Astronet > Vakuumnyi kondensat

po tekstam po klyuchevym slovam v glossarii po saitam perevod po katalogu

Na saite

Astrometriya

Astronomicheskie instrumenty

Astronomicheskoe obrazovanie

Astrofizika

Istoriya astronomii

Kosmonavtika, issledovanie kosmosa

Lyubitel'skaya astronomiya

Planety i Solnechnaya sistema

Solnce

Vakuumnyi kondensat
11.10.2001 0:00 | "Fizicheskaya Enciklopediya"/Phys.Web.Ru

Nenulevoe vakuumnoe srednee kakogo-libo lokal'nogo operatora polya. Predstavlenie o vakuumnom kondensate - odno iz central'nyh v sovremennyh teoriyah elektroslabogo vzaimodeistviya i sil'nogo vzaimodeistviya - kvantovoi hromodinamike (KHD). Upotreblenie slova "kondensat" svyazano s kartinoi, soglasno kotoroi vakuumnoe, ili nizshee po energii, sostoyanie sleduet predstavlyat' ne v vide "pustogo" prostranstva, a kak svoeobraznuyu sredu fluktuiruyushih s bol'shoi amplitudoi polei. Chasto obsuzhdayut, naprimer, takie otlichnye ot nulya vakuumnye srednie:

$\lt 0 \mid \varphi\mid 0\gt$ , $\lt 0 \mid\bar{u} u \mid 0 \gt$ , $\lt 0 \mid\bar{d} d \mid 0 \gt$ , $\lt 0 \mid G_{\mu\nu}^{a} G_{\mu\nu}^{a}\mid 0 \gt$ , (1)

gde $\varphi$ - skalyarnoe pole (Higgsa pole), u i d - polya u i d-kvarkov (cherta nad u, d oznachaet dirakovskoe sopryazhenie; sm. Diraka pole), $G_{\mu\nu}^{a}$ - tenzor napryazhennosti kalibrovochnogo vektornogo glyuonnogo polya v KHD ( $\mu, \nu$ =0, 1, 2, 3 - lorencovy indeksy, a = 1, ..., 8 - cvetovoi indeks; po dvazhdy vstrechayushimsya indeksam proizvoditsya summirovanie). Sootvetstvenno govoryat o vakuumnom kondensate skalyarnogo polya, kvarkovom i glyuonnom vakuumnom kondensate. Pervyi obsuzhdaetsya v teorii elektroslabogo vzaimodeistviya, poslednie - v KHD.

S teoreticheskoi tochki zreniya osobyi interes predstavlyaet sluchai spontannogo narusheniya simmetrii, kogda simmetriya vakuumnogo kondensata nizhe, chem simmetriya ishodnogo lagranzhiana. V etom sluchae spektr nablyudaemyh chastic ne obladaet polnoi simmetriei ishodnogo lagranzhiana. Naprimer, lagranzhian elektroslabogo vzaimodeistviya obladaet simmetriei otnositel'no povorotov v izotopicheskom prostranstve. Volnovye funkcii fotona i promezhutochnogo vektornogo bozona perehodyat drug v druga pri takih povorotah. Odnako massy etih chastic sil'no razlichayutsya. Prichinoi sluzhit otlichnoe ot nulya vakuumnoe srednee higgsovskogo polya, kotoroe i vydelyaet opredelennoe napravlenie v izotopicheskom prostranstve. Vvidu togo chto polya opisyvayutsya razmernymi velichinami, vakuumnye kondensaty vnosyat opredelennye massovye masshtaby. Simmetriya ishodnogo lagranzhiana vosstanavlivaetsya v nablyudaemyh amplitudah processov tol'ko pri energiyah (tochnee, peredannyh 4-impul'sah), mnogo bol'shih etogo masshtaba.

Fenomenologicheskie sledstviya iz sushestvovaniya vakuumnyh kondensatov naibolee podrobno izucheny v KHD. V predele nulevyh mass u- i d-kvarkov ishodnyi lagranzhian v KHD invarianten otnositel'no izotopicheskih vrashenii s izmeneniem chetnosti:

$\left( \begin{array}{c}u \\ d \end{array} \right) \longrightarrow\exp(i\tau_\alpha\varepsilon_\alpha) \gamma^{5} \left( \begin{array}{c}u \\ d \end{array}\right)$ (2)

gde $\tau_\alpha$ - Pauli matricy, deistvuyushie v izotopicheskom prostranstve u- d-kvarkov, $\varepsilon_\alpha$ - parametry povorota ( $\alpha$ =-1, 2, 3), $\gamma^{5}$ - Diraka matrica v spinovom prostranstve. Odnako eksperimental'no vyrozhdeniya po chetnosti mass nizshih, nevozbuzhdennyh rezonansov (v kotoryh sostavlyayushie kvarki nahodyatsya v S-sostoyanii) ne nablyudaetsya. Prichina etogo - sushestvovanie kvarkovogo vakuumnogo kondensata, $\lt\ 0 \mid\bar{u} u + \bar{d} d\mid 0 \gt \neq 0$ , kotoryi ne invarianten otnositel'no vrashenii (2). Odin iz rezul'tatov takogo le ravnyh nulyu mass kvarkov. Poetomu svoistva piona svyazany narusheniya simmetrii - poyavlenie $\pi$ - mezona, massa kotorogo ischezaet v predele ravnyh nulyu mass kvarkov. Poetomu svoistva piona svyazany so svoistvami vakuumnogo kondensata. V chastnosti,

$(m_u+m_d)\lt 0 \mid \bar{u} u + \bar{d} d \mid 0 \gt = -m_\pi^{2} f_\pi ^{2}$ (3)

gde $f_\pi$ - konstanta $\pi \longrightarrow \mu\nu_\mu$ -raspada, opredelyayushaya veroyatnost' (shirinu $\Gamma$ ) raspada:

$\Gamma(\pi\longrightarrow\mu\nu_\mu)={\displaystyle {1} \over \displaystyle {8\pi}} {G}_F^{2}\cos^2\vartheta_C{f}_\pi^{2}m_\mu^{2}m_\pi \left[ 1- {\displaystyle {m_\mu^{2}} \over \displaystyle{m_\pi^{2}}} \right]^2$ (4)

$f\pi\approx$ 93 MeV), m_u, m_d - massy u- i d-kvarkov, $m_\pi$ - massa piona, $m_\mu$ - massa myuona, G_F - fermievskaya konstanta slabogo vzaimodeistviya, $\vartheta_C$ - Kabibbo ugol.

Hotya predstavlenie o vakuumnom kondensate stalo neot'emlemoi chast'yu sovremennoi teorii, sushestvuyut osnovaniya polagat', chto vklyuchenie v rassmotrenie gravitacii privodit k ser'eznoi probleme. Soglasno principu ekvivalentnosti, energiya vakuuma gravitiruet i vhodit poetomu v uravneniya obshei teorii otnositel'nosti. Ogranichenie zhe na plotnost' energii vakuuma, kotoroe poluchaetsya iz opyta, okazyvaetsya na mnogo poryadkov (primerno v 10⁴⁶ raz) men'she energii, svyazannoi, naprimer, s glyuonnym kondensatom. Mehanizm umen'sheniya plotnosti energii vakuuma neizvesten.

Glossarii Astronet.ru

Publikacii s klyuchevymi slovami: vakuumnyi kondensat - vakuum - fundamental'nye vzaimodeistviya - kvantovaya teoriya polya - Boze-kondensat Publikacii so slovami: vakuumnyi kondensat - vakuum - fundamental'nye vzaimodeistviya - kvantovaya teoriya polya - Boze-kondensat
Sm. takzhe: Princip Pauli: pochemu my ne szhimaemsya Rassvet Bol'shogo Adronnogo kollaidera Pole fizicheskoe Princip zapreta Pauli: pochemu my ne vzryvaemsya? Vvedenie v superstruny Zadaniya po kvantovoi teorii polya v sil'nom vneshnem magnitnom pole I.P.Ivanov "Trehmeren li nash mir?" Vse publikacii na tu zhe temu >>

Obsudit' etu publikaciyu

Versiya dlya pechati