Первые результаты эксперимента ACME: электрический дипольный момент электрона по-прежнему нулевой

Общая схема эксперимента ACME по измерению электрического дипольного момента электрона

Рис. 1. Общая схема эксперимента ACME по измерению электрического дипольного момента электрона. В рабочую камеру с электрическим и магнитным полями влетают молекулы ThO, приготовленные в специальном возбужденном состоянии. Под действием полей они прецессируют, а угол поворота спина измеряется с помощью регистрирующей оптической системы. Сравнивая эти углы поворота для разных возбужденных состояний, можно извлечь электрический дипольный момент электрона. Изображение из обсуждаемой статьи

В журнале Science вышла статья с первыми результатами эксперимента ACME по измерению электрического дипольного момента электрона. Несмотря на 12-кратное улучшение точности по сравнению с предыдущими экспериментами, измерения по-прежнему показывают нулевой результат в пределах погрешностей. Этот и другие подобные измерения устанавливают дополнительные ограничения на гипотетические теории в физике элементарных частиц, и тем самым они дополняют работу коллайдеров высоких энергий.

На днях в онлайн-выпуске журнала Science появилась статья, напрямую касающаяся свойств элементарных частиц и микромира вообще. В ней коллаборация ACME рапортует о первых результатах нового эксперимента по измерению электрического дипольного момента электрона — характеристики, которая уже давно является объектом пристального изучения теоретиков и экспериментаторов. По сравнению с экспериментами предыдущих поколений погрешность уменьшена более чем на порядок, однако результат по-прежнему остается нулевым. Таким образом, экспериментаторы смогли лишь установить ограничение сверху: если эта характеристика электрона и отличается от нуля, она по модулю должна быть меньше 8,7·10−29 e·см. Предыдущие ограничения, полученные другой исследовательской группой два года назад и выраженные в этих же единицах, составляют 105·10−29 e·см — налицо улучшение результатов в 12 раз.

Чтобы эта сухая информация наполнилась смыслом, а числа стали осязаемыми, нужно рассказать вначале, что такое электрический дипольный момент и зачем физики пытаются его измерить, а также — какие числа чему соответствуют.

Электрический дипольный момент частиц

Электрические заряды чувствуют внешнее электрическое поле и сами создают электрическое поле вокруг себя. Чем больше заряд, тем сильнее чувствуется внешнее поле и тем более сильным становится собственное. Но даже если полный заряд частицы равен нулю, то это еще не значит, что она никак не чувствует внешнее поле — ведь внутри нейтральной частицы могут по-разному располагаться заряженные. Поэтому электрические способности частиц характеризуются не только полным зарядом, но и другими величинами.

Электрический дипольный момент (ЭДМ) — одна из них. Эта величина описывает разницу между распределением положительно заряженных и отрицательно заряженных частиц в составной нейтральной частице (рис. 2). Если все положительные стянуть в точку и то же самое сделать с отрицательными, то эти два «центра» положительности и отрицательности будут смещены относительно друг друга. Поэтому характеризуется ЭДМ не числом, как заряд, а вектором — он направлен от «центра отрицательности» к «центру положительности» и по модулю равен заряду, умноженному на расстояние между этими центрами.

Дипольный момент нейтральной системы из положительных и отрицательных зарядов

Рис. 2. Система из положительных и отрицательных зарядов может быть в целом нейтральна, но обладать электрическим дипольным моментом, который можно представить себе как вектор, соединяющий «центр электрической отрицательности» и «центр электрической положительности»

Всё это вполне годится для частиц с нулевым полным зарядом, но состоящих из отдельных заряженных частиц. Но в новости речь идет о ЭДМ электрона, то есть заряженной бесструктурной частицы. Это может сбить с толку сразу двумя способами — ведь непонятно, относительно чего определять дипольный момент, и непонятно, про какие такие положительные и отрицательные заряды тут можно говорить.

Ответ на оба вопроса простой. ЭДМ заряженных частиц описывает разницу между зарядовым центром и материальным центром частицы (рис. 3). А различаются они потому, что в квантовой теории поля реальный электрон — это не просто точечный шарик; это, скорее, «исходный электрон» плюс окутывающее его облако виртуальных частиц. Именно из-за искажения этого облака зарядовый и материальный центр электрона не обязаны строго совпадать друг с другом; это небольшое несовпадение и описывается как электрический дипольный момент электрона в целом.

Для распределенной в пространстве заряженной частицы дипольный момент можно определить через разницу между «зарядовым центром» и «материальным центром»

Рис. 3. Для распределенной в пространстве заряженной частицы дипольный момент можно определить через разницу между «зарядовым центром» и «материальным центром». В квантовой теории поля эта размытость электрона отвечает облаку виртуальных частиц самых разных сортов, которое укутывает электрон на маленьких расстояниях

Здесь следует сделать вот еще какое замечание. И сейчас, после результатов ACME, и два года назад, когда были обнародованы предыдущие результаты по изменению ЭДМ электрона, научно-популярные СМИ пестрели новостями об этих исследованиях. В подавляющем большинстве этих сообщений для пущей наглядности использовался один и тот же визуальный образ — «(не)круглость электрона». Наличие ЭДМ у частицы напрямую связывалось с некруглостью электрона, а тот факт, что эксперимент показывает нулевое значение ЭДМ, формулировалось как «физики доказали, что электрон идеально круглый».

«Некруглость электрона» — очень неудачный прием популяризации этих достижений. Отчасти он происходит от того, что сами физики на жаргоне говорят про асимметричный электрон, представляя себе некое эффективное распределение заряда без сферической симметрии. Но в СМИ это превратилось в совершенно четкий образ: электрон изображается как маленький, но вполне реальный шарик с четко очерченной границей, только слегка сплюснутый. Такая картина не только совершенно неверна (вообще-то, даже в классической физике сплюснутость характеризует не ЭДМ, а совсем другую величину — квадрупольный момент) — она вдобавок окончательно стирает в представлении читателя следы понимания того, как вообще такое свойство может быть связано с существованием других элементарных частиц или их взаимодействий.

Подчеркнем еще раз, что аккуратная формулировка такая: ЭДМ электрона описывает его определенные «электрические способности», которые не сводятся к способностям точечного заряда. Если уж пытаться привлечь сюда визуальные аналогии, то лучше представлять себе слегка искаженное облако виртуальных частиц, которое всегда сопровождает электрон и с которым тоже взаимодействует внешнее электрическое поле, как на рис. 3.

Зачем измерять ЭДМ электрона

Если ограничиться только тем, что достоверно известно об элементарных частицах — то есть взять только те частицы, которые входят в Стандартную модель, — то у электрона действительно должен появиться ненулевой ЭДМ. Но он будет исключительно маленький, в сотни миллионов раз меньше того, что способны почувствовать современные эксперименты. Так получается потому, что электрический дипольный момент электрона возникает только благодаря явлению CP-нарушения, и то очень сложным образом.

Но с другой стороны, если в нашем мире есть новые, еще не открытые, частицы, пусть и тяжелые, то они тоже могут иногда появляться в облаке виртуальных частиц и слегка изменять его свойства. В частности, они могут наводить ЭДМ куда больше стандартного. Таким образом, появляется еще одна возможность проверить многие теории за пределами Стандартной модели. Проверки такого типа дополняют исследования на современных коллайдерах, только они подходят к задаче с другой стороны — не через сверхвысокие энергии, а через сверхвысокую чувствительность. А чувствительными такие эксперименты становятся потому, что в них непосредственно измеряются величины из атомной физики и спектроскопии — именно те вещи, которые современная физика умеет делать с огромной точностью. Это, кстати, далеко не единственный пример такой связи между тонкими свойствами элементарных частиц и атомной спектроскопией (см. другой пример в недавней новости Оптические исследования помогают изучать ядра с нейтронным гало).

Поиск ЭДМ электрона

Электрический дипольный момент измеряется в единицах заряда, умноженных на единицу длины. Например, в зарядах электрона на сантиметр, e·см. В атомной физике естественная длина — это атомный размер; поэтому молекула с сильной полярной связью обладает ЭДМ порядка 10−8 e·см. Впрочем, общепринятой единицей измерения тут является дебай, который примерно в пять раз меньше этого значения; для примера, дипольный момент молекулы воды составляет 1,85 дебая.

Благодаря тому, что слабые взаимодействия слегка нарушают CP-симметрию, в рамках Стандартной модели электрический дипольный момент у частиц всё же появляется, но очень маленький. Для электрона, например, вычисления дают значения порядка 10−40 e·см, что пока совершенно недоступно современным экспериментам. В разнообразных теориях за пределами Стандартной модели ЭДМ электрона может быть значительно усилен. Если бы были новые заряженные частицы с массой порядка 1 ТэВ, взаимодействующие с электроном и приводящие к существенному CP-нарушению, то ЭДМ электрона мог бы достичь значений 10−26 e·см. Эффект от более тяжелых частиц будет слабее, и кроме того, он будет дополнительно ослабевать, если CP-нарушение у этих частиц не слишком большое. Тем не менее значения порядка 10−26 e·см и ниже — это та область, в которой дают предсказания разнообразные новые модели.

Надо сказать, что измерение ЭДМ электрона затрудняется еще вот по какой причине. В 1963 году была доказана теорема о том, что, изучая нейтральную нерелятивистскую систему из точечных заряженных частиц, которая держится за счет электростатических сил, невозможно зарегистрировать собственную ЭДМ этих частиц из-за эффекта экранирования. Ведь во внешнем электрическом поле эта система поляризуется, внутри нее возникает наведенное электрическое поле, которое компенсирует поле внешнее, — и электрическому дипольному моменту просто не с чем будет взаимодействовать. Все поиски ЭДМ электрона ведутся как раз в нейтральных атомах или молекулах, и там этот эффект абсолютно важен. Поэтому для того, чтобы почувствовать ЭДМ, приходится выискивать такие ситуации, где эта теорема не работает. Для этой цели хорошо подходят молекулы с тяжелыми атомами, в которых валентные электроны подходят близко к ядру — они тогда становятся вполне релятивистскими. Цезий, таллий, ртуть, свинец, торий — типичные примеры подходящих атомов.

Что касается экспериментальных поисков, то, как только в 1950-е годы физики заговорили о возможности CP-нарушения, были сделаны первые оценки, вытекавшие из имевшихся на тот момент данных по атомной спектроскопии. Ограничения сверху на ЭДМ электрона тогда составили скромные 10−13 e·см. Затем в 60-х годах были поставлены специальные эксперименты, и довольно быстро ограничение улучшилось на 10 порядков, до значений 10−23 e·см и меньше (рис. 4). Дальнейший прогресс был более медленным, но по мере совершенствования экспериментальной техники и появления новых идей у экспериментаторов ограничение на ЭДМ электрона постепенно усиливалось. В измерении, опубликованном в 2002 году, оно составило уже 1,6·10−27 e·см, и с тех пор результат существенно не изменялся.

Ограничения сверху на значение электрического дипольного момента электрона, полученные в разных экспериментах с 1958 по 2011 годы

Рис. 4. Ограничения сверху на значение электрического дипольного момента электрона, полученные в разных экспериментах с 1958 по 2011 год (синие кружки). Новый результат, полученный в эксперименте ACME (красный кружок), спустился вниз еще на один порядок. Изображение из статьи E. D. Commins, 2012. Electron Spin and Its History

Подробности эксперимента ACME

Стандартная общая схема измерения слабого электрического дипольного момента частиц такова. Поляризованная частица проходит через область, в которой есть два параллельных внешних поля — электрического и магнитное. У частицы есть и магнитный момент (он обычно большой), и — возможно — электрический дипольный; оба они направлены вдоль спина частицы. Магнитный момент взаимодействует с магнитным полем, электрический — с электрическим; эти два взаимодействия складываются в общий эффект — прецессию (то есть постепенный поворот) спина во внешнем поле. Скорость этой прецессии можно определить, измерив угол, на который повернулся спин после прохождения участка поля (рис. 5, вверху).

Поворот частицы, обладающей спином и дипольными моментами

Рис. 5. Поворот частицы, обладающей спином и дипольными моментами, при прохождении участка с сонаправленными электрическим и магнитным полями. В зависимости от того, параллельны или антипараллельны эти два поля, угол поворота получается разный, и это позволяет измерить электрический дипольный момент частицы. Кружок с точкой означает, что поле направлено на нас («остриё стрелы»), кружок с крестиком — поле направлено от нас («хвост стрелы»)

Затем нужно повторить тот же эксперимент, развернув внешнее электрическое поле в противоположную сторону, то есть против магнитного (рис. 5, внизу). Тогда два эффекта — магнитный и электрический — уже не складываются, а вычитаются друг из друга, и суммарный угол поворота получится другой. Измерив эту разность, можно зарегистрировать воздействие электрического поля, а значит, и извлечь значение ЭДМ частицы.

Для измерения ЭДМ электрона во внешнее поле запускают не отдельный электрон, а нейтральную молекулу. В эксперименте ACME используются молекулы оксида тория, ThO, заранее приготовленные в специальном возбужденном поляризованном состоянии (рис. 1). В этом состоянии сама молекула ориентирована строго по полю (рис. 6a) или строго против поля (рис. 6b), но спин валентного электрона — а в результате и спин всей молекулы — в обоих этих случаях направлен поперек. Как такое состояние приготовить, мы обсуждать не будем; это целое искусство лазерного манипулирования атомными состояниями. Ну а дальше всё идет по уже знакомой схеме. Во внешних полях спин прецессирует, экспериментаторы измеряют угол поворота для конфигурации на рис. 6a и на рис. 6b, а затем находят разницу между этими углами. Именно она и будет пропорциональна ЭДМ электрона.

Два состояния молекулы ThO в ходе эксперимента ACME

Рис. 6. В эксперименте ACME молекула ThO переводилась в специальное возбужденное состояние, ориентированное по или против внешнего поля (рисунки a и b). Внутреннее молекулярное электрическое поле при этом переворачивалось, а внешние поля не изменялись. Состояние валентного электрона со спином, ориентированным перпендикулярно полям, тоже не менялось

Обратите внимание на ключевой момент. Внешнее электрическое поле направлено одинаково на рис. 6a и b, оно не переворачивается. Но для электрона важно вовсе не оно, а намного более сильное внутримолекулярное электрическое поле Eвнутр., которое направлено от положительно заряженного иона тория к отрицательно заряженному иону кислорода. Именно оно переворачивается при переходе от рис. 6a к рис. 6b. Вот это поле огромно, оно для ThO достигает значений примерно 1011 В/см. А раз поле большое, то резко усиливается эффект от возможного присутствия ЭДМ электрона. Внешние поля такой силы в лаборатории не получить, но внутри атома они преспокойно существуют. Для сравнения, то внешнее электрическое поле, которое использовалось в ACME для поляризации молекулы, составляло скромные десятки вольт на сантиметр.

В конечном счете, именно это огромное внутримолекулярное поле вкупе с нечувствительностью выбранного состояния молекулы к магнитному полю и привело к тому, что эксперимент ACME продемонстрировал рекордную чувствительность к ЭДМ электрона. Как и во всяком сложном измерительном эксперименте, тут есть множество потенциальных источников погрешностей. Коллаборация ACME проверила множество таких источников, повторив опыт десятки тысяч раз с различными внешними условиями. Никакой аномалии не обнаружилось, и при усреднении всех результатов было получено значение ЭДМ электрона de = (−2,1 ± 3,7 ± 2,5)·10−29 e·см, где первая и вторая ошибка отвечают статистической и систематической погрешностям. Это значение согласуется с нулем в пределах ошибок, поэтому экспериментаторы в итоге приводят окончательный результат — на 90-процентном уровне статистической достоверности ЭДМ электрона по модулю не превышает 8,7·10−29 e·см.

Измерение ACME сразу на порядок улучшает результаты прошлого десятилетия, когда казалось, что прогресс в этом вопросе уже остановился (рис. 4). И это далеко не предел. В этом и в некоторых других готовящихся сейчас экспериментах по измерению ЭДМ в молекулах физики собираются уменьшить погрешность еще на один-два порядка. Конечно, никто не гарантирует, что они обнаружат что-то существенно ненулевое; но если этот «ноль» будет держаться вплоть до значений 10−30 e·см, это уже будет серьезным ударом для многих вариантов суперсимметрии и других моделей — может быть, даже более серьезным, чем отсутствие интересных новостей с Большого адронного коллайдера. Так или иначе, в этой области физики нас в ближайшие годы ждет регулярное обновление рекордов.

Источник: The ACME Collaboration. Order of Magnitude Smaller Limit on the Electric Dipole Moment of the Electron // Science. 2013. Предварительная публикация онлайн 19 декабря 2013 г.; статья также доступна как е-принт arXiv:1310.7534 [physics.atom-ph].

См. также:
J. J. Hudson, D. M. Kara, I. J. Smallman, B. E. Sauer, M. R. Tarbutt, E. A. Hinds, Improved measurement of the shape of the electron // Nature. 26 May 2011. V. 473. P. 493–496. — предыдущий рекорд по точности измерения электрического дипольного момента электрона.

Игорь Иванов


56
Показать комментарии (56)
Свернуть комментарии (56)

  • Walera  | 30.12.2013 | 20:45 Ответить
    @"Подчеркнем еще раз, что аккуратная формулировка такая — ЭДМ электрона описывает его определенные «электрические способности», которые не сводятся к способностям точечного заряда."@

    Да уж - действительно аккуратная!
    По-моему, еще более неудачная формулировка, чем даже было у СМИ (хотя смысл, конечно, ваш понятен). Вы ввели новое понятие "электрическая способность точечного заряда"?
    Экстравагантно!
    Определение через отрицание (ЭДМ - это то, что не сводится...) - это всегда неудачно.

    По собственно исследовательской работе: радуюсь за этих ребят - это так "безопасно" улучшать точность вблизи нуля! Любой полученный результат (даже неправильный) - рывок и гарантированная публикация!
    Ответить
    • Игорь Иванов > Walera | 31.12.2013 | 00:13 Ответить
      Ну, вообще в любой популярной краткое формулировке можно найти изъяны. А так, специалистам понятно, что под _определенным_ «электрическими способностями» я имел в виду способность создавать дипольное электрическое поле. Но ведь человеку, которому мы объясняем, что такое дипольный момент, так говорить бессмысленно, а формулы дипольного поля писать еще бессмысленнее. Да ему и не требуется насколько детальное описание; надо лишь ему передать ощущение, что дипольный момент характеризует не _форму_, а взаимодействие с электрическим полем, причем такое взаимодействие, которое сильно отличается от точечного заряда. Мне кажется, такая формулировка это ощущение передает. А у вас есть вариант получше?

      Слово «аккуратная», наверно, лишнее. Я не имел в виду четкое определение, которое годится для распознавания дипольного момента во всех ситуациях. Аккуратная — в смысле более близкая, как мне кажется, к истине.
      Ответить
      • Walera > Игорь Иванов | 01.01.2014 | 12:31 Ответить
        Игорь, как я написал, ваши разъяснения в статье по поводу сути ЭДМ и по поводу неправильности формулировки СМИ вполне понятны. Но сложилось впечатление, что лучшей популярной формулировки вам найти не удалось. Возможно, это и не нужно, и невозможно сделать в двух словах.
        А то получилось, что вы фактически популярно сформулировали ЭДМ так: ЭДМ - это то, что не сводится к тому, о чем писали СМИ.
        Ответить
        • Игорь Иванов > Walera | 02.01.2014 | 00:02 Ответить
          ОК, приму к сведению. Конечно, желательно было бы проверить, как изменилось понимание у далеких от физики людей после этого прочтения. Если они запомнили, что «ЭДМ вовсе не связан с формой так, как это описывают в СМИ», это уже хорошо; даже если не удается дать точное и доступное определение, то по крайней мере убрать явно неправильное уже неплохо.
          Ответить
  • avtitov  | 31.12.2013 | 01:41 Ответить
    Статья очень актуальная и интересная, и действительно достижение очень важное для фундаментальной физики. Жаль только, что "за бортом" популярной статьи остался вклад в этот уникальный результат российских (и еще советских) теоретиков. Я, в частности, имею в виду пионерские работы Онищука (Дубна), Лабзовского (С.Петербург), Хрипловича, Сушкова и Фламбаума (Новосибирск) 1967 и 1978 гг., без которых данный результат был бы невозможен. Отмечу также, что результатом работы экспериментаторов является прецизионное измерение частоты прецессии магнитного момента молекулы ThO, а вот новое ограничение на ЭДМ электрона есть отношение данной частоты (точнее - энергии) к эффективному электрическому полю в ThO, которое несколько ранее было вычислено в работе группы из ПИЯФ-СПбГУ (ссылка на которую имеется в обсуждаемой работе ACME-collaboration), поддержанной фондом Династия.
    Ответить
    • Игорь Иванов > avtitov | 31.12.2013 | 04:13 Ответить
      Я понимаю, что вам хотелось бы увидеть более обстоятельную статью с разнообразными теоретическими отступлениями (а их тут требуется несколько по разным темам) и экскурсами в историю, и с представительным списком ссылок. Но это было бы совсем другая статья, написанная другим языком и для другой аудитории! Вы же видите, тут не приводится ни одной феймановской диаграммы, не объясняется, что именно за возбужденное состояние ThO было использовано и как именно его превращали в состояние с определенным ориентационным состоянием молекулы и суперпозицией электронных состояний с разными проекциями момента на ось квантования. Тут даже вообще не поясняется, что электрон со спином «поперек» это суперпозиция состояний «повдоль».

      Кстати, если вы захотите самостоятельно написать отдельный комментарий о вкладе советской (теор)физики в эту тему, то все будут только рады, всегда есть возможность этот комментарий выложить в дополнение к самой статье.
      Ответить
      • avtitov > Игорь Иванов | 31.12.2013 | 05:27 Ответить
        Ну что Вы, Игорь, конечно я не имел в виду каких-либо теоретических отступлений и тонкостей. Просто я хотел подчеркнуть, что представленная Вами работа ACME-коллаборации по новому ограничению на ЭДМ электрона - это только вершина айсберга, сегодняшний результат полувекового развития теоретических и экспериментальных идей, в котором советские/российские теоретики сыграли ключевую роль. И очень бы не хотелось, чтобы даже в русскоязычной прессе складывалось "не вполне корректное" впечатление, что полученный результат есть эксклюзивное достижение западных ученых, достаточно того, что это весьма успешно делает англоязычная пресса.

        Насчет дополнения к статье в части вклада советской (теор)физики в эту тему. Да, пожалуй, я его напишу в январе.
        Ответить
        • Игорь Иванов > avtitov | 02.01.2014 | 00:05 Ответить
          > Да, пожалуй, я его напишу в январе.

          Спасибо, будет интересно и мне тоже. Я сам эти работы видел, поверхностно знаю, но в любом случае не в курсе, кто на что повлиял.
          Ответить
  • nicolaus  | 31.12.2013 | 08:03 Ответить
    В данной работе предпринята попытка найти некоторое расслоение внутреннего заряда электрона, что ставит под сомнение понятие электрона как фундаментальной частицы.
    По моему мнению, нарушение СР-четности, скорее всего, связано с особенностями вакуума или (и) пространства нашей вселенной, поэтому, по моему мнению, к свойствам непосредственно электрона не имеет отношения.

    В сущности, данное исследование относится к исследованию вопроса о степени идеальности фундаментальных частиц. Если предположить, что наш мир возник из хаоса в результате эволюции, то эта идеальность не была задана изначально. А высокая степень идеальности электрона является результатом очень тонкого баланса, достигнутого в ходе эволюции, на этапах развития мира, которые были до большого взрыва.

    К вопросу исследования идеальностей, в частности, также относится вопрос об абсолютно точном совпадении по модулю электрического заряда электрона и протона. Необходимость этого совпадения совсем неочевидна. Вполне возможно, что заряды электрона и протона немного отличаются. Если предположить, что заряды электрона и протона могут принимать произвольные значения, то их полное совпадение является невероятным событием. При этом, количество информации, которая задана как мера уменьшения неопределенности, в факте равенства зарядов приближается к бесконечности.

    Очень незначительная разница зарядов не противоречит наблюдениям. Вполне возможно, что наша вселенная немного заряжена.
    Ответить
    • Игорь Иванов > nicolaus | 31.12.2013 | 16:23 Ответить
      Я в очередной раз вынужден сказать, что это всё — лично ваши домыслы, во многом ощибочные, во многом произвольные и ниоткуда не следующие. Поэтому не надо их высказывать в форме таких увелренных утверждений, вы тем самым сбиваете с толку несведующего читателя.

      > В данной работе предпринята попытка найти некоторое расслоение внутреннего заряда электрона, что ставит под сомнение понятие электрона как фундаментальной частицы.

      Неверно.

      > По моему мнению, нарушение СР-четности, скорее всего, связано с особенностями вакуума или (и) пространства нашей вселенной, поэтому, по моему мнению, к свойствам непосредственно электрона не имеет отношения.

      Вы перепутали причину и следствие. Никто не говорит, что CP-нарушение возникает из-за ЭДМ электрона, как раз наоборот — ЭДМ электрона возникает потому, что в природе нарушается CP. Откуда именно берется это нарушение, достоверно неизвестно.

      > В сущности, данное исследование относится к исследованию вопроса о степени идеальности фундаментальных частиц.

      ... в вашим личном восприятии. Это исследвание — об объективных свойствах частиц, а не о философском их осмыслении.

      > Вполне возможно, что заряды электрона и протона немного отличаются.

      Разумеется, и уже около века ставятся эксперименты по поиску этого отличия (и других подобных отличий).

      > При этом, количество информации, которая задана как мера уменьшения неопределенности, в факте равенства зарядов приближается к бесконечности.

      Неверно. Количество информации ограничено сверху той информацией, которую необходимо передать другой стороне для полного описания ситуации. Эта информация конечная и очень мала.
      Ответить
      • nicolaus > Игорь Иванов | 01.01.2014 | 10:42 Ответить
        Уважаемый Игорь, прошу извинить, что я не совсем четко сформулировал свои мысли и невнимательно прочитал статью. Буду статься исправляться.

        В статье написано, что согласно стандартной модели, ЭДМ электрона возможен только в случае нарушения СР-симметрии. Я это могу понять и принимаю. Можно предположить, что нарушение СР-симметрии непосредственно не связано со свойствами электрона, а связано со свойствами пространства. Поэтому нарушение СР-симметрии при рассмотрении свойств непосредственно электрона можно вынести за скобки. В этом случае электрического дипольного момента, как проявления свойств самого электрона, не должно быть, а электрон должен представлять собой «идеальную» фундаментальную частицу.

        Однако, поскольку исследования свойств электрона все- таки проводятся, в области, где по теории ничего не должно быть, то это навело меня на мысль, что ведется поиск отклонений свойств фундаментальных частиц от их идеальности. Собственно поэтому я и пустился в философские рассуждения по идеальности и не идеальности.

        При этом хотел высказать мысль, что любая идеальность, например, полное равенство по модулю величин зарядов электрона и протона, связана с практически бесконечной величиной информации.
        По Клоду Шеннону прирост информации равен утраченной неопределённости. Утраченная неопределенность в данном случае это все множество чисел возможных значений величин зарядов протона и электрона, когда эти величины строго не равны друг другу. При этом множество этих чисел бесконечно, бесконечна связанная с этой неопределенностью величина информационной энтропии, и, следовательно, бесконечна величина информации, когда эта неопределенность утрачена в результате выбора природой строгого равенства двух чисел – двух конкретных величин зарядов разных элементарных частиц в виде их равенства. (При этом вероятность такого строго совпадения зарядов равна нулю.) http://ru.wikipedia.org/wiki/%C8%ED%F4%EE%F0%EC%E0%F6%E8%EE%ED%ED%E0%FF_%FD%ED%F2%F0%EE%EF%E8%FF

        Поздравляю всех с НОВЫМ ГОДОМ! Я думаю, что все люди, которые заглядывают в этот журнал, а также авторы - люди творческие. Поэтому всем желаю в новом году творческих успехов.
        Ответить
  • PavelS  | 31.12.2013 | 16:05 Ответить
    К сожалению я не понял, откуда берётся дипольный момент. Тут говорится про то, что дипольный момент (точечного) электрона - это то, как он наблюдается со стороны по причине окружения виртуальными частицами. Т.е. истинный электрон точечный, но его "шуба" имеет размеры. Тут ещё я верно понимаю? Виртуальные частицы - это свойство вакуума, по большей части, а вакуум во всех направлениях одинаковый. Тем не менее, появляется дипольный момент. Т.е. одно из направлений становится лучше других. И тут мне не понятно, с чего бы. Верно ли я понимаю, что это случай спонтанного нарушения симметрии? Т.е. типа того, что если взять в вакууме атом кислорода и 2 атома водорода, расположить симметрично, то они спонтанно перестроятся так, чтобы получился "уголок" составляющий молекулу воды? Если это можно осветить в двух словах без сложных теорий - сразу спасибо, если нет, то нет, я тут буду вынужден признать, что не всё в современной физике мне понятно даже на уровне общих идей.
    Ответить
    • Игорь Иванов > PavelS | 31.12.2013 | 16:16 Ответить
      Наглядно геометрически это, я боюсь, не объяснить.

      Но с другой стороны, вы же не удивляетесь, откуда берется магнитный момент у электрона? Есть спин, по нему выстраиваются дипольные моменты, и магнитный, и электрический. Но как они возникают? Магнитный вытекает из того факта, что электрон описывается фермионным полем, оно описывается уравнением Дирака, и когда в нерелятивистском пределе оно упрощается до Шредингера, в нем остается магнитный момент. Но магнитный момент естественная вещь: вектор спина и вектор магнитного момента - псевдовектора. А электрический момент — истинный вектор, и если мы хотим его связать с псевдовектором спина, должен быть еще какой-то механизм, придающий этому взаимодействию дополнительную «псевдо». Это требует CP-нарушающего механизма, виртуальных частиц, многопетлевых диаграмм и т.д. и т.п.
      Ответить
      • PavelS > Игорь Иванов | 31.12.2013 | 16:25 Ответить
        Про спин я как-то забыл. :) Ладно, как помещается момент импульса в точечную частицу - это одна из вещей, которую на наглядо-интуитивном уровне, чтобы без формул, мне никогда не понять, оставим это.
        Ответить
  • Скеп-тик  | 01.01.2014 | 14:20 Ответить
    А вообще хорошая работа: и эксперимент, и научно-популярное изложение. Мой вывод - мир чуточку проще, чем можно выдумать (улыбка).
    Ответить
  • lesnik  | 01.01.2014 | 23:23 Ответить
    Впервые вижу определение эдм через центр масс частицы. Не проще ли сразу сослаться на отличие создаваемого частицей поля от поля точечного заряда, а эдп придаёт дополнительному вкладу хорошо известный дипольный вид. Кстати, а магнитное поле электрона также проверяют на наличие недипольности?
    Ответить
    • Игорь Иванов > lesnik | 01.01.2014 | 23:57 Ответить
      Формальное определение дипольного момента в классической электродинамике: \vec{d} = \int d^3r \vec{r} \rho(r), где интеграл идет по всему объему, занимаемому исследуемой системой. Для заряженной частицы ЭДМ неинвариантен относительно сдвига, он зависит от того, где находится начало координат. Например, пусть вам дан точечный заряд, но не в начало координат, а рядом. Предположим, вы не знаете, что это точечный заряд, а просто хотите восстановить все мультиполи системы, измеряя поле от нее по отношению к началу координат. Вы получите и зарядовой поле, и дипольное, и квадрупольное и т.п. Так что формальное определение вам даст некую дипольную компоненту, хотя ничему _реальному_ она не отвечает.

      Поэтому чтобы измерить ЭДМ, требуется _выбрать_ физически осмысленное начало координат, такое, вычисление ЭДМ через которое вам расскажет что-то о _реальном_ строении частицы. Наиболее естественное определение и есть центр масс.

      Это определение, конечно, не используется _буквально_ в квантовой теории поля, но в классическом пределе всё сводится к тому, что у частицы во внешнем поле E появляется дополнительный вклад в энергию, линейный по полю, но не зависящий от потенциала, который в конечном счете сводится к определению, данному в самом начале.
      Ответить
      • nicolaus > Игорь Иванов | 02.01.2014 | 10:03 Ответить
        Я все пытаюсь защитить природу, в том, что она могла создать идеальные сущности, а вот люди все время сомневаются в этом.

        В этом плане меня интересует вопрос, почему центр масс электрона может не совпадать с зарядовым центром? Какие имеются на этот счет теоретические предположения? (Нарушение СР-симметрии, для простоты объяснения, прошу вынести за скобки).

        Кстати, проверка наличия магнитной монопольности электрона, как заметил lesnik, также интересный вопрос.
        Ответить
        • Игорь Иванов > nicolaus | 02.01.2014 | 23:37 Ответить
          > В этом плане меня интересует вопрос, почему центр масс электрона может не совпадать с зарядовым центром? Какие имеются на этот счет теоретические предположения?

          Конечно, имеются. Собственно, ЭДМ электрона потому и ищут, что есть теоретические предположения. Есть много вариантов теорий, которые дают ЭДМ разного масштаба, но все они включают CP-нарушение, без этого никак. Если вам нужен прямо-таки обзор теоретических вариантов, то вот: http://arxiv.org/abs/hep-ph/0504231
          Ответить
          • nicolaus > Игорь Иванов | 04.01.2014 | 10:20 Ответить
            Игорь, спасибо за ссылку. Очень интересная статья. Однако я не все там понял. Также не понял суть самого механизма возникновения дипольного момента.
            В связи с тем, что объяснение электрического дипольного момента электрона связано с нарушением СР – симметрии, можно Вас попросить прокомментировать на научно - популярном уровне статью по ссылке. (Может быть, в качестве дополнения к основной статье). Я надеюсь, что есть вариант такого объяснения, в котором без излишнего количества формул, пояснена суть возникновения дипольного момента. Например, на уровне, как в книге Окуня "Физика элементарных частиц".

            Впрочем, я на своей просьбе не настаиваю.
            Ответить
            • Игорь Иванов > nicolaus | 06.01.2014 | 19:07 Ответить
              Я понимаю, что вам хочется это всё прочитать на тщательно объяснянном уровне, но наверно надо смириться с тем, что если вы хотите действительно в чем-то разобраться, это на 99% должна быть ваша работа и ваша затрата времени.

              Ваша конкретная просьба, если ее честно перевести в практическую плоскость, означает примерно следующее — «потратьте на меня примерно неделю полного рабочего времени для удовлетворения моего любопытства, т.к. мне не хочется разбираться самому».
              Ответить
              • nicolaus > Игорь Иванов | 07.01.2014 | 11:23 Ответить
                Я подумал, что статья была бы более завершенной, если бы этот вопрос был пояснен более подробно. Возможно, некоторые из статей целесообразно разбивать на две части. Вторая часть могла бы быть более сложной в изложении.

                При изложении материала только на самом популярном уровне у многих возникают вопросы, на которые нет ответа. Уровень подготовки читателей здесь самый разный. Я также пытаюсь понять суть. При сильном упрощении суть теряется.

                На изменении формата статей я не настаиваю. Я просто изложил свое мнение. Разумеется, к качеству Ваших статей у меня никаких претензий нет. Они мне очень нравятся и выигрывают на общем фоне научных новостей.
                Ответить
      • lesnik > Игорь Иванов | 02.01.2014 | 11:06 Ответить
        Да, при использовании формулы эдп заряженной частицы зависит от системы отсчёта и имеет мало смысла. С другой стороны конфигурация электрического потенциала и электрического поля частицы в пространстве задана однозначно. Неужели из этой конфигурации нельзя вычленить пространственно симметричный вклад точечного заряда и отдельно вклад диполя? Разложение по игрекам в каком-то смысле. Тогда эдп будет в чистом инвариантном виде. Сложность наверное в определении правильной с.о., в которой производить вычисления, т.е. где всего два игрека, а не бесконечное число. Должен наверное быть какой-то алгоритм поиска этой с.о.
        Ответить
      • lesnik > Игорь Иванов | 02.01.2014 | 12:13 Ответить
        Надо пожалуй выбрать ту с.о., в которой вклад нулевой компоненты в разложении по сферическим гармоникам максимален. И определять эдп в этой с.о.
        Ответить
        • nicolaus > lesnik | 02.01.2014 | 16:44 Ответить
          По моим убеждениям, одна единственная точечная заряженная частица, сама по себе никакой электрический дипольный момент создать не в состоянии, с какой бы Вы стороны на нее не смотрели и какую бы систему отсчета не выбирали. На мой взгляд классическое определение применимо только для системы, в которую входят минимум две частицы. Для одной частицы это определение не имеет смысла - не может же частица сама с собой образовывать систему. Если саму точку начала координат рассматривать как часть системы, то здесь будет монопольный момент http://ru.wikipedia.org/wiki/%DD%EB%E5%EA%F2%F0%E8%F7%E5%F1%EA%E8%E9_%E4%E8%EF%EE%EB%FC%ED%FB%E9_%EC%EE%EC%E5%ED%F2
          Ответить
        • Игорь Иванов > lesnik | 02.01.2014 | 23:26 Ответить
          Нулевая компонента одинакова при любых смещениях, т.к. полный заряд неизменен. Вклад дипольной компоненты меняется из-за перераспределения между нею и высокими гармониками. В частности, вы _всегда_ можете выбрать такой центр координат, в котором ЭДМ занулится. Но это еще не повод говорить, что ЭДМ нулевой для всех систем с ненулевым полным зарядом.

          Это вообще общее правило: низшая гармоника инварианта относительно смещений, а высокие уже превращаются друг в друга при смещениях. С магнитным моментом аналогично: дипольный момент всегда инвариантен относительно смещений (поскольку монополей у нас нет), а вот высокие гармоники нет.

          Кстати, даже в механие вы можете определять момент инерции тела относительно любой оси. Но если вы хотите характеризовать именно внутреннее сопротивление ускоренному вращению, вам надо считать его относительно центра масс.
          Ответить
          • lesnik > Игорь Иванов | 03.01.2014 | 15:05 Ответить
            Наверное эдп следует определять в со с началом в центре заряда частиц, вычисленным по аналогии с центром масс.
            Ответить
            • Игорь Иванов > lesnik | 03.01.2014 | 19:48 Ответить
              И тогда ЗДМ будет равен нулю по определению.
              Ответить
              • lesnik > Игорь Иванов | 03.01.2014 | 22:10 Ответить
                При вычислении центра заряда заряд каждой частицы надо брать по модулю. Для одинаковых по массе и модулю заряда частиц это равносильно вычислению центра масс. В общем надо найти ту точку, что если в неё поместить суммарный заряд системы, создаваемое электрическое поле в нулевом приближении в дальней зоне будет совпадать с полем системы зарядов. Эдм надо вычислять в со с началом в этой точке.
                Ответить
  • tetrapack  | 02.01.2014 | 12:04 Ответить
    Единственное, чего я не понял из описания эксперимента, это связь между утверждением о том, что
    "изучая нейтральную нерелятивистскую систему из точечных заряженных частиц, которая держится за счет электростатических сил, невозможно зарегистрировать собственную ЭДМ этих частиц из-за эффекта экранирования... ...Для этой цели хорошо подходят молекулы с тяжелыми атомами, в которых валентные электроны подходят близко к ядру — они тогда становятся вполне релятивистскими"
    и утверждением про то, что измеряли прецессию спина ВАЛЕНТНОГО электрона.
    Я всегда думал, что релятивизм в тяжелых атомах могут приобретать только глубоколежащие ОСТОВНЫЕ электроны, типа Th 1s. Но уж не ВАЛЕНТНЫЕ. Энергия валентных электронов не может быть много больше энергии хим-связи, в данном случае Th-O. А хим-связь, это единицы эВ. Где там релятивизм, поясните, пожалуйста!
    Ответить
    • Игорь Иванов > tetrapack | 02.01.2014 | 23:55 Ответить
      Вам необязательно погружать электрон полностью близко к ядру; достаточно только, чтоб он иногда подходил близко. Всё равно вклад в ЭДМ набирается в основном за счет той небольшой части интеграла, когда электрон подходит близко к тяжелому ядру.

      В случае внутренних электронов проблема в том, что вы не можете ими управлять так, как надо. Они, конечно, чувствуют еще большее среднее поле, но оно не переворачивается. А валентными — можете управлять и переворачивать поле.
      Ответить
      • Dexter > Игорь Иванов | 03.01.2014 | 12:53 Ответить
        Неочевидно.
        Вообще надо еще посмотреть можем ли мы так тут просто классический атом рассматривать - ядрышко там, электрончики - как плаанеты вокруг солнца. Проходили уже это, не работает.
        Ответить
        • Игорь Иванов > Dexter | 03.01.2014 | 19:51 Ответить
          Никто не говорит, что нужно рассматривать как классический атом. Вы строите соответствующий _локальный_ оператор, считаете его среднее значение по выбранному электронному состоянию (как правильно, численно), получаете некоторое число. Но если вы хотите «заглянуть в интеграл» и узнать, откуда этот интеграл набирается, то вы получаете основной вклад от области близко у ядру.
          Ответить
  • akb  | 04.01.2014 | 01:49 Ответить
    У меня такой вопрос: будет ли (должен ли) возникать ЭДМ у равномерно-заряженной сферы?
    Ответить
    • Игорь Иванов > akb | 04.01.2014 | 02:15 Ответить
      Этот сайт, включая комменты к новостям, не предназначен для пропаганды лженауки. Будьте добры, воздержитесь впредь от подобных постов.

      ------------------

      На всякий случай объясню еще, что изменять свои комментарии, под которыми уже были ответы, а потом изображать, что вам ответили непонятно на что — это не вполне этично в сети. Вы бы этим не злоупотребляли.

      По поводу вашего вопроса: я еще раз поясню, что ЭДМ от заряженной системы — это «незавершенный вопрос». Вам надо договорить, как вы его намерены определять. Без этой договоренности вопрос становится бессмысленным, т.к. для любой ситуации (и в частности для вашей равномерно заряженной сферы) вы можете получить совершенно любой ответ, и нулевой, и положительный, и отрицательный. А доопределять нужно так, чтобы определение годилось для всех систем, а не только для круглых сфер. Так что напрашивающееся для вас определение относительно центра сферы негодится для несферических систем.
      Ответить
      • akb > Игорь Иванов | 07.01.2014 | 02:13 Ответить
        Мой вопрос в удаленном Вами комменте касался критериев "лженаучности" и не был продолжением темы предыдущего изменного(обрезаного) мной же комментария. А обрезан он был мной, чтобы показать Вам, что основным в нем был именно вопрос, а не то, что Вы назвали "лженаукой". "Лженаучная" часть моего комментария касалась того, почему меня интересует именно сферическая форма, но не имела вид утверждения или навязывания собственного мнения.

        PS: Поскольку критерии "лженаучности" Вами не были определены изначально, и Вы считаете неэтичным изменение комментариев после публикации на них ответов, то предлагаю Вам самому решать, что является "лженаучным" и править комментарии по своему усмотрению.
        Я же не берусь квалифицировать свои выводы, как научные или лженаучные, поскольку не специалист в этом вопросе.
        Ответить
  • ZAN  | 04.01.2014 | 06:20 Ответить
    На мой, сугубо дилетантский взгляд, как то не убедительно звучит, что ЭДМ должен взяться от неких "виртуальных" частиц и не совпадений не менее виртуальных "облаков". Понятно что для расчетов чего только не напридумывают, но все таки физический смысл момента откуда должен взяться в бесструктурной частице? В атоме еще худо бедно понятно, есть частицы, хотя и там я так и не понял нашли ЭДМ или нет... Или за неимением лучших вариантов идут от противного?
    Ответить
    • PavelS > ZAN | 05.01.2014 | 04:40 Ответить
      Мне казалось что существование виртуальных частиц 100500 раз показано экспериментально и точно также экспериментально показано наше умение численно рассчитывать влияние этих частиц. Если вам их существование кажется неубедительным или кажется неубедительным сам метод расчета, то боюсь вас уже никто не убедит. Опять же, на мой дилетантский взгляд. :)
      Ответить
    • nicolaus > ZAN | 05.01.2014 | 10:43 Ответить
      На мой дилетантский взгляд,ЭДМ у нуклонов и электронов не нашли. Можно выразить смещение зарядов внутри нейтрона по отношению к диаметру нейтрона на нижней границе экспериментов. Это смещение будет не больше отношения 0,1мм к диаметру Земного шара.

      Я думаю, что не кто не сомневается в существовании виртуальных частиц, которые вблизи заряженной частицы могут исказить ее электромагнитное поле. На мой дилетантский взгляд, то, что называется ЭДМ электрона, может произрасти совсем не из смещения зарядового центра электрона относительно его центра масс или расслоения точечного заряда электрона, а из его магнитного момента и спина, которые в условиях окружения виртуальных частиц и нарушения СР симметрии могут проявляться в виде эффекта дипольного электрического момента. Т.е. в магнитном дипольном поле электрона в условиях нарушения СР симметрии проявляется электрическая дипольная компонента.

      На мой дилетантский взгляд, пространство не квантуется. По меньшей мере, каких либо экспериментальных свидетельств и наблюдений этому нет. Например, в случае квантования пространства должно быть специфическое рассеяние жесткого электромагнитного излучения от удаленных источников (разное запаздывание компонент разной жесткости), что не наблюдается.
      Ответить
      • akb > nicolaus | 05.01.2014 | 16:20 Ответить
        Лично я сомневаюсь в существовании виртуальных частиц. Что это такое? "Новая сущность" по Окаме? Недо-частицы или чуть-чуть частицы? А что такое, тогда, частицы?

        Предположу, что если бы пространство было дискретным, то свет бы затухал, как нивелируется импульс при ударе монолитного тела о песок. По сути, это то же рассеивание. И, неизвестно, насколько бы сохранялась причинно-следственная связь и были ли бы законы физики (по крайней мере, классические, в частности, законы механики) столь строги, как есть.
        Ответить
        • PavelS > akb | 05.01.2014 | 23:26 Ответить
          Если вы спрашиваете что такое виртуальные частицы, то с этого надо бы и начинать. Изучите матчасть плз.
          Ответить
          • ZAN > PavelS | 06.01.2014 | 04:21 Ответить
            В том то и печаль, что физика сидит на виртуальных частицах. Которые либо вообще не существуют физически(типа мера взаимодействия), либо представляют собой не то волны, не то поля или "искривления" вакуума... А хотелось бы увидеть как коза дает молоко без предварительной игры на виртуальном баяне. Хорошо бы еще было упоминание каких то конкретных названий, чего бы то ни было, тогда я почитаю и вполне могу поверить)
            Ответить
            • nicolaus > ZAN | 06.01.2014 | 08:09 Ответить
              ZAN: “Хорошо бы еще было упоминание каких то конкретных названий, чего бы то ни было, тогда я почитаю и вполне могу поверить)"

              На мой дилетантский взгляд, в фундаменте нашего мира есть кирпич, который называется действием. Это не какая-то конкретная физическая величина, например длина ячейки пространства. Это произведение сразу двух величин - времени и энергии. Называется этот кирпич – Постоянная Планка. Не что в нашем материальном мире не может взамоДЕЙСТВОВАТЬ, если величина действия меньше величины Постоянной Планка. Однако, гипотетически, может существовать мир, в котором частицы не могут создать действие превышающую постоянную планка. И этот мир будет для обычных частиц вакуумом.

              Для объяснения того, что такое действие можно привести интересную аналогию с вычислительной машиной, которая выполняет какое либо элементарное действие – например, математическую операцию вычисления новых координат. Для выполнения действия необходима энергия и время. При заданной технологии изготовления вычислительной машины имеется зависимость между скоростью вычисления и энергией потребляемой процессором. Причем произведение энергии на время вычислений является величиной постоянной. Если мы затратим на элементарное вычисление мало времени или недостаточно энергии, то никакого вычислительного результата не получим.
              Допустим, на вход вычислительной машины поступают задания на вычисления чего бы то не было, одновременно задается энергия и время, вообще говоря, случайным образом. При этом наша машина начнет производить вычисления. На выходе машины мы заметим, что машина выдает результаты квантами. По косвенным данным (непредвиденные задержки между вычислениями и т.п.) можно предположить, что на вход машины поступает еще что то, что машина отказывается вычислять. На мой дилетантский взгляд эти недовычисления (возможные вычисления чего бы то не было) и есть виртуальный мир. :)
              Ответить
              • ZAN > nicolaus | 06.01.2014 | 19:06 Ответить
                Так точно, только он перестает быть виртуальным после того как мы узнаем про полупроводники, логические схемы и т.д. А до тех пор остаемся в своем виртуальном мире, неком интерфейсе, если хотите)
                Ответить
              • akb > nicolaus | 07.01.2014 | 01:23 Ответить
                Мой дилетантский взгляд частично совпадает с Вашим. Я также (довольно давно) пришел к мысли, что в основе всех материальных объектов лежат единичные действия или "элементарные силы". Но я их рассматриваю, как составную часть силовых линий поля. Расположенные вдоль одной линии они и образуют силовую линию поля. Физическая величина их может быть выражена через постоянную Планка, однако, по моему мнению, в природе не должно существовать ограничения на возможность осуществлять действие. Иначе можно было бы сказать, что не всякая причина (действие) вызывает следствие(реакцию).
                Если же в Вашем понимании, не существует в мире действий меньших, чем единичное(элементарное), то IMHO не может быть и речи о результате таких действий. Квантование действий - в широком смысле, - я думаю, подразумевает невозможность предсказать результат, получаемый в итоге последовательности таких действий, если даже одно действие может иметь, как минимум, два значения (0-нет или 1-есть).
                В моем представлении существует единственная абсолютная физическая характеристика единичного действия - скорость его изменения(распространения), равная скорости света в вакууме. Разве может кто-нибудь усомниться в том, что скорость взаимоДЕЙСТВИЯ должна(или может) быть равна скорости света и назвать это лженаучным?
                Ответить
                • nicolaus > akb | 07.01.2014 | 10:21 Ответить
                  Уважаемый akb, собственно, то что я написал про постоянную планка и про действие это не мое. Я лишь придумал шуточную интерпретацию понятий действие и виртуального мира частиц, в качестве «конкретных названий, чего бы то ни было», в ответ на шутку ZAN, чтобы он в это поверил, поскольку обещал. Здесь виртуальный мир частиц описывается незавершенными вычислениями "природного" процессора. В отличие от этого, завершенные вычисления характеризуют взаимодействия в реальном мире и описывают этот мир.

                  На самом деле я не все правильно написал, гравитационное взаимодействие не квантуется. Под гравитационным взаимодействием лежит другой «кирпич».
                  Ответить
          • akb > PavelS | 07.01.2014 | 01:29 Ответить
            В физическом существовании виртуальных частиц я сомневаюсь больше, чем в физическом существовании, скажем, таблицы умножения или используемых в ней чисел.
            Ответить
            • PavelS > akb | 07.01.2014 | 02:21 Ответить
              По мне так это всё философия. Не физика. Физика - это мат.модели и умение что-то посчитать. Прочие рассуждения о природе вещей - философия.
              Ответить
              • akb > PavelS | 07.01.2014 | 02:35 Ответить
                Философия - это как обозвать объект: частицей(виртуальной), квантом, волной, струной. Все мои сомнения только в названии. К мат. части претензий нет, если считали без ошибок.
                Ответить
  • PavelS  | 05.01.2014 | 04:55 Ответить
    Интересно вот что. Есть философская концепция, что пространство квантуется на размерах порядка планковской длины. 1,616252Е-35м, и на меньших длинах рассуждать про форму чего-либо бессмысленно. ЭДМ электрона между тем имеет -42-й порядок, что существенно меньше. Вопрос вот в чем. Упоминается ли в каких-либо работах ЭДМ электрона в контексте планковских величин?
    Ответить
    • Игорь Иванов > PavelS | 06.01.2014 | 19:00 Ответить
      Мне кажется, вы пытаетесь смешать несмешиваемое: классическое представление о частицах как о неубиваемых материальных точках и плансковские масштабы. Если бы мы говорили про пространство как дискретную решетку с планковскими ячейками, по которой скачут неустранимые частицы, занимающие ровно 1 ячейку, то тогда было бы ваше ограничение. Но в реальности мы на таких масштабах описываем частицы волновыми функциями, которые размазаны в широкой области пространства. Такая частица легко может _в среднем_ сместиться на чуть-чуть, намного меньше планковского масштаба — для этого надо слегка повысить ее волновую функцию в одних ячейках и понизить в других, так чтоб полный интеграл плотности вероятности сохранился. Квантование полей этому тоже никак не мешает.
      Ответить
      • niki > Игорь Иванов | 07.01.2014 | 13:30 Ответить
        Как вы представляете себе частицу? Вот лично вы. Какой образ возникает?
        Ответить
        • prometey21 > niki | 07.01.2014 | 21:31 Ответить
          Я представляю себе электрон в виде размытого облака виртуальных электронов и позитронов. А также частично виртуальных мюонов разной полярности и меньшего процентного состава по сравнению с электронами и позитронами. Виртуальные мюоны расположены ближе к центру электрона. А также еще и виртуальные фотоны. Их больше, чем виртуальных электронов и позитронов. Виртуальные фотоны на периферии.
          Ответить
          • PavelS > prometey21 | 07.01.2014 | 21:47 Ответить
            Всякая философия хороша в контексте того что мы можем посчитать и померить. Плоха если она сама по себе. Старайтесь не потерять эту тонкую грань.
            Ответить
            • prometey21 > PavelS | 07.01.2014 | 22:21 Ответить
              Всю эту виртуальщину хорошо считает квантовая электродинамика.
              Ответить
  • роткив  | 26.01.2014 | 23:04 Ответить
    изобретательный человеческий мозг, лежит себе вечером на диване и строит картину,и представляет, какими могут быть элементарные частицы и из чего состоят,и комплектуются, и сопоставляются по определенному базовому показателю притяжения. взаимозависимости от силы его проявления, существуют и частицы в струе, выполняющие балансировку состояния данной формы.для каждого своя и так далее по развитию составления из микро в макро и предельные значения оформления по энергиям связи. опускаю все тонкости в индивидуальных показателях. так примитивно просто для меня,но это, не говорит о том,что я не согласен с вами-я за, двумя руками. ну давайте развивать дальше,оживлять стандартную модель, она же имеет под собой более точную основу и в теоретическом плане, не надо строить гипотез, и предположений,где точность,а там и реальный результат. ведь математика тоже должна чему-то соответствовать,да она универсальна в функциональности парности.но дальше что-она должна соответствовать данному физическому положению в пространственной динамике Вселенной. вы же в стопоре и нет развития дальше. пока вам БАК подтвердит и подгонит к теории,человечество на корню вымрет.шутка.
    Ответить
Написать комментарий


Элементы

© 2005-2017 «Элементы»