(скоростта е маскимална, масата се е увеличила единствен изход за запазване на неопределеността на импулса и намаляване неопределеността на масат ). Намаляването на неопределеността на масата и съответно на неопределеността на енергията. От тук намаляват и флуктуациите на енергията. Така с увеличаване на енергията се намалява нейната неопределеност и съответно флуктуации. Те намаляват, но чесотата им се увеличава(Енергията е равна на константата на Планк умножена по честотата). Така енергията на изпусканите виртуални фотони намалява, но се увеличава броят им, поради увеличената честота на флуктуациите. В резултат силата на полето от виртуални фотони не се променя.  Така че големината зарядът е независима от енергията и не се изменя. Големината на заряда се измена само от броя на частиците, а не от енергията им. Нормалният заряд е единица. Другите стойности на заряда на частица са резултат от сложносъставни частици - комбинации от частици с различен заряд.
От тук следва, че неутриното въпреки много малката си маса е сложносъставна частица или просто не реагира с фотоните, за това няма заряд или поне не го наблюдаваме. Неутриното реагира много слабо с материята, може да не реагира и с фотоните. Причина за това може да е изключително малката му маса.
Според хипотетичния модел на кварките, хипотетични градивни частици на барионите и мезоните, те са с дробен заряд. Това означава, че не се подчиняват на законите за неопределеността на енергията валидни за другите частици. Това може да се обядни по няколко начина. Или моделът на кварките е сгрешен и те са с цял, а не дробен заряд, или поради изключително здравото си свързване в частиците неопределеността им е намалена под нормалното и за това зарядът им е дробен. Кварките в свободно състояние трябва да имат нормален, цял заряд. Кварките обаче са толкова здраво свързани, че до сега не е получен свободен кварк, а може и да е наблюдаван, но да не са го разбрали, защото е с цял, недробен заряд. Не е ясно дори възможно ли е кварките да съществуват в свободно състояние. Все пак кварките остават хипотетични частици и това какви са градивните частици на поне част от елементарните частици остава загадка.

Защо във Вселената антиматерията не е равна по количество на материята. Положителната енергия доминира над отрицателната( например протоните доминират като маса и съответно енергия над електроните), защото отначало Вселената не е била с нулева енергия, при която енергията би се разделила по равно - положителна и отрицателна. Вселената е била с положителна енергия, за това и тя доминира. Първоначално енергията на нищото е била неопределена, тоест не е нула (нула умножена по безкрайност е неопределеност, а не нула). За това Вселената е била с положителна ненулева енергия.

До тук беше обяснено електростатичното поле. Как се обяснява магнитното. В магнитно поле върху движещата се частица се проявява сила която действа странично и се стеми да завърти в кръг частицата. А самото магнитно поле се създава от движещи се заряди или електрически ток. Когато заредените частици се движат в проводник, те не могат да се завъртят в окръжност, защото остават в проводника, но действащите сили водят до привличане на двата проводника, ако са успоредни и с еднопосочни токове или отбръскване, ако са с противоположни токове. Когато се движи електическият заряд изпуска виртуални фотони, но поради движението изпусканите частици се движат в посоката му на движение - изтласкват се пред него, а поглъщаните се издърпват след него, пак в посоката на движение. В резултат виртуалните фотони описват циркулация отстрани на движещия се заряд.
image
Движение на виртуалните фотони изпускани и погръщани от движещ се заряд.
Така се променя и посоката на действие на силата на полето. Попадналият в него заряд се стеми да се завърти под действието на виртуалните фотони. Упоредно и в една посока движещи се едноимени заряди се стремят да се завъртят един към друг - привличат се, а движещи се в противоположни посоки се завъртат в обратна посока - отблъскват се. Аналогично е положението с разноимени заряди движещи се успоредно в една посока или в противоположни посоки, само че тук силите на полето действат в противоположна посока поради различието на зарядите.
Електростатичното поле, виртуалните му фотони се разпространяват равномерно в пространството, за това то отслабва с квадрата на разстоянието, поради увеличението на площта и разпръскването на фотоните.
Магнитното поле намалява експотенциално с разстоянието, а не с квадрата на разстоянието като електостатичното поле, защото се разпространява не във всички посоки, а пенпердикулярно на посоката на движение. Виртуалните фотони не се разпръскват свободно в пространството, те се завъртат, циркулират и се концентрират в напречната на движението равнина. За това то отслабва с разстоянието експотенциално, а не с квадрата на разстоянието.
Спин на елементарните частици.
Елементарните частици имат спин или собствен момент на импулса. Той описва въртенето на елементарната частица, което е резултат от нейната неопределеност. Поради неопределеността на координатите и скоростта елементарната частица описва въртене в рамките на неопределеността на скоростта си и пространствената си неопределеност. Тъй като двете неща са свързани от съотношението на неопределеност - скоростта определя пространствената неопределеност, а пространствената неопределеност - скоростта, спинът отразява това съотношение на неопределеност и не се изменя, независимо от масата, енергията, скоростта, импулса и други показатели на частицата. Спинът се измерва в единици константата на Планк делена на два пъти пи, защото така се получава, като заместим във формулата за намирането му скоростта, получена от съотношението на неопределеност и радиуса на въртене, получен от окръжността на въртене с държина равна на неопределеността на координатите.
Спинът има две основни стойности определяни от формата на въртене на частицата -  формата в която е размазана в пространството вследствие на неопределеността. Тази форма определя инерчния момент, а от там момента на импулса.
Фотонът е безмасова частица, в резултат на това и на неопределеността скоростта му е еднаква във всички посоки и тя е скоростта на светлината, не по-голяма и не по-малка. Пространствената му неопределеност също е еднаква във всички посоки по тази причина. За това той е размазан, заема формата на сфера, куха сфера, защото скоростта му не може да е по-малка от светлинната, понеже той няма маса. По тази причина не може да се намира във вътрешността на сферата, това изисква по-малка скорост и заема само повърхността й. За това неговият спин е единица, поради инерчния момент на кухата сфера.
Частиците с маса имат друго поведение и се въртят в друга форма. Тя е цилиндрична. Цилиндърът е с дължина определена от от неопределеността на координатите при скоростта с която се движи частицата и с радиус определен от минималната пространствена неопределеност зависеща от скоростта на светлината и енергията в покой или съответно масата на частицата.( Дължината на цилиндъра е по посока на движението на частицата, за това се определя от скоростта й на движение, а радиусът е напречно на движението, за това все едно частицата е в покой в това направление и се определя от съответното съотношение на неопределеност за състояние на покой.) Резултат от инерчния момент на тази цилиндрична форма е полуцелият спин - с величина една втора.
Това са двете основни стойности на спина на частиците - единица и една втора. Всички други стойности са резултат от комбинацията на частици с различен спин в сложносъставни частици или иначе казано частиците с различен спин са сложносъставни.
Частиците с цял спин(нула, единица и т.н.) не си пречат и могат да заемат едно и също състояние, а частиците с полуцял спин си пречат и не могат да заемат едно и също състояние - това е принципа на Паули.



Гласувай:
1
0



Няма коментари
Търсене

За този блог
Автор: futuretechbg
Категория: Технологии
Прочетен: 15462
Постинги: 15
Коментари: 0
Гласове: 15
Архив
Календар
«  Август, 2018  
ПВСЧПСН
12345
6789101112
13141516171819
20212223242526
2728293031