Палярызацыя вакууму

Палярызацыя вакууму — сукупнасць віртуальных працэсаў нараджэння і анігіляцыі пар часціц у вакууме, абумоўленых квантавымі флуктуацыямі. Гэтыя працэсы фарміруюць ніжні (вакуумны) стан сістэм узаемадзеючых квантавых палёў.

Механізм палярызацыі вакууму

У адрозненне ад абстрактнага (матэматычнага) вакууму, фіксаванага прыборамі, які ўяўляецца абсалютнай пустатой, рэальны (фізічны) вакуум з'яўляецца пустым толькі «у сярэднім». Аднак, як бы добра мы ні спустошылі і ні экранавалі пэўную вобласць прасторы, у ёй, у сілу прынцыпу нявызначанасці могуць існаваць віртуальныя часціцы. У тым ліку, магчыма нават нараджэнне зараджаных часціц у пары са сваёй антычасціцай — гэта так званая, віртуальная пятля на дыяграме Фейнмана. Пятля можа існаваць вельмі кароткі час, у граніцах квантавай нявызначанасці

\delta t\approx \hbar /\delta E,

каб не парушаць закон захавання энергіі. Але калі на вакуум уздзейнічае вонкавае поле, то за кошт яго энергіі магчыма нараджэнне рэальных часціц. Узаемадзеянне часціц з вакуумам прыводзіць да змены масы і зарада часціц^[1].

У квантавай электрадынаміцы

Палярызацыя вакууму ў квантавай электрадынаміцы заключаецца ва ўтварэнні віртуальных электронна-пазітронна (а таксама мюон-антымюонных і таон-антытаонных) пар з вакууму пад уплывам электрамагнітнага поля. Палярызацыя вакууму прыводзіць да радыяцыйных паправак у законах квантавай электрадынамікі і да ўзаемадзеяння нейтральных часціц з электрамагнітным полем^[2]^[3].

У квантавай хромадынаміцы

Палярызацыя вакууму глюонамі ў квантавай хромадынаміцы прыводзіць да антыэкраніроўкі каляровага зарада і, у выніку, да неназіральнасці свабодных кваркаў^[4].

У гравітацыі

На звышмалых адлегласцях ( $10^{-33}$ см) узнікае сувязь квантавых эфектаў з гравітацыйнымі. Звышцяжкія віртуальныя часціцы ствараюць вакол сябе прыкметнае гравітацыйнае поле, якое пачынае скажаць геаметрыю прасторы. Масы такіх часціц $m\approx {\sqrt {\frac {\hbar c}{g}}}$ , прыкладна $10^{19}$ ГэВ/c² (планкаўская маса), даўжыня хвалі $\lambda \approx {\frac {\hbar }{mc}}$ , прыкладна $10^{-33}$ см (планкаўская даўжыня)^[1]. Мяркуецца, што працэсы гравітацыйнай палярызацыі вакууму адыгрываюць важную ролю ў касмалогіі^[5].

З другога боку, цалкам магчыма, што на такіх адлегласцях традыцыйныя ўяўленні аб прасторы і часе (і, у тым ліку, аб палярызацыі вакууму) становяцца зусім непрыдатнымі, і звыклы квантавапалявы падыход перастае быць адэкватным, саступаючы месца тэорыям квантавай гравітацыі, заснаваным на выяўленні незвычайных геаметрычных і тапалагічных уласцівасцей квантаванай прасторы-часу, такім, як М-тэорыя, петлявая квантавая гравітацыя і прычынная дынамічная трыянгуляцыя.

Праявы палярызацыі вакуума

Зноскі

↑ ^а ^б «Физика от А до Я» / Сост. В. А. Чуянов, 4-ое изд., испр., М., ОАО Издательство «Педагогика-Пресс», ООО Издательский дом «Современная педагогика», 2003, ISBN 5-7155-0790-1 (ОАО Издательство «Педагогика-Пресс»), ISBN 5-94054-026-0 (ООО Издательский дом «Современная педагогика»), УДК 087.5:53, ББК 22.3я2, Ф 50, ст. «Вакуум физический», с. 49-51.
↑ Окунь Л. Б. «Физика элементарных частиц», изд. 3-е, М., «Едиториал УРСС», 2005, ISBN 5-354-01085-3, ББК 22.382 22.315 22.3о, гл. 2 «Гравитация. Электродинамика», «Поляризация вакуума», с. 26-27.
↑ «Физика микромира», Маленькая энциклопедия. гл. ред. Д. В. Ширков, М., «Советская энциклопедия», 1980, 528 с., илл., 530.1(03), Ф50, ст. «Поляризация вакуума», авт. ст. Д. В. Ширков, стр. 496.
↑ Окунь Л. Б. «Физика элементарных частиц», изд. 3-е, М., «Едиториал УРСС», 2005, ISBN 5-354-01085-3, ББК 22.382 22.315 22.3о, гл. 3 «Сильное взаимодействие», «Асимптотическая свобода и конфайнмент», с. 45-47.
↑ Я. Б. Зельдович «Теория вакуума, быть может, решает загадку космологии», Успехи физических наук, т. 133, вып. 3, 1981, март, с. 479—503