Суббота , 25 Июнь 2022

Понятие кванта: Значение слова «квант» в 5 словарях

Содержание

Значение слова «квант» в 5 словарях

существительное

Значение слова квант

Все словариСловарь УшаковаНачала Современного Естествознания. ТезаурусЭнциклопедический словарьСловарь ОжеговаСловарь Ефремовой

Словарь Ушакова

квант

квант, кванта, муж., и кванта, кванты, жен. (от лат. quantum — сколько) (физ.). Наименьшее количество какой-нибудь физической величины, обладающее самостоятельным существованием. Теория квант.

Начала Современного Естествознания. Тезаурус

квант

(от лат. quantum — сколько) — нечто численно измеримое; определенная величина. Квант энергии — конечное количество энергии, которое излучается или поглощается какой-либо микросистемой (ядерной, атомной, молекулярной) в элементарном (одиночном, единичном) акте взаимодействия.

В физическую науку понятие кванта введено немецким физиком Максом Планком в 1900 году.

Энциклопедический словарь

квант

(Куант) (Quant) Мэри (р. 1934), английский дизайнер-модельер. Создательница женской мини-юбки, а также супермодных моделей одежды для молодежи, созвучных лондонскому стилю 1960-х гг. Ее бутик в Челси (одном из районов Лондона, где предпочитала селиться молодежь) был назван «Базар». Там можно было купить самые разнообразные и оригинальные модели. В 1970-е гг. расширила сферу своей деятельности, начав заниматься разработкой косметики и текстильного дизайна.

Словарь Ожегова

квант

КВАНТ,

а, м. В физике: наименьшее количество энергии, отдаваемое или поглощаемое физической величиной в её нестационарном состоянии. К. энергии. К. света.

| прил. квантовый, ая, ое. Квантовая теория. Квантовая электроника. К. генератор.

Словарь Ефремовой

квант

м.
Наименьшее возможное количество энергии, которое может быть поглощено или
отдано молекулярной, атомной или ядерной системой в отдельном акте изменения ее
состояния.

Добавить свое значение

Значения слов синонимов к слову квант

Ассоциации к слову квант

Синонимы к слову квант

  • гамма-квант
  • квант
  • кванта
  • плазмон
  • флюксоид
  • фонон

История появления понятия «кванта»

Квантовые теории

Введение

Всего в природе известно четыре вида фундаментальных взаимодействий. ОТО описывает одно из этих взаимодействий – гравитационное. Три других вида взаимодействий – электромагнитное, слабое и сильное – описываются квантовыми теориями. Квантовая теория гравитации находится в стадии разработки. В рамках данного курса мы кратко затронем квантовые теории, играющие фундаментальную роль в современной физике: квантовую механику, квантовую теорию поля и такие ее разделы как квантовая электродинамика, квантовая хромодинамика и теории слабого взаимодействия.

Классическая картина мира в начале XX в. основывалась на представлениях о двух типах физических объектах: частиц и полей. Квантовая механика рассматривает объекты микромира как частицы, а квантовая теория поля – как кванты полей. Такие теории, как квантовая электродинамика, квантовая хромодинамика и теория электрослабого взаимодействия, описывающие, соответственно, электромагнитное, сильное и слабое взаимодействие, представляют собой воплощение идей квантовой теории поля.

Квантовая механика должна объяснять как корпускулярные, так и волновые свойства вещества ирассматривает элементарные частицы как волновые пакеты.

Квантовая или волновая механика описывает законы движения микрочастиц, связывая характеристики как частиц (энергия, импульс), так и волн (частота, длина волны). Квантовая механика применима лишь для описания систем с неизменным числом частиц, но не для описания их рождения или уничтожения. Задачи об испускании и поглощении частиц описываются квантовой теорией поля.

Квантовая теория поля рассматривает второй элемент классической картины мира – поля. Эта теория является релятивистской квантовой теорией физических систем с бесконечным числом степеней свободы. Эта теория построена для описания одного из самых общих свойств микромира – взаимной превращаемости элементарных частиц. Для описания такого рода процессов требовался переход к квантовому волновому полю. Квантовая теория поля с необходимостью является релятивистской, поскольку если система состоит из медленно движущихся частиц, то их энергия может оказаться недостаточной для образования новых частиц с ненулевой массой покоя.

Квантовая теория поля описывает три типа фундаментальных взаимодействий и, соответственно, состоит из трех частей: квантовой электродинамики, квантовой хромодинамики и теории электрослабого взаимодействия.

Квантовая электродинамика, (авторы С. Томонога, Ю.С. Швингер, Р.Ф. Фейнман) сформировавшаяся к началу 1950 г., является теорией электромагнитного взаимодействия и входит в состав теории поля. Квантовая электродинамика – та часть квантовой теории поля, в которой рассматривается взаимодействие электромагнитного поля и заряженных частиц (или электронно-позитронного поля). Квантовая электродинамика описывает взаимодействие квантованных электромагнитных полей, заряженных частиц друг с другом, а также взаимодействие излучения с веществом. Электромагнитное взаимодействие рассматривается как обмен квантами электромагнитного поля – фотонами, любая заряженная частица создает поле, непрерывно излучая и поглощая виртуальные фотоны.

Квантовая хромодинамикаявляется теорией сильного взаимодействия, которое описывает взаимодействия между нуклонами (протонами и нейронами) в атомном ядре, а также между частицами, из которых состоят протоны, нейроны и другие адроны – кварками. Кварки могут быть разных типов (ароматов), их состояние описывается посредством 3-х зарядов (цветов). Сильное взаимодействие осуществляется посредством частиц-переносчиков сильного взаимодействия глюонов, обладающих единичным спином и нулевой массой покоя.

Теория электрослабого взаимодействия Слабое взаимодействие – один из четырех видов взаимодействий, оно слабее сильного и электромагнитного, но гораздо сильнее гравитационного на малых расстояниях. Первым обнаруженным процессом, протекающим с участием слабого взаимодействия является b-распад. В слабом взаимодействии участвуют и тяжелые частицы – адроны и легкие частицы – лептоны. Оно является единственным типом взаимодействий, в которых участвуют нейтрино. Единая теория электромагнитного и слабого взаимодействия была предложена в 1967-1968 гг. А. Саламом и С. Вайнбергом.

Прежде чем перейти к более подробному обсуждению упомянутых теорий, рассмотрим появление понятия кванта.

Понятие кванта

Макс Планк, пытаясь найти формулу, согласующуюся с экспериментальными значениями во всем диапазоне частот, предположил, что излучаемая энергия изменяется дискретными порциями – квантами. Физический смысл кванта – минимальное значение переносимой энергии, таким образом, нагретое тело может излучать только те волны, которые могут переносить энергию не меньше, чем некоторая минимальная порция.

Планк предположил, что энергия осциллятора пропорциональна его частоте ε0=h ν. Входящая в выражение константа h = 6,625·10-34 Дж·с называется постоянной Планка. Часто она используется в виде ħ= h/2π = 1,05·10-34 Дж·с и тогда формула Планка перепишется в виде ε0= ħω. В формуле Планка энергия изменяется порциями, кратными величине h. Если энергия волны может быть представлена как сумма n элементарных волн, то энергия электромагнитной волны равна εn= nhν, а энергия всего электромагнитного поля – сумме энергий волн E = . Формула εn= nhν давала для энергии значение, соответствующее экспериментальному.

Но формула Планка предполагала, что энергия излучается только дискретными порциями – квантами, что противоречило общепринятому пониманию энергии, как непрерывной величины.

Сам Планк не давал никакой физической интерпретации своей постоянной ħ и рассматривал введение ее как вынужденный технический прием, чтобы данные экспериментов соответствовали расчетам. Физическая интерпретация понятия кванта позже была дана Эйнштейном, во время исследования проблемы фотоэффекта.

Фотоэффект

В 1887 году Г. Герц обнаружил, что когда на поверхность металла падает свет, металл испускает электроны. Само явление фотоэффекта не казалось парадоксальным: было известно, что электроны в металлах слабо связаны с ядрами и свет, падающий на металл, вполне мог сообщить энергию, достаточную, чтобы выбить с поверхности электроны. Необычными казались свойства фотоэффекта. При освещении металла светом постоянной частоты и фазы (когерентным), все выбиваемые электроны обладали одинаковой энергией. Казалось бы, что при увеличении интенсивности излучения (яркости света) скорость вылетающих электронов увеличится, так как электромагнитное поле переносит больше энергии.

Но с ростом интенсивности света, увеличивалось только число вылетевших электронов, а их скорость не менялась. С уменьшением частоты света выбиваемые электроны уменьшали свою энергию, пока не наступал момент, когда скорость падала до нуля и они переставали вылетать с поверхности, независимо от интенсивности источника света.

Волновая теория не могла объяснить фотоэффект, объяснение было дано Эйнштейном, применившим введенное Планком понятия кванта – дискретной порции энергии. Эйнштейн предположил, что не только энергия должна рассматриваться как дискретная, но и световой луч должен рассматриваться как поток микроскопических частиц – фотонов. Он ввел импульс светового кванта по формуле p = hk, где k = — волновой вектор, длина которого связана с длиной волны λ, частотой ω и скоростью света с. Эйнштейн предположил, что электромагнитное поле передает только определенную порцию (квант) энергии, которая переносится частицей света – фотоном. Электрон выбивается с поверхности, если с ним сталкивается достаточно энергичный фотон, а энергия каждого фотона пропорциональна частоте световой волны h ν = Eэлектрона + const., где константа – работа выхода электрона, зависящая от природы металла. Чтобы вырваться с поверхности, электрон должен получить определенное количество энергии, однако, если частота света слишком мала, энергии сообщаемой фотоном недостаточно, чтобы вырвать электрон. Энергия каждого фотона зависит от частоты света, а с ростом интенсивности увеличивается количество падающих фотонов, следовательно, чтобы увеличить скорость электрона нужно увеличить частоту света, а чтобы увеличить количество электронов – интенсивность.

Квантовая механика

Амплитуда вероятности

Обычная вероятность описывает некоторую систему, которая может находиться в различных альтернативных состояниях. Вероятность – это действительное число, которое изменяется в пределах от нуля до единицы 0 ≤ p ≤ 1. Понятие вероятности в квантовой механике аналогично классическому, с той лишь разницей, что р – комплексное число.

Вернемся к эксперименту с двумя щелями (рис. 5.2.). Какова классическая вероятность найти электрон в точке u? Если открыта только верхняя щель, она равна произведению вероятностей того, что электрон попадет из точки s в точку t , а из точки t в точку u.

P(s,t)× P(t,u)

Если открыта только нижняя щель, она равна произведению вероятностей того, что электрон попадет из точки s в точку b , а из точки b в точку u.

P(s,b)× P(b,u)

Если открыты обе щели, то полная вероятность равна сумме этих двух вероятностей

P(s,u) = P(s,t)× P(t,u)+ P(s,b)× P(b,u)

В квантовой механике правила вычислений будут аналогичными, но вместо вероятности будет стоять амплитуда вероятности.

A(s,u) = A(s,t)× A(t,u)+ A(s,b)× A(b,u)

Как можно интерпретировать амплитуду вероятности? Комплексное число z=x+iy можно представить, в виде вектора с началом в точке O и концом в точке (x,y) на комплексной плоскости (см. рис. 5.3.) .

Для получения классической вероятности надо взять квадрат модуля амплитуды |z|2 = x2+y2, который является вещественным числом и, если необходимо, нормировать.

Если открыта только одна щель, то амплитуда того, что электрон попадет на экран, равна произведению амплитуд, что он из точки s попадет в точку t, а из точки t попадет в точку u: А(s, t)*А(t, u). Если открыта другая щель, то амплитуда будет равна А(s, b)*А(b, u). Квадрат модуля произведения равен произведению квадратов |zw|2 = |z|2|w|2,

Если открыт более чем один маршрут, надо образовать суммы. Сумма комплексных чисел зависит от угла между ними |w+z|2 = |w|2+|z|2+2|z||w|cos θ, где –1<cos θ<1.

В тех областях экрана, где фазы колебаний совпадают, cos θ = 1 и волны усиливают друг друга. Освещенность в таких местах экрана возрастает в 4 раза. Там где волны находятся в противофазе cos θ = –1 и волны гасятся, образуя темную полосу нулевой освещенности. В промежуточных положениях освещенность убывает пропорционально разности амплитуд.

Волновой пакет

Если бы элементарная частица была точечной, то вероятность ее нахождения в некоторой точке пространства, была бы равна нулю, если частицы там нет, или единице, если частица там есть. Но элементарные частицы не точки и, строго говоря, их нельзя считать локализоваными в бесконечно малой области пространства. Свободно движущийся электрон представляет собой волновой пакет, т. е. «сгусток» распространяющихся вместе электронных волн. Ширина волнового пакета не остается постоянной во времени, а непрерывно увеличивается.

В квантовой механике каждому состоянию частицы с определенным значением импульса и энергии соответствует волна де Бройля, т.е. волна с определенным значением частоты и длины волны, занимающая все пространство. Если частица имеет энергию Е и импульс р, то с ней связана волна, частота которой и длина волны .

Координата частицы с точно определенным импульсом является полностью неопределенной – частица с равной вероятностью может быть обнаружена в любой точке пространства, что соответствует соотношению неопределенностей. Если же частица локализована в некоторой ограниченной области пространства, то ее импульс уже не является точно определенной величиной (см. рис. 5.5. и рис. 5.6.).

Состояние каждой частицы представляется как сумма волн с частотами, соответствующими интервалу возможных значений импульса. Наложение (суперпозиция) группы таких волн, имеющих почти одинаковое направление распространения, но слегка отличающихся по частотам и образует волновой пакет: результирующая волна будет отлична от нуля лишь в некоторой ограниченной области пространства. То есть вероятность обнаружить частицу в этой области велика, а вне ее практически равна нулю. Скорость волнового пакета совпадает с механической скоростью частицы.

Из того, что электрон представляет собой волновой пакет, не локализованный в одной точке пространства, следует невозможность различить электроны.

Тождественность электронов

Электроны являются элементарными частицами, каждая из которых обладает одинаковыми физическими свойствами: определенной массой me, зарядом –е, спином es=±1/2 и пропорциональным спину магнитным моментом. Следовательно, электроны при одинаковых внешних условиях движутся одинаково. В классической механике для того, чтобы различать частицы достаточно пометить их в некоторый начальный момент времени.

В квантовой механике частицы представлены волновыми пакетами. Допустим мы пометим номерами два волновых пакета. С течением времени они расплываются в пространстве. Если взять точку из области наложения этих расплывшихся волновых пакетов, то можно ли сказать какой из электронов наблюдается?

В квантовой механике имеется лишь возможность вычислить вероятность нахождения частицы в той или иной точке пространства. Поэтому волновая функция только определяет область, в которой возможно движение частицы. Если для двух или более частиц области допустимых значений перекрываются, то нельзя определить, какая именно частица обнаружена в данной точке. Следовательно, частицы следует рассматривать как тождественные.

Из принципа тождественности частиц следует невозможность различить два состояния системы, которые отличаются друг от друга только перестановкой двух частиц одинаковой природы. Важное следствие принципа тождественности частиц состоит в том, что вол новая функция системы частиц при перестановке координат двух частиц не должна меняться.

Принцип тождественности математически означает, что распределение плотностей вероятности найти частицу совпадают при замене одного электрона на другой.

|Ψ(1,2)|2=|Ψ(2,1)|2.

Это возможно если функции пропорциональны

Ψ(1,2)=k2 Ψ(2,1), где k2=1, k=±1.

Следовательно, перестановка двух одинаковых частиц не повлечет за собой изменения состояния системы тогда и только тогда, когда волновая функция системы является

1) симметричной Ψ(1,2)= Ψ(2,1),

2) антисимметричной Ψ(1,2)= –Ψ(2,1).

В общем случае Ψ функция не будет ни симметричной, ни антисимметричной, но из взаимозаменяемости частиц следует, что для системы из частиц одинаковой природы всегда существуют волновые функции, одни симметричные, другие антисимметричные по отношению ко всем парам частиц одинаковой природы.

Состояние, волновая функция которого симметрична, называется симметричным состоянием системы, а состояние, волновая функция которого антисимметрична, – антисимметричным состоянием системы. Симметричная зависимость от координат каждой пары частиц означает невозможность осуществить переход системы из симметричного состояния в ассиметричное и обратно. То есть, симметричное и ассиметричное состояния образуют два отдельных ансамбля, между которыми невозможны никакие переходы. То есть для частиц одного типа может осуществляться либо симметричное, либо антисимметричное состояние, поскольку если ансамбль находится в начальный момент времени в состоянии одного типа, то он навсегда останется в этом состоянии.

Принцип Паули

Волновые функции системы тождественных частиц, обладающих полуцелыми спинами (электроны, протоны, нейтроны) являются антисимметричными. Волновые функции системы тождественных частиц с целыми спинами (фотоны, π-мезоны) являются симметричными. Частицы с полуцелыми спинами носят название фермионов, а частицы с целыми спинами – название бозонов. Частицы с полуцелыми спинами – электроны, протоны, нейтроны и др. являются частицами, из которых состоит вещество, частицы с целыми спинами, например, фотон, являются переносчиками взаимодействия. В соответствии со свойствами симметрии волновых функций при описании состояний частиц говорят о статистике Ферми-Дирака (для фермионов) или о статистике Бозе-Эйнштейна (для бозонов).

Принцип Паули формулируется для фермионов, этот принцип не является логически необходимым следствием квантовой механики, поэтому кратко рассмотрим причину его формулировки.

При изучении строения атома было отмечено, что существует насыщение энергетических уровней, то есть на каждом энергетическом уровне может находиться не больше определенного числа электронов. Чтобы объяснить этот факт, Паули предположил, что два электрона не могут находиться в строго тождественных состояниях. Таким образом, для частного случая квантовых систем – атомов или молекул – принцип Паули формулируется следующим образом: в атоме или молекуле два электрона никогда не находятся в одном и том же квантовом состоянии. То есть, если существование электрона в некотором квантовом состоянии запрещает появление еще одного электрона в этом же состоянии.

Принцип Паули действует только для фермионов. Для бозонов, волновая функция которых симметрична, одинаковые частицы симметричны в отношении занимаемых ими положений и «не мешают» друг другу занимать одинаковые физические состояния. Следовательно, бозоны могут находиться в одинаковых квантовых состояниях.

Значение принципа Паули в том, что он дал возможность объяснить насыщение энергетических уровней. Теперь чтобы узнать максимальное число электронов на данном уровне нужно посчитать число возможных состояний, которые соответствуют различным комбинациям квантовых чисел. Для описания состояния элементарных частиц, используют понятие квантового числа. Например, если электроны находятся в разных состояниях, то все наборы квантовых чисел, характеризующих состояние электрона в атоме, должны быть различными. Рассмотрим понятие квантового числа более подробно.

Квантовая теория поля

Квантовая механика позволяла описать многие атомные явления при помощи дискретного набора значений энергии, момента, но электромагнитное поле по-прежнему описывалось классическими уравнениями Максвелла, т.е. рассматривалось как непрерывное поле. В квантовой теории поля, в отличие от классической электродинамики, поле рассматривается, как состоящее из виртуальных частиц – квантов. Эта особенность обуславливает второе отличие полей от частиц: поле может порождаться и поглощаться, в то время как идея возникновения и уничтожения частиц чужда квантовой механике. В квантовой теории поля испускание и поглощение электромагнитных волн описывается как рождение и уничтожение фотона.

Рождаться и исчезать могут не только фотоны, взаимопревращаемость частиц является универсальным свойством микромира. В результате столкновений при высоких энергиях одни частицы превращаются в другие. Квантовая механика является низкоэнергетическим приближением квантовой теории поля, когда энергии недостаточно для взаимопревращений частиц. Чтобы определить количество энергии, достаточной для превращения частиц, нужно воспользоваться отношением между массой и энергией, установленным в специальной теории относительности:

.

Энергия, необходимая для образования новой частицы не может быть меньше . Если система состоит из медленно движущихся частиц, то их энергия недостаточна для образования новых частиц. Сказанное относится к массивным частицам, но у фотона масса покоя равна нулю и для его образования не требуется больших релятивистских энергий. В квантовой теории поля фотон играет особую роль – он является частицей-переносчиком взаимодействия.

Квантование поля

Метод квантования полей был разработан в 1927 г. П.А.М.Дираком, предложившим ввести операторы, описывающие рождение и уничтожение частиц. Чтобы пояснить суть метода Дирака, рассмотрим систему операторов, состоящую из одинаковых частиц в одном и том же состоянии. В квантовой механике состояние системы частиц описывается волновой функцией или вектором состояния. Если через N обозначить число частиц, то определяет вероятность данного состояния. Если число частиц N точно известно, то , т.е. вектор состояния для любого фиксированного N нормирован на единицу.

Введем операторы уничтожения частицы а и оператор рождения частицы а+. По определению а переводит состояние с N частицами в состояние с N – 1 частицей:

.

а+ переводит состояние с N частицами в состояние с N + 1 частицей:

.

В частности, если имеется вакуумное состояние поля где N=0, ,где – вектор состояния, характеризующий вакуум. Таким образом, получается одночастичное состояние, которое получается в результате рождения из вакуума одной частицы. Определение вакуума , т.к. невозможно уничтожить частицу в состоянии в котором частиц нет. Вакуумный вектор состояние имеет в квантовой теории поля особое значение, так как из него при помощи оператора а+, можно получить любые состояния, применив его соответствующее количество раз.

.

Характерным свойством операторов рождения и уничтожения частиц является то, что они не коммутируют.

Операторы рождения и уничтожения частиц удовлетворяют перестановочному отношению

Приведенные выше перестановочные отношения выполняются для полей, кванты которых имеют целый спин, т.е. являются бозонами и могут находиться в одном состоянии. Если описывается система фермионов, то согласно принципу запрета Паули, все частицы должны находиться в различных состояниях. Соответственно операторы рождения и уничтожения частиц следует конкретизировать, добавив указание к какому состоянию частицы эти операторы относятся. С учетом различных состояний частиц перестановочные отношения запишутся в виде

где n, m – целые числа, обозначающие номера частиц.

Перестановочные отношения отражают тот факт, что невозможно уничтожить частицы, которых нет, то есть . Данные соотношения имеют место для полей, кванты которых имеют полуцелый спин и подчиняются принципу запрета Паули, запрещающего наличие в одной системе двух систем в одинаковых состояниях.

Квантовая электродинамика (КЭД)

Квантовая электродинамика является теорией электромагнитного взаимодействия и представляет собой часть теории поля. В квантовой электродинамике рассматриваются процессы взаимодействия заряженных частиц с электромагнитным полем.. Основные электродинамические явления могут быть сведены к трем процессам: фотон взаимодействует с фотоном, фотон взаимодействует с электроном, электрон взаимодействует с электроном.

Диаграммы Фейнмана

Для описания этих процессов используются диаграммы Фейнмана, которые представляют собой графики движения частиц в 4-х мерном пространстве-времени. В диаграммах Фейнмана физическому процессу сопоставляется его графическая схема. Движение фотона отображается волнистой линией движение электрона – прямой, движение античастиц изображается как движение вспять по времени. Взаимодействие частиц на диаграмме изображается вершиной (или узлом), в котором сходятся две фермионных и одна бозонная линии (см. рис. 5.9). Линии, один из концов которых свободен, соответствуют свободным частицам. Данный рисунок иллюстрирует процесс испускания фотона электроном.

Согласно теории относительности длина стрелок находится по формулам для 4-х интервала. С величиной интервала данной стрелки в КЭД связывается амплитуда – плотность вероятности того, что частица, которая находится в данный момент времени в данном месте, окажется в другой момент времени в другом месте. Поэтому диаграммы Фейнмана не только являются иллюстрацией реакций с частицами, но и позволяют сделать оценки соотношения вероятностей процессов. В частности, с их помощью легко доказать д

Квант — Традиция

Материал из свободной русской энциклопедии «Традиция»

Квант (от нем.  Quant—«квант», от лат. quantum — «сколько») — неделимая порция какой-либо элементарной частицы или величины в физике (например, количество (порция) электромагнитного излучения, которое в единичном акте способен излучить или поглотить или др. квантовая система; элементарная частица, то же, что фотон). В основе понятия лежит представление квантовой механики о том, что некоторые физические величины могут принимать только определённые значения (говорят, что физическая величина квантуется). [1]

В некоторых важных частных случаях эта величина или шаг её изменения могут быть только целыми кратными некоторого фундаментального значения — и последнее называют квантом. Например, энергия монохроматического электромагнитного излучения угловой частоты \(\omega\,\) может принимать значения \((N+1/2)\hbar\omega\,\), где \(\hbar\,\) — редуцированная постоянная Планка, а \(N\,\) — целое число. В этом случае \(\hbar\omega\,\) имеет смысл энергии кванта излучения (иными словами, фотона), а \(N\,\) — смысл числа́ этих квантов (фотонов). Именно в этом смысле термин квант был впервые введен Максом Планком в его классической работе 1900 года — первой работе по квантовой теории, заложившей ее основу.

Вокруг идеи квантования с начала 1900-х годов развилась полностью новая физическая концепция, обычно называемая квантовой физикой (например, количество (порция) электромагнитного излучения, которое в единичном акте способен излучить или поглотить или др. квантовая система; элементарная частица, то же, что фотон).

Ныне прилагательное «квантовый» используется в названии ряда областей физики (квантовая механика, квантовая теория поля, квантовая оптика и т. д.). Широко применяется термин квантование, означающий построение квантовой теории некоторой системы или переход от её классического описания к квантовому. Тот же термин употребляется для обозначения ситуации, в которой физическая величина может принимать только дискретные значения — например, говорят, что энергия электрона в атоме «квантуется». Сам же термин «квант» в настоящее время имеет в физике довольно ограниченное применение. Иногда его употребляют для обозначения частиц или квазичас

Фундаментальные открытия кванта пространства-времени (квантона) и сверхсильного электромагнитного взаимодействия (СЭВ)

Необходимость введения в физику кванта пространства-времени

Фундаментальная наука накопила достаточное количество знаний, чтобы состоялся сам факт открытий кванта пространства-времени (квантона) и сверхсильного электромагнитного взаимодействия (СЭВ). Идея Суперобъединения была физиками сформулирована. То, что электромагнетизм, гравитация, ядерные и электрослабые силы являются проявлением единого начала, уже у многих не вызывает сомнения. Концепция Единого Поля была сформулирована еще Эйнштейном, и ее развитию он посвятил более 30 лет своей жизни на пути объединения гравитации и электромагнетизма. Успел в рамках общей теории относительности (ОТО) объединить пространство и время в единую субстанцию пространство-время. Уже в конце жизни Эйнштейн пришел к необходимости дискретных подходов к проблеме пространства-времени и объединения взаимодействий в рамках квантовой теории.

В теоретической физике существуют различные подходы к решению поставленных задач. Это касается и проблемы объединения. Можно идти по пути поиска некой универсальной формулы (или группы формул), описывающей фундаментальные взаимодействия математическими методами. Можно идти по пути поиска универсальной объединяющей частицы. Этот второй путь был менее привлекательным для исследований, поскольку такой частицы физика не знала, и возможности ее открытия были неопределенны. Но именно этот второй путь был выбран на пути к объединению взаимодействий. В этом была определенная логика и ожидаемый успех.

Положительный пример Эйнштейна на пути объединения пространства и времени давал принципиально новые возможности теоретику. Но далее геометризации гравитации дело не пошло. Для дальнейшего продвижения теории физику нужны новые частицы. Поэтому физики начали осваивать теорию кварков в квантовой хромодинамике (КХД) и струнную теорию. Но это были все гипотетические объекты, экспериментальная проверка которых требовала колоссальных энергетических затрат. Естественно, что идея поиска новых частиц, которые решали бы актуальную физическую проблему, стала привлекательной и для теории Суперобъединения.

Но можно ли себе представить, что существует всего одна универсальная объединяющая частица, положенная в основу всех известных взаимодействий? Физика, в первую очередь наука экспериментальная, и если теоретиком введена новая частица, но ее признание требует экспериментального подтверждения. Естественно, что в области физики элементарных частиц это подтверждение может быть только косвенным. Даже всем известный электрон никто не держал в руках. Его заряд и масса были измерены косвенным путем. Но прежде чем это было сделано, пришло осознание реальности электрона.

В этом плане открытие квантона началось с осознания его реальности. Идея того, что пространство-время имеет структуру и структуру более тонкую, чем атомная материя, витала в воздухе на протяжении всего двадцатого столетия. Механистический газоподобный эфир был отвергнут физикой на основании опытов Майкельсона и Морли. Но какая другая материя определяет структуру космического вакуума, если она не поддается экспериментальному наблюдению? Именно структура вакуума оставалась белым пятном в науке, сдерживая развитие физики и теории Суперобъединения.

И все же, экспериментальные зацепки были и касались они симметричности уравнений Максвелла в вакууме. Электричество и магнетизм вакуума в электромагнитной волне проявляли себя вполне эквивалентно в равной мере, причем одновременно.

На графике рис. 1.1 электромагнитной волны в вакууме видно, что электрическое и магнитное поля (вектора Ex и Hy) существуют и изменяются в направлении скорости С вместе и одновременно, без фазового сдвига по времени. Вектора Ex и Hy только ортогональны друг другу в пространстве, но во времени существуют одновременно. Это неопровержимый экспериментальный факт. Но как мы его трактуем? Чтобы обосновать самостоятельность электромагнитной волны, которой якобы не нужен собственный носитель, теоретики пренебрегли экспериментальным фактом. По их мнению, получается, что распространение электромагнитной волны в вакууме обязано тому, что электрическое поле порождает поле магнитное, и наоборот. Но это возможно лишь в одном случае, если между изменениями электрического и магнитного поля волны существует фазовый сдвиг по времени. Экспериментально же такой фазовый сдвиг по времени не обнаружен. В трансформаторах фазовый временной сдвиг имеется, но теорию трансформатора нельзя механически переносить на электромагнитную волну в вакууме.

 

 
 

 

Это было первой зацепкой на пути экспериментального обоснования того, что космический вакуум имеет структуру, которая является носителем электромагнетизма. На графике рис. 1.1 видно, что электромагнетизм существует как самостоятельная категория, одновременно связывая электричество и магнетизм в единую субстанцию. А это означает, что электричество в электромагнитной волне не порождает магнетизм, и наоборот. Магнетизм и электричество в электромагнитной волне появляются и изменяются одновременно. Объяснить данный экспериментальный факт можно, только имея собственный самостоятельный носитель электромагнетизма, который принадлежит космическому вакууму, а точнее квантованному пространству-времени.

Объединение электричества и магнетизма в единую субстанцию электромагнетизм — это первый этап на пути объединения взаимодействий, который был упущен и с которого начинается теория Суперобъединения. Без первого этапа объединения невозможно дальнейшее развитие теории Суперобъединения.

Чтобы быть более убедительным, необходимо обратить внимание на то, что в электромагнитной волне в вакууме не обнаружены роторы электрического и магнитного полей. Попробуйте ввести роторы в график на рис. 1.1. Ничего не получится, график разрушается. Это означает, что в вакууме ротор электрического поля не порождает ротор магнитного, и наоборот. Казалось бы, что к началу 21 века теория электромагнетизма была закончена. Но не состыковки теории и эксперимента поставили под сомнение законченность теории об электромагнетизме. Электромагнетизму необходим был собственный носитель, как электричеству — электрический заряд, а магнетизму — магнитный заряд.

Но если с электрическим зарядом была определенная ясность, то с магнитным оставались проблемы. Магнитный заряд не обнаружен в свободном состоянии экспериментально. Магнетизм проявляется только в связанном дипольном виде. Это экспериментальный факт. Пока теория связывала появление электромагнетизма с динамическим электричеством, то есть с током, самостоятельность магнитного заряда была второстепенным вопросом. Но это не научный подход к проблеме, когда причинность явления отбрасывается, а в принципе, именно причина явления должна выступать на первое место. Получается, что через непонятную топологию пространства, электрический ток рождает магнетизм. Чтобы убрать ненужные вопросы, необходимо знать топологию и структуру пространства-времени. Тогда становится понятным, откуда берется магнетизм. Не надо быть провидцем, чтобы разглядеть, что магнетизм принадлежит только вакууму, то есть квантованному пространству-времени.

Но если магнетизм принадлежит только квантованному пространству-времени, то и электричество, в силу симметрии уравнений Максвелла в вакууме, также должно принадлежать вакууму. Космический вакуум в понятии квантованного пространства-времени должен быть носителем магнетизма и электричества одновременно, то есть должен быть носителем электромагнетизма, самостоятельной субстанции, проявляющей свои электромагнитные свойства. В предисловии уже упоминалось об электрической асимметрии квантованного пространства-времени, когда проявления электричества имеют не связанную форму со структурой квантона.

Таким образом, анализ современного состояния теории электромагнетизма и теоретические, ее нестыковки с экспериментальными фактами, логически подводят физику к введению самостоятельного носителя электромагнетизма. Для этого необходимо объединить электричество и магнетизм в единую субстанцию, носителем которого, как это будет показано в дальнейшем, является квантон — квант пространства-времени.

То, что квантон является реальной частицей, носителем электромагнетизма в вакууме, косвенно подтверждают все электромагнитные процессы в вакууме. Вакуум ведет себя как электромагнитная среда, при поляризации проявляя электрические и магнитные свойства. Так диэлектрическая среда при электрической поляризации проявляет свои диэлектрические свойства, характеризуясь диэлектрической проницаемостью. Магнитная среда при магнитной поляризации проявляет свои магнитные свойства, характеризуясь магнитной проницаемостью. Естественно, что процессы электрической и магнитной поляризации идут через вакуум, который представляет собой объединенную электромагнитную среду, характеризуясь электрическими и магнитными параметрами (константами εо и μо).

Способность вакуума к электромагнитной поляризации позволяет раскрыть структуру квантона. В равновесном состоянии это должна быть электрически и магнито нейтральная частица, электрические и магнитные свойства которой проявляются при нарушении электрического и магнитного равновесия, то есть при электромагнитной поляризации. Это возможно только в одном случае, если квантон включает в себя два диполя: электрический и магнитный, связывая электричество и магнетизм в единую субстанцию. Но чтобы получить два диполя, входящие в структуру квантона, необходимы электрические и магнитные заряды положительной и отрицательной полярности, составляющие диполи.

Так, реалии магнитного заряда, как и электрического, нашли свое воплощение в структуре квантона, подробное описание которого приводится в следующей главе. Исходные кирпичики материи принято называть кварками. Это невесомые частицы, не имеющие массы и являющиеся только носителями зарядов. Чтобы составить квантон необходимо всего четыре кварка, то есть четыре элементарных заряда: два электрических (+1e и -1e) и два магнитных (+1g и -1g). Чтобы связать электричество и магнетизм внутри квантона в единую субстанцию потребовалось введение сверхсильного электромагнитного взаимодействия (СЭВ), носителем которого является квантон. Без реалий СЭВ электромагнитная субстанция существовать не может.

На рис. 1.2 схематично представлена структура квантона, включающая четыре кварка, которые для наглядности выделены различным цветом и обозначены: электрические (+ и — ) и магнитные (N и S). Частица, включающая в себя четыре указанных заряда-кварка, представляет собой электромагнитный квадруполь, ранее неизвестный в те

Основные формулы по физике — КВАНТОВАЯ ФИЗИКА

Начало развития квантовой физики связано с решением немецким ученым Максом Планком проблемы излучения абсолютно черного тела. Необходимо знать гипотезу Планка о квантовании энергии осцилляторов и уяснить, что на основании формулы Планка могут быть получены законы Стефана- Больцмана и Вина.

Развитие гипотезы Планка привело к созданию представлений о квантовых свойствах света. Кванты света называются фотонами. С позиций квантовой теории света объясняется такое явление как фотоэффект. Здесь следует знать формулу Эйнштейна для фотоэффекта.

Дальнейшее развитие квантовой физики связано с построением теории строения атома. О сложном строении атома говорят исследования спектров излучения разряженных газов.

Смотрите также основные формулы механике

Таблица сновных формул квантовой физики

Физические законы, формулы, переменные

Формулы квантовой физики

Закон Стефана-Больцмана:
где R — энергетическая светимость (излучательность) абсолютно черного тела, т.е. энергия, испускаемая в единицу времени с единицы площади:
σ — постоянная Стефана-Больцмана:

 

Энергетическая светимость (излучательность) серого тела:
где α — коэффициент черноты.

Закон смещения Вина:
где λm — длина волны, на которую приходится максимум энергии излучения;
b — постоянная Вина :

Импульс фотона:
где λ — длина волны;
h — постоянная Планка:

Энергия фотона:
где ν — частота;
с — скорость света в вакууме:

Формула Эйнштейна для фотоэффекта:
где hν — энергия фотона, падающего на поверхность металла;
А — работа выхода электрона из металла;
— максимальная кинетическая энергия фотоэлектрона.

Красная граница фотоэффекта:
где λк — максимальная длина волны, при которой возможен фотоэффект;
νк — минимальная частота, при которой возможен фотоэффект.

или

Сериальные формулы спектра водородоподобного атома
где R — постоянная Ридберга R=1,097·107 м-1,
z — порядковый номер элемента;
Серия Лаймана m=1, n=2,3,4…
Серия Бальмера m=2, n=3,4,5…
Серия Пашена m=3, n=4,5,6…
Серия Брекета m=4, n=5,6,7… и т.д.

Длина волны де Бройля:

где р — импульс частицы.

В классическом приближении (при v<<c): p = mv;

m — масса частицы;

v — скорость частицы;

с — скорость света в вакууме.

В релятивистском случае (при ):

Связь импульса с кинетической энергией Wк в релятивистском приближении:
где E0 — энергия покоя частицы:

Плотность вероятности нахождения частицы в соответствующем месте пространства

Волновая функция, описывающая состояние частицы в бесконечно глубокой одномерной потенци

ориентиров — сдвиг Лэмба подтверждает новую квантовую концепцию

& bullet; Physics 5, 83

Открытие в 1947 году небольшого расхождения в атомном спектре водорода произошло как раз вовремя, чтобы продвинуть квантовую теорию вперед.

Администрация национальных архивов и документации, любезно предоставлено AIP Эмилио Сегре Visual Archives

Квантовая механика. Измерения Уиллиса Лэмба (на фото) и Роберта Ретерфорда стали первым признаком того, что новая идея в квантовой механике, называемая перенормировкой, может решить серьезные проблемы, с которыми столкнулась теория в 1940-х годах.

Администрация национальных архивов и документации, любезно предоставлено AIP Эмилио Сегре Visual Archives

Квантовая механика. Измерения Уиллиса Лэмба (на фото) и Роберта Ретерфорда стали первым признаком того, что новая идея в квантовой механике, называемая перенормировкой, может решить серьезные проблемы, с которыми столкнулась теория в 1940-х годах. ×

Ориентиры статей содержат важные статьи из архивы журналов Physical Review .

Во второй четверти 20 века квантовая теория столкнулась с рядом серьезных проблем, включая необъяснимые детали атомных спектров и трудности с вычислением основных свойств заряженных частиц. В 1947 году Уиллис Лэмб и Роберт Ретерфорд из Колумбийского университета обнаружили неожиданную деталь в спектре водорода, позже названную сдвигом Лэмба, которая стала важным ключом к решению обеих проблем. Измерение согласуется с новыми вычислениями и было первым признаком того, что теоретический подход, называемый перенормировкой, может разрешить математические бесконечности, которые угрожали подорвать прогресс квантовой механики.

К 1940-м годам теоретики поняли множество явлений, оказывающих небольшое влияние на энергии атомных электронов, таких как релятивистские поправки и взаимодействия между спином и орбитальным угловым моментом. Эти эффекты проявились в так называемой тонкой структуре атомных спектров — способе, которым многие спектральные линии, соответствующие скачкам между уровнями энергии электронов, при внимательном рассмотрении видны как расщепляющиеся на группы близко расположенных линий.

Лэмб и аспирант Ретерфорд хотели измерить тонкую структуру водорода, исследуя два конкретных электронных состояния.Одно было относительно долгоживущим S-состоянием со сферически-симметричной орбиталью, а другое — более короткоживущим P-состоянием с меньшей симметрией. Стандартная теория предсказывала, что два состояния должны иметь одинаковую энергию, но приложение магнитного поля должно влиять на состояния по-разному и вызывать разницу энергий между ними.

Команда направила поток электронов под прямым углом в пучок атомов водорода, возбудив некоторые из них в S-состоянии, а также слегка отклонив их от направления основного пучка.Возбужденные атомы прошли через область, содержащую как микроволновое излучение, так и регулируемое магнитное поле, а затем попали в металлическую мишень. Возбужденные атомы затем вернутся в основное состояние, испуская электроны, которые команда могла бы обнаружить как ток. Ключ к эксперименту заключался в том, что если бы вызванная магнитным полем разность энергий между двумя состояниями была равна энергии микроволновых фотонов, то долгоживущее S-состояние поглотило бы фотон и превратилось в короткоживущее. P-состояние.Эти атомы вернутся в свое основное состояние, прежде чем достигнут мишени, и ток в детекторе практически исчезнет.

Построив график критической напряженности магнитного поля для различных микроволновых частот, Лэмб и Ретерфорд смогли определить разность энергий между двумя состояниями в отсутствие магнитного поля. Вопреки ожиданиям, разница не была нулевой.

Этот отход от теории стал известен как сдвиг Лэмба и стал главной темой для обсуждения на конференции по квантовой механике острова Шелтер, которая проходила в июне 1947 года в дальнем конце Лонг-Айленда, штат Нью-Йорк.Многие из присутствовавших теоретиков утверждали, что сдвиг Лэмба был результатом проблемы «собственной энергии» в квантовой электродинамике. Проблема заключалась в том, что расчеты взаимодействия заряда электрона с его собственным полем давали, по-видимому, бесконечные значения энергии и массы частицы, а также отбрасывали расчеты атомных спектров.

Ганс Бете, когда ехал домой на поезде, написал небольшую статью, в которой приводился несколько схематичный, но довольно точный расчет сдвига [1].Решение проблемы собственной энергии, предложенное другими, заключалось в том, чтобы представить «голый» электрон как имеющий бесконечную энергию, которая в основном компенсируется бесконечно отрицательной энергией его взаимодействия с его собственным электрическим полем. Этот так называемый подход перенормировки приводит к поправке к классической энергии, которая зависит от расстояния. Электрон в P-состоянии проводит рядом с ядром разное количество времени, чем электрон в S-состоянии, поэтому они требуют других поправок. Оценка Бете для результирующего сдвига Лэмба замечательно соответствовала экспериментальному результату и продемонстрировала, что перенормировка — которая лежит в основе современной квантовой механики — может быть проверена экспериментально.

Принимая долю Нобелевской премии по физике 1955 года за свое открытие, Лэмб заметил, что некоторые предыдущие эксперименты [2] за десять лет до его и Ретерфорда «указывают на несоответствие, к которому следовало отнестись серьезно». Сильван Швебер из Университета Брандейс, однако, говорит, что, хотя предыдущие результаты привели к некоторой теоретической работе, важность более чистого эксперимента Лэмба-Ретерфорда заключалась в том, что «после того, как о нем сообщили на острове Шелтер, он стал отправной точкой для перенормировки. программа.”

–Дэвид Линдли

Дэвид Линдли — внештатный научный писатель из Александрии, Вирджиния.

Ссылки

  1. Х. А. Бете, «Электромагнитный сдвиг уровней энергии», Phys. Rev. 72 , 339 (1947)
  2. У. В. Хьюстон, «Новый метод анализа структуры Hα и Dα», Phys. Ред. 51 , 446 (1937); Уильямс Р. Тонкие структуры Hα и Dα при различных условиях разряда // Физика Земли. Ред. 54 , 558 (1938)

Дополнительная информация


Тематические области

Связанные статьи

Квантовая физика

Как правильно выбрать время

Идеи визуализации со сверхвысоким разрешением вдохновляют на способ измерения интервалы времени с беспрецедентной точностью — способность, которая может улучшить наше понимание сверхбыстрых процессов.Подробнее »

Еще статьи

Свет — Квантовая концепция — Атом Бора — Лекция по общей химии 1140 — Д-р Сундин

Свет — Квантовая концепция — Атом Бора — Лекция по общей химии 1140 — Д-р Сундин — UWP

ОБЩАЯ ХИМИЯ 1140 СВЕТИЛЬНИК КВАНТОВАЯ КОНЦЕПЦИЯ КОЛИЧЕСТВО ЭЛЕКТРОНОВ BOHR АТОМ
АТОМ — ОБЗОР
ТЕОРИЯ АТОМА ДАЛТОНА
СЛИВНАЯ МОДЕЛЬ АТОМА
    ОТРИЦАТЕЛЬНЫЕ ЭЛЕКТРОНЫ МАЛЫЙ МАССЫ
    МАССА АТОМА ПОЛОЖИТЕЛЬНА С БОЛЬШОЙ МАССЫ
ЯДЕРНАЯ МОДЕЛЬ АТОМА
    НАИБОЛЬШАЯ МАССА ЗАНИМАЕТ ОЧЕНЬ МАЛЕНЬКИЙ ОБЪЕМ И ПОЛОЖИТЕЛЬНА (ЯДРА)
    ЭЛЕКТРОНЫ ЗАНИМАЮТ БОЛЬШУЮ ОБЪЕМУ
      ЭЛЕКТРОНЫ ДОЛЖНЫ ДВИЖАТЬСЯ.ЕСЛИ ОНИ НЕ ПАДАЛИ ИЛИ НА ЯДЕР
ПРОТОНОВ
    НЕ ИЗМЕНЯЮТСЯ В ХИМИЧЕСКОЙ РЕАКЦИИ
    ЭЛЕКТРОНЫ ИЗМЕНЯЮТСЯ
      ЧТО ТАКОЕ ПРИРОДА ЭЛЕКТРОНОВ ??
МЫ ИСПОЛЬЗУЕМ СВЕТ ДЛЯ ИЗУЧЕНИЯ ЭЛЕКТРОНОВ!

НУЖНО ПОНИМАТЬ СВЕТ!
СВЕТ — ЭЛЕКТРОМАГНИТНАЯ ВОЛНА (1873 МАКСВЕЛЛ)
    ЧАСТОТА = n (ВОЛНЫ / СЕК)
    l n (см / ВОЛНА) (ВОЛНЫ / СЕК) = см / СЕК = СКОРОСТЬ СВЕТА
      с = 3.00 x 10 8 МЕТРОВ / СЕК ИЛИ 186000 МИЛЬ / СЕК
ИНТЕНСИВНОСТЬ ИЛИ ЯРКОСТЬ
ГОРЯЧИЕ ОБЪЕКТЫ ИЗЛУЧАЮТ ИЗЛУЧЕНИЕ
КОЛИЧЕСТВО ЭНЕРГИИ ЗАВИСИТ ОТ ДЛИНЫ ВОЛНЫ l
    НЕ БЫЛ УДОВЛЕТВОРИТЕЛЬНО ОБЪЯСНЕН ДО 1900 ГОДА
КВАНТОВАЯ КОНЦЕПЦИЯ ПЛАНКА
ИЗЛУЧАЕМАЯ ЭНЕРГИЯ ИЗЛУЧАЕТСЯ АТОМАМИ И МОЛЕКУЛАМИ ТОЛЬКО В МАЛЕНЬКИХ ДИСКРЕТНЫХ КОЛИЧЕСТВАХ (КВАНТА), НЕ ЧЕМ БОЛЬШЕ ДИАПАЗОНА ЭНЕРГИИ. ЭНЕРГИЯ (E) ОДНОГО КВАНТА РАВНА ПРОДУКТ ПОСТОЯННОЙ ПЛАНКА (h) ВРЕМЯ ЧАСТОТА (n)
E = hn, h = 6.63 X 10 -34 Дж с
ЭНЕРГИЯ ВСЕГДА ИЗЛУЧАЕТСЯ В ЦЕЛОМ НЕСКОЛЬКИХ НОМЕРАХ hn, 2hn, 3hn, 4hn, ETC., НО НИКОГДА 1.23hn
ДРУГИЕ КОЛИЧЕСТВЕННЫЕ СИСТЕМЫ
ФОТОЭЛЕКТРИЧЕСКИЙ ЭФФЕКТ
ВОЛНОВАЯ ТЕОРИЯ СВЕТА НЕ МОЖЕТ ОБЪЯСНИТЬ ФОТОЭЛЕКТРИЧЕСКИЙ ЭФФЕКТ
    КОГДА ОПРЕДЕЛЕННЫЕ МЕТАЛЛЫ ПОЛУЧАЮТ СВЕТОМ ОПРЕДЕЛЕННОЙ МИНИМАЛЬНОЙ ЧАСТОТЫ (ПОРОГ ЧАСТОТА) ИЗЛУЧАЮТСЯ ЭЛЕКТРОНЫ.
    КОЛИЧЕСТВО ИЗЛУЧЕННЫХ ЭЛЕКТРОНОВ ПРОПОРЦИОНАЛЬНО ИНТЕНСИВНОСТЬ (ЯРКОСТЬ) НО ЭНЕРГИИ ИЗЛУЧАЕМОГО ЭЛЕКТРОНА НЕТ.
    ЭНЕРГИЯ ИЗЛУЧАЕМОГО ЭЛЕКТРОНА СВЯЗАНА С ЧАСТОТОЙ СВЕТА.
ОБЪЯСНЕНИЕ ЭЙНШТЕЙНА (1905 г.)
    СВЕТ ПОВЕДЕТ С ЭНЕРГИЕЙ КАК ЧАСТИЦА (ФОТОН) hn.
    ФОТОНЫ НИЖЕ ПОРОГОВОЙ ЧАСТОТЫ НИЧЕГО НЕ ДЕЛАЮТ, КОГДА ОНИ УДАЛЯЮТ МЕТАЛЛИЧЕСКУЮ ПОВЕРХНОСТЬ.
    ОДИН ФОТОН НА ПОРОГОВОЙ ЧАСТОТЕ ВЫЗЫВАЕТ ИЗЛУЧЕНИЕ ОДНОГО ЭЛЕКТРОНА. ЯРКИЙ СВЕТ (ТАКАЯ ЧАСТОТА, НО БОЛЬШЕ ФОТОНОВ) ВЫЗЫВАЕТ ИЗЛУЧЕНИЕ БОЛЬШЕ ЭЛЕКТРОНОВ, НО ЕЩЕ ОДНАЖДЫ ЭНЕРГИЯ.
    ФОТОНЫ С БОЛЕЕ ЧАСТОТОЙ ВЫЗЫВАЮТ ИЗЛУЧЕНИЕ ЭЛЕКТРОНОВ С БОЛЬШОЙ КИНЕТИЧЕСКОЙ ЭНЕРГИЕЙ.
      НЕОБХОДИМО СОХРАНИТЬ ЭНЕРГИЮ, hn = KE + BE
ДВОЙСТВЕННОСТЬ ВОЛНА-ЧАСТИЦА
В ЗАВИСИМОСТИ ОТ ЭКСПЕРИМЕНТА СВЕТ ПОВЕДЕТ КАК «ВОЛНА» ИЛИ «ЧАСТИЦА» (ФОТОН).
    ИДЕЯ, КОТОРАЯ ТРУДНО ПРИНЯТЬ, НО НЕ МОЖЕТ БЫТЬ ОТКЛОНЕНА
СПЕКТРЫ ЭМИССИИ
СПЕКТР ИЗЛУЧЕНИЯ — СОБРАНИЕ ДЛИН ВОЛН, ИЗЛУЧАЕМЫХ СОЛНЦЕМ ИЛИ ДРУГИМ ГОРЯЧИМ ОБЪЕКТОМ.
    СПЕКТРЫ ВЫБРОСОВ ГОРЯЧИХ, ГАЗОЗНЫХ АТОМОВ ЧАСТО НЕПРЕРЫВНЫ.
      В СЛЕДУЮЩИХ ПРИМЕРАХ, ВОДНЫЕ РАСТВОРЫ РАЗЛИЧНЫХ ХЛОРИДОВ МЕТАЛЛОВ РАСПЫЛИВАЮТСЯ В ПЛАМЯ ГОРЕЛКИ MEEKER ИЗ АТОМАЙЗЕР. ЦВЕТА ПЛАМЕНИ ДЕМОНСТРИРУЮТСЯ Вблизи.
ПОСМОТРЕТЬ ДЕТАЛИ СПЕКТРА
ПОСКОЛЬКУ СВЕТ — ЭНЕРГИЯ, МЫ ДОЛЖНЫ «ВИДЕТЬ» РАЗЛИЧНЫЕ ЭНЕРГЕТИЧЕСКИЕ СОСТОЯНИЯ ВЕЩЕСТВА.
НАЗЕМНОЕ СОСТОЯНИЕ
ВОЗБУЖДЕННЫЕ СОСТОЯНИЯ
ЛИНИЙНЫЕ СПЕКТРЫ ЯВЛЯЮТСЯ РЕЗУЛЬТАТОМ НЕКОТОРЫХ КВАНТОВАННЫХ ЯВЛЕНИЙ
1885 — БАЛЬЗАМ — АТОМНЫЙ СПЕКТР ВОДОРОДА
БЫТЬ МАТЕМАТИКОМ, ИСКУСИЛ УРАВНЕНИЕ
НОМЕРА: n 1 = 1, 2, 3 и т. Д.; n 2 = 2, 3, 4, 5 и т. д., НЕ ИМЕЛ ФИЗИЧЕСКОГО ЗНАЧЕНИЯ
    ПОДКЛЮЧИТЕ ДВА ЦЕЛЫХ НОМЕРА, И ВЫ ПОЛУЧИТЕ ЧАСТОТУ НАБЛЮДАЕМОЙ ДЛИНЫ ВОЛНЫ !!.
    НАЗЫВАЕМ ЭТИ НОМЕРА «КВАНТОВЫМИ ЧИСЛАМИ».
ПЛАНЕТАРНАЯ МОДЕЛЬ АТОМА БОРА (1913 г.)
ЭЛЕКТРОНЫ ОРБИТЫ ЯДРА
    КАК ПЛАНЕТЫ ВРАЩАЮТ СОЛНЦЕ
РАЗРЕШЕНЫ ТОЛЬКО ОПРЕДЕЛЕННЫЕ ОРБИТЫ (КОЛИЧЕСТВЕННЫЕ!)
НА ОСНОВЕ ЗАКОНОВ НЬЮТОНА ДВИЖЕНИЯ И ЭЛЕКТРОСТАТИКИ
ПРИ НАГРЕВЕ ЭЛЕКТРОН УХОДИТ НА ВЫСОКУЮ ЭНЕРГЕТИЧЕСКУЮ ОРБИТУ
ЭЛЕКТРОН ОБРАЩАЕТСЯ НА НИЖНУЮ ЭНЕРГЕТИЧЕСКУЮ ОРБИТУ И ИЗЛУЧАЕТ ЭНЕРГИЮ КАК ФОТОН
МОДЕЛИРОВАНИЕ ВОЗБУЖДЕНИЯ-ИЗЛУЧЕНИЯ
ЕСЛИ ВЫ РЕШИТЕ ​​УРАВНЕНИЕ БОРРА ДЛЯ ЧАСТОТЫ, ВЫ ПОЛУЧИТЕ УРАВНЕНИЕ БАЛЬМЕРА!
Теория орбиты Бора позволила довольно хорошо предсказать спектры водорода.НО ПОЧЕМУ БЫЛИ ТОЛЬКО ОПРЕДЕЛЕННЫЕ ОРБИТЫ РАЗРЕШЕНЫ?
| Химия домой | Доктор Сундин Хоум | [email protected] |

Microsoft.Quantum.Intrinsic — Ссылка на Q # — Microsoft Quantum

Утвердить операцию
Операция AssertProb
CCNOT операция

Применяет вентиль с двойным управлением — НЕ (CCNOT) к трем кубитам.

CNOT операция

Применяет вентиль управляемого НЕ (CNOT) к паре кубитов. \ begin {align} \ operatorname {CNOT} \ mathrel {: =} \ begin {bmatrix} 1 & 0 & 0 & 0 \\ 0 & 1 & 0 & 0 \\ 0 & 0 & 0 & 1 \\ 0 & 0 & 1 & 0 \ end {bmatrix}, \ end {align} где строки и столбцы упорядочены, как в руководстве по квантовым концепциям.

Операция Exp

Применяет экспоненту многокубитового оператора Паули.n}, \ end {align}, где $ P_i $ — это $ i $ -й элемент из paulis , и где $ N = $ Length (paulis) .

H операция

Применяет преобразование Адамара к отдельному кубиту. \ begin {align} H \ mathrel {: =} \ frac {1} {\ sqrt {2}} \ begin {bmatrix} 1 & 1 \\ 1 & -1 \ end {bmatrix}. \ end {align}

Я операция

Выполняет операцию идентификации (no-op) над отдельным кубитом.

M операция

Выполняет измерение одного кубита в $ Z $ базисе Паули. Выходной результат определяется распределением \ begin {align} \ Pr (\ texttt {Zero} | \ ket {\ psi}) = \ braket {\ psi | 0} \ braket {0 | \ psi}. \ end {align}

Измерение операции

Выполняет совместное измерение одного или нескольких кубитов в указанных базах Паули. Выходной результат определяется распределением: \ begin {align} \ Pr (\ texttt {Zero} | \ ket {\ psi}) = \ frac12 \ braket {\ psi \ mid | \ left (\ boldone + P_0 \ otimes P_1 \ otimes \ cdots \ otimes P_ {N-1} \ right) \ mid | \ psi}, \ end {align}, где $ P_i $ — это элемент $ i $ th из баз , и где $ N = \ texttt {Length} (\ texttt {base}) $.k}, \ end {align}, где $ \ mu \ in {I, X, Y, Z} $.

[! ПРЕДУПРЕЖДЕНИЕ]> В этой операции используется знак , противоположный знаку из> @ «microsoft.quantum.intrinsic.r».

Случайная операция
Сбросить операцию

Измеряет один кубит и проверяет, находится ли он в состоянии | 0⟩, чтобы его можно было безопасно освободить.

Сбросить все операции

Получив массив кубитов, измерьте их и убедитесь, что они находятся в состоянии | 0⟩, чтобы их можно было безопасно освободить.{i \ theta / 2} \ end {bmatrix}. \ end {align}

S операция

Применяет S-вентиль к одному кубиту.

SWAP операция

Применяет шлюз SWAP к паре кубитов. \ begin {align} \ operatorname {SWAP} \ mathrel {: =} \ begin {bmatrix} 1 & 0 & 0 & 0 \\ 0 & 0 & 1 & 0 \\ 0 & 1 & 0 & 0 \\ 0 & 0 & 0 & 1 \ end {bmatrix}, \ end {align} где строки и столбцы упорядочены, как в руководстве по квантовым концепциям.

Т операция

Применяет Т-вентиль к одному кубиту.

X операция

Применяет гейт Паули $ X $. \ begin {align} \ sigma_x \ mathrel {: =} \ begin {bmatrix} 0 & 1 \\ 1 & 0 \ end {bmatrix}. \ end {align}

Y операция

Применяет гейт Паули $ Y $. \ begin {align} \ sigma_y \ mathrel {: =} \ begin {bmatrix} 0 & -i \\ i & 0 \ end {bmatrix}.\ end {align}

Z операция

Применяет гейт Паули $ Z $. \ begin {align} \ sigma_z \ mathrel {: =} \ begin {bmatrix} 1 & 0 \\ 0 & -1 \ end {bmatrix}. \ end {align}

Новая концепция коллайдера доводит квантовые теории до крайностей

Это моделирование показывает предлагаемый новый способ столкновения двух сферических электронных пучков. Это могло бы позволить ученым проверить КЭД, теорию, описывающую взаимодействие света и вещества, в чрезвычайно сильных электромагнитных полях (красные области).Такие эксперименты могут исследовать интригующие явления, в том числе столкновение плотных гамма-лучей (желтого цвета), образующихся при столкновении электронов с электронами. Кредит: Письма о физической проверке

Новая идея столкновения лучей элементарных частиц друг с другом может показать, как свет и материя взаимодействуют в экстремальных условиях, которые могут существовать на поверхности экзотических астрофизических объектов, в мощных космических световых вспышках и взрывах звезд, в коллайдерах частиц следующего поколения и в горячей, плотной термоядерной плазме.

Большинство таких взаимодействий в природе очень успешно описываются теорией, известной как квантовая электродинамика (КЭД). Однако нынешняя форма теории не помогает предсказывать явления в чрезвычайно сильных электромагнитных полях. В недавней статье в Physical Review Letters исследователи из Национальной ускорительной лаборатории SLAC Министерства энергетики и их коллеги предложили новую концепцию коллайдера частиц, которая позволит нам изучить эти экстремальные эффекты.

Экстремальные поля забирают энергию из встречных пучков частиц — нежелательные потери, которые обычно уменьшаются за счет объединения частиц в относительно длинные плоские сгустки и контроля напряженности электромагнитного поля. Вместо этого новое исследование предлагает сделать сгустки частиц настолько короткими, чтобы у них не было достаточно времени для потери энергии. Такой коллайдер предоставит возможность изучать интригующие эффекты, связанные с экстремальными полями, включая столкновение фотонов, выходящих из пучков частиц.

Исследование было проведено совместно исследователями SLAC; Университет Принстон; Лиссабонский университет, Португалия; Университет Дюссельдорфа, Германия; и Национальный исследовательский ядерный университет «МИФИ», Россия. Части этого проекта финансировались за счет гранта Министерства науки Министерства энергетики США за Программу исследований в раннем возрасте. В конце лета в SLAC будет проведен семинар по исследованию КЭД в экстремальных полях и создаваемых им физических явлений.


Запутанные магнитные поля приводят в действие ускорители космических частиц
Дополнительная информация: В.Якименко и др. Перспективы изучения непертурбативной КЭД со столкновениями пучков, Physical Review Letters (2019). DOI: 10.1103 / PhysRevLett.122.1 Предоставлено Национальная ускорительная лаборатория SLAC

Ссылка : Новая концепция коллайдера доводит квантовые теории до крайности (2019, 23 мая) получено 13 января 2021 г. с https: // физ.org / news / 2019-05-collider-concept-Quant-theories-extreme.html

Этот документ защищен авторским правом. За исключением честных сделок с целью частного изучения или исследования, никакие часть может быть воспроизведена без письменного разрешения. Контент предоставляется только в информационных целях.

QuantoGram Technologies IS Квантовая механика

Квантовая механика уже здесь: Это QuantoGram Technology!

Возможно, вы слышали об исследованиях квантовой механики во многих сферах жизни.Возможно, вы узнали об этом, наблюдая за Брайаном Коксом, известным профессором физики элементарных частиц из Манчестерского университета, который пытается просвещать нас и популяризировать эту тему на телевидении и радио. В настоящее время у него есть передвижное шоу, которое гастролирует по всему миру, на залах которого выступают звезды рок-музыки.

У Брайана Кокса отличное шоу, но на самом деле это отличное шоу. К сожалению, в настоящее время он не предлагает ничего практического из квантовой механики. Все хорошо, но сегодня мы ничего не можем использовать.

Квантовые вычисления — это только начало

IBM планирует выпустить первый в мире квантовый компьютер к концу этого года. Все существующие компьютеры (даже так называемые суперкомпьютеры) могут вычислять только в двоичной последовательности, состоящей из одной цифры (0 или 1), любого уравнения, хотя и очень быстро. Однако вскоре квантовые компьютеры смогут выполнять тысячи таких вычислений одновременно. Это резко изменит скорость и эффективность вычислений.

Только в прошлом году, в 2016 году инженеры Университета Южного Уэльса совершили еще один квантовый прорыв в вычислениях. Инженеры создали новую коронку Quantum, которая может оставаться в «стабильной суперпозиции» в 10 раз дольше. Предполагается, что эта новая битовая технология — будучи более универсальной, долговечной и надежной — может значительно расширить вычислительные возможности квантовых компьютеров. 1

Хороший пример — «прогноз погоды». В настоящее время требуется несколько дней, чтобы вычислить и точно предсказать эффекты и результаты погодных условий.В случае компьютера Quantum выполнение точно такой же функции может занять всего несколько секунд. Однажды мы можем даже увидеть квантовые компьютеры в наших домах или на наших запястьях, которые следят за нашим здоровьем и предупреждают нас, если наш образ жизни наносит вред нашему телу. Все хорошо, но сегодня мы ничего не можем использовать.

«Земля плоская», а в других случаях мы сдерживали технологии

Альберт Эйнштейн, Тесла и другие начали популяризировать квантовую механику в течение последних нескольких сотен лет, но, возможно, исторически интеллектуальные математики имели некоторое понимание их в течение многих тысяч лет.Есть свидетельства того, что люди значительно продвинулись в математике, чем считалось ранее.

Это может даже фигурировать в Ветхом Завете со словами: «Итак, Бог создал человека по своему образу и подобию». Я считаю, что это означает, что хотя «Частица Бога» (см. Ниже) могла создать все, когда дело касалось людей, они также наделены «тем же разумом», чтобы понимать творение и управлять им, будучи творческими. Конечно, с силой творчества приходит и сила деструктивности, и люди демонстрировали это на протяжении всей истории и продолжают по сей день.

Это творческое мышление пронизывает человечество многие тысячи лет.

Некоторые квантовые физики испытывают большие трудности с объяснением квантовой механики, так как исследования сейчас идут в параллельные измерения, множественные состояния и другие открытия, которые большинству людей трудно понять. Интересно, что на протяжении всей истории писатели предсказывали различные концепции задолго до того, как они стали реальностью. В большинстве случаев человеческое мышление предшествует фактическому событию, например изобретениям.

QUANTUM CONCEPT SRL — 25412635

Детали

Număr de înmatriculareJ17 / 465/2009

Европейский номерROONRC.J17 / 465/2009

DenumireQUANTUM CONCEPT SRL

Данные schimbării statutului 07 апреля 2009 г.

Adresă Ул.FOLTANUL 131A camera 1 Vânători ро

Статут ИНРЕГИСТРАТ

Данные înregistrării ultimei declarații7 июля 2020

Последние данные prelucrări9 июля 2020 г.

Impozit pe profit (данные luării în evidență) 1 апреля 2018 г.

Contribuțiile de asigurări sociale (данные luării în evidență) 1 января 2018 г.

Contribuția asiguratorie pentru muncă (данные luării în evidență) 1 января 2018 г.

Contribuția de asigurări sociale de sănătate (данные luării în evidență) 1 января 2018 г.

Impozit pe veniturile din salarii și asimilate salariilor (data luării în evidență) 1 июля 2009 г.

Contacte

Телефон 07550 ***** Vă rugăm să vă înregistrați sau să vă logați pentru a vedea informațiile de contact.

Accize

Plătește accize Nu

TVA

Plătește TVA Да

Регистрация данных 09.04.2009

Персоан

Nu s-a găsit nici-o persoană pentru această companie

Rapoarte financiare

Anul Cifra de afaceri Venituri din vînzări Profit Datorii Active imobilizate Активное обращение Capitaluri proprii Angajați (nr.сред. -81,091 RON

1,650,900 RON

4,413,688 RON

6,027,308 RON

4,350,640 RON

3

2017

435,845 RON

,42,520 RON

422,520 RON

422,520 9000 RON

422,520 9000

,4000

4,431,731 RON

2

Vedeți mai multe pe platformă

Această companie nu a primit nici-orenzie.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован.