Документ взят из кэша поисковой машины. Адрес оригинального документа : http://www.astronomy.ru/forum/index.php/topic,7942.0.html
Дата изменения: Sun Apr 10 01:53:14 2016
Дата индексирования: Sun Apr 10 01:53:14 2016
Кодировка: Windows-1251

Поисковые слова: релятивистское движение
Микрочастица - корпускула и волна: реалии и условности - стр. 1 - Горизонты науки о Вселенной

A A A A Автор Тема: Микрочастица - корпускула и волна: реалии и условности  (Прочитано 9077 раз)

0 Пользователей и 1 Гость просматривают эту тему.

Оффлайн lvovАвтор темы

  • *****
  • Сообщений: 990
  • Рейтинг: +4/-1
  • Мне нравится этот форум!
 Как известно, корпускулярно-волновой дуализм является фундаментом квантовой теории. Но так ли здесь все однозначно, как принято считать?
   Причина сомнений - не логичность данного положения в прямом его понимании, и отсутствие каких либо экспериментальных данных о размерах многих из самых распространенных частиц, в частности фотона и лептонов (электрона, нейтрино, мю-мезона). Бытует мнение, что эти частицы имеют "точечные", т.е. весьма малые и пока не известные размеры. Другое дело - тяжелые частицы, такие как нуклоны, ядра атомов, (диаметр D ~ 10-13см), или атомы, молекулы (D ~ (1-3)x10-8см).
   
   По мнению автора, все частицы имеют волновую природу, причем их волновая функция, отражая степень и тип вакуумного возмущения, имеет физический смысл. Формально размеры микрочастиц определяются размерами пакета соответствующей волновой функции.
Различие же между частицами состоит, в частности, в том, что одни из них (например, нуклоны и атомные ядра) характеризуются сильно выраженным самостягиванием (самолокализацией) волнового пакета вплоть до размеров 10-13см, в то время как другие (например, электроны) характеризуются слабой самолокализацией (поперечник вакуумного электронного пакета значительно больше атомного размера),  а частицы  третьего типа (фотоны, нейтрино) вообще не обладают эффектом самолокализации.
   В случае частиц второй группы (например, электронов), находящихся вблизи атомного ядра или внутри некоторого достаточно плотного материального объекта имеет место локализация их волнового пакета в области заряженного центра или самолокализация в любом месте объекта на индуцированных зарядах противоположного знака. При этом размеры волнового пакета имеют порядок одного или нескольких ангстрем в первом случае и могут достигать единиц и, возможно, десятков нанометров во втором случае. 
   
   Сильно стянутые волновые пакеты тяжелых частиц, характеризующиеся довольно малыми размеры (по сравнению с атомами), заслуживают право называться микрочастицами-корпускулами.
   В случае же частиц, характеризующихся слабо локализованными или не локализуемыми полями, их корпускулярные проявления, когда область явления значительно меньше области определения волновой функции, являются кажущимися, условными. Такие квазикорпускулярные проявления микрочастиц могут объясняться самолокализацией их полей в некоторой среде, влиянием случайных вакуумных полей (нулевых вакуумных колебаний) и, наконец, ошибочным истолкования результатов ряда экспериментов.
 Рассмотрим детальнее указанные явления.
   
   При наблюдении треков частиц типа электронов имеет место эффект самолокализации их полей на индуцированных зарядах в среде детектора частиц. Изначально широкий волновой пакет, попадая в среду детектора, вызывает поляризацию атомов, и под действием наведенных зарядов стягивается до субмикронных или даже атомных размеров, в результате чего движущаяся частица оставляет тонкий нитевидный след.
 
   При наблюдении встречных электронных высокоэнергетических пучков с "размазанной" волновой функцией, и поэтому слабыми электрическими полями, появление значительных углов рассеяния частиц объясняется взаимодействием электронных волн с высокоэнергетическими составляющими случайного вакуумного ЭМП.
 Под действием последнего образуются виртуальные поля частиц в конечном состоянии, которые при достаточном взаимоудалении оказываются в состоянии, отвечающем закономерностям взаимодействия наблюдаемых полей, то есть переходят в реальное состояние.
   
   При регистрации отдельных частиц с сильно "размазанной" волновой функцией в детекторах сцинтилляционного типа объяснение явления таково. При наличии слабого волнового поля частицы под действием случайных вакуумных полей с вероятностью пропорциональной квадрату амплитуды поля частицы происходит акт ее детектирования. При этом от места детектирования распространяется вакуумная волна "дефицита поля" частицы, которая по мере удаления взаимокомпенсируется с волной реальной "размазанной" частицы.
Таким образом, акт регистрации микрочастицы в детекторе-счетчике частиц, например электрона или фотона, фактически является актом трансформации (редуцирования) слабого поля частицы (или слабого ЭМП) при участии случайных вакуумных полей в возбужденное состояние отдельного атома детектирующей субстанции с последующим электромагнитным излучением. В случае электронного поля в зоне редуцирования появляется также ранее "размазанный" электрон.
   
   Относительно неверного истолкования результатов электродинамических экспериментов, свидетельствующих о наличии частиц электромагнитного излучения - фотонов, скажем следующее. Представление электромагнитного поля в виде совокупности частиц - фотонов с энергией E=ωh было введено, исходя из корпускулярного модели электрона, при наблюдении закономерностей фотоэффекта. Однако предположения о квантовании электромагнитной волны не требуется, если исходить из волновой модели электронов и учесть факт квантования их волновых пакетов.
Путем решения уравнений взаимодействующих электромагнитного и электронного полей можно показать, что известные импульсно-энергетические соотношения для исходных и конечных частиц фактически являются соотношениями для компонент волновых векторов соответствующих полей. При учете же связи волнового вектора квантованного электронного поля с его вектором энергии-импульса  (эти величины равны с точностью до множителя mc/h) получается требуемое соотношение между энергией выбиваемых электронов и частотой электромагнитной волны.
Такая же ситуация имеет место при рассмотрении ряда других электродинамических явлений, например, комптон-эффекта или рождении электронно-позитронной пары.
   
   При рассмотрении системы частиц понятие дуализм волна-частица имеет несколько иное толкование. Волновая функция системы всегда имеет формально-математический характер и не отображает какого-либо физического поля. Если система описывается в качестве новой единой частицы, волновая функция определяет вероятность того или иного положения центра масс системы, а в качестве корпускулы здесь выступает точечный объект, совмещенный с указанным центром масс. Понятие о частице-корпускуле здесь вполне оправдано в случае описания системы взаимосвязанных частиц.
 
   В заключение отметим, что понятие о частице-корпускуле всегда в той или иной мере условно. Волновое же представление является отражением физической реальности (релаксирующее поле) в случае элементарных частиц, и имеет формальный (условный) характер при описании системы частиц.

   Более полное изложение данной и сопутствующих проблем можно найти на http://www.tl.ru/~wolnmkm.

С уважением, О.Львов

Оффлайн zhuvictorm

  • ****
  • Сообщений: 268
  • Рейтинг: +3/-2
  • Мне нравится этот форум!
Как известно, корпускулярно-волновой дуализм является фундаментом квантовой теории. Но так ли здесь все однозначно, как принято считать?
   Причина сомнений - не логичность данного положения в прямом его понимании, и отсутствие каких либо экспериментальных данных о размерах многих из самых распространенных частиц, в частности фотона и лептонов (электрона, нейтрино, мю-мезона). Бытует мнение, что эти частицы имеют "точечные", т.е. весьма малые и пока не известные размеры. Другое дело - тяжелые частицы, такие как нуклоны, ядра атомов, (диаметр D ~ 10-13см), или атомы, молекулы (D ~ (1-3)x10-8см).
   
  ......................
   Более полное изложение данной и сопутствующих проблем можно найти на http://www.tl.ru/~wolnmkm.

С уважением, О.Львов

Олег Сергеевич!

Дело не в отсутсвии данных о размерах частиц. Например, по поводу электрона информация такова, что он ведет себя как точка до достигнутых энергий.  По поводу протов и нейтронов работа по структуре была проделана еще в 50-х годах. Что же касается других лептонов, то здесь ситуация менее изученная по известным причинам. Но принципиально  в квантовой теории все частицы  - точки. Это заложено в основу постулатов. Построить квантовую теорию протяженных частиц не удалось. Но факт, что в структуре всех тяжелых частиц имеются точечные объекты - партоны. Что же касается вашего утверждения, что частицы - это волновые объекты, то спору нет, волновые свойства на лицо. Весь вопрос в том, что это за волны?

Постулат Борна утверждает, что эти волны - вероятностные, т.е. фикция. А де-Бройль и Шредингер считали, что  волны эти материальны. Пока не ясно, какую точку зрения вы выбираете.

С уважением, Журавлев В.М.