Клокочущая пустота.
ОДА О ПУСТОТЕ.
Конечно, это очень плохо,
Когда в кармане пустота.
Но стоит ли вздыхать и охать?
Ведь пустота всегда свята!
Она меж звёзд, светил небесных,
В пустообыденных словах,
В салонах дам пустопрелестных
И пустознатных головах!
Она вещественна бы вроде,
Стоит со шпагою в руке
И по пустой последней моде
Приподнялась на каблуке.
Она и плачет и хохочет,
Хоть пустота, а всё ж клокочет.
Приписано перу Сирано де Бержерака Александром Петровичем Казанцевым («псевдоэпиграф»).
anton_lipovka
10 сентября 2024, 18:45:08
-
Вот, кстати, да. Спасибо!
На самом деле мы тут утыкаемся ровно в те же грабли, что и с "физическим вакуумом".
Грабли эти называются "интерпретация". Суть вкратце вот в чём. КМ была взята "с потолка". Постулирована. Т.е. просто выписаны некие дифференциальные уравнения, которые почему-то работают. Главный вопрос тысячелетия такой: Почему уранения работают? Его можно переформулировать так: Как понимать эти уравнения, как их интерпретировать?
Не зря Шрёдингер отказался от своего уравнения. Он понял, что такой путь ведёт в тупик. В "мэйнстриме" имеется порядка дюжины интерпретаций КМ (см. например "Nine formulations of quantum mechanics" Am. J. Phys. 70 (3), March 2002, есть так же русский перевод в интернете), но нет понимания физики.
Приписывать интерпретацию неким дифференциальным уравнениям - это, конечно, увлекательное занятие, но совершенно бесперспективное. Почему? Потому, что с вероятностью 99.999[9] выписанное уравнение будет не полным, а неким линейным приближением (в лучшем случае). Уравнения следует пытаться получить из первых принципов. Только тогда будет ясен их физический смысл.
Однако я немного отвлёкся, вернёмся к вакууму и кваркам.
Откуда лезут все эти "виртуальные частицы", расходимости и т.п.? Из интерпретации постулированных уравнений и решений.
Пусть имеется ДУ с оператором Лиувилля. Ну или что-то похожее. Решить зхадачу не можем, поскольку в общем случае она не однородна, а может и нелинейна. Что делаем? Правильно, применяем метод Гринберга (разложение по собственным функциям задачи Штурма-Лиувилля (ЗШЛ)). ЗШЛ решать умеем, поэтому просто проектируем исходную задачку на базис собственных функций ЗШЛ. Что получаем? Получаем бесконечный ряд. И вот здесь (внимание!) и возникает тот самый "физический вакуум", когда начинают пытаться интерпретировать каждый член полученного ряда, как взаимодействия виртуальных частиц (см. диаграмма Фейнмана).
Т.е. без каких-либо обоснований и доказательств пытаются "раскрашивать" полученный бесконечный ряд разными цветами радуги.
Мне не кажется, что это всё имеет какое-либо отношение к реальности, поскольку
а) уравнения были взяты с потолка постулированы,
б) Точное решение найти не получилось, его спректировали на базис ЗШЛ (бесконечномерный), что привело к решению в виде бесконечных рядов.
в) постфактум попытались каждый член полученного ряда интерпретировать как некую сущность.
Это даже не аксиоматический подход.
С кварками те же грабли.
Link/Thread.
Пусть имеется ДУ с оператором Лиувилля. Ну или что-то похожее. Решить зхадачу не можем, поскольку в общем случае она не однородна, а может и нелинейна. Что делаем? Правильно, применяем метод Гринберга (разложение по собственным функциям задачи Штурма-Лиувилля (ЗШЛ)). ЗШЛ решать умеем, поэтому просто проектируем исходную задачку на базис собственных функций ЗШЛ. Что получаем? Получаем бесконечный ряд. И вот здесь (внимание!) и возникает тот самый "физический вакуум", когда начинают пытаться интерпретировать каждый член полученного ряда, как взаимодействия виртуальных частиц (см. диаграмма Фейнмана).
Т.е. без каких-либо обоснований и доказательств пытаются "раскрашивать" полученный бесконечный ряд разными цветами радуги.
СТОП! «Казимировские силы» и «динамический эффект Казимира» куда?????
anton_lipovka
10 сентября 2024, 22:45:18
Юлиус Швингер в 1975 году показал, что "Казимировы силы" это просто силы Ван дер Ваальса. Результат был настолько красив и важен, что вошёл в двухтомник Швингера по теоретической физике.Вот, например, что говорит по этому поводу светило российской теор.физики Фёдор Ткачёв: http://vteninn.livejournal.com/436348.html
Цитирую Ткачёва:
Конкретно эффект Казимира был в главном разобран Швингером без привлечения "вакуумных флуктуаций" в 1975 году.
Сорок лет назад, Карл!
Об этом сообщает чёткий теоретик Боб Джаффе в статье 2005 года
(R. L. Jaffe, https://arxiv.org/pdf/hep-th/0503158v1.pdf), на которую - сюрприз! - даёт ссылку даже Википедия.
Сюрприз, потому что Википедия умалчивает о главном - о пафосе статьи Джаффе; пафос же состоит в том, чтобы продемонстрировать, что стандартные разговоры о "вакуумных флуктуациях" со ссылкой на эффект Казимира не имеют отношения к по-настоящему физической, т.е. экспериментальной реальности.
Вот его аннотация, открыто начинающаяся ссылкой на космолажу:
При обсуждении космологической константы часто привлекается эффект Казимира в качестве решающего свидетельства о том, что нулевые энергии квантовых полей являются "реальными".
Напротив, эффекты Казимира могут быть сформулированы - и силы Казимира могут быть вычислены - без ссылок на нулевые энергии.
Это релятивистские квантовые силы между зарядами и токами.
Сила Казимира (на единицу поверхности) между параллельными пластинами исчезает, когда ?, постоянная тонкой структуры, стремится к нулю,
а стандартные результат, который по виду не зависит от ?, соответствует пределу ? ?.
lyuden
11 сентября 2024, 10:20:53
Я возможно вообще не про то, но интересно следующее.
А рождение позитрон-электронных пар из высокоэнергетичного фотона не требует этих самых виртуальных частиц ? Или оно тоже в вакууме не работает ? Просто помню что одно из "объяснений на пальцах" было то что эти фотоны просто разбивают эту самую виртуальную пару. Да и где то видел работу по взаимодействию фотонов с виртуальными частицами пока он летит из далеких галактик ( работа насколько я помню была теоретическая)
anton_lipovka
11 сентября 2024, 18:57:24
Из одного высокоэнергичного фотона не рождается электронно-позитронная пара. Кстати, и из двух фотонов тоже не рождается.
Но это так, к слову.
Не следует путать метод решения дифф. уравнения (ДУ) и реальность. Есть исходное ДУ с граничными условиями (ГУ). Решаем его путём проецирования неизвестного решения на базис ЗШЛ. Просто ищем проекции на известный нам базис. А теперь внимание: Возьмём другой базис в котором делаем аналогичное разложение искомого решения. В этом случае у Вас получатся совершенно иные коеффициенты разложения. И что, теперь "физический вакуум" уже будет другим?
Я не знаю кто первым додумался, но точно знаю что уже Эйнштейн придерживался точки зрения, заключающейся в том, что истинно-элементарные частицы (по Васильеву это протон и электрон) получаются "сворачиванием" фотона, эдаким замыканием его в кольцо, сферу или что там получается...
Я разделяю эту точку зрения. Никакого эфира-"физичекого вакуума" при этом не нужно.
Что касается последнего пункта (взаимодействия фотона с "ФВ", по сути речь идёт о "старении" фотона). Вопрос детально обсуждался в литературе вплоть до 2000-х годов. Было доказано, что идея "старения" фотонов, их взаимодействия со средой - противоречит наблюдениям.
А ДИНАМИЧЕСКИЙ эффект Казимира (2011) куда? Свет из вакуума.
Тут никакими силами Ван дер Ваальса не отмахаешься.
anton_lipovka
11 сентября 2024, 19:11:16
Я уже устал всем говорить одно и то же: Не следует путать физику эксперимента с интерпретацией последнего. Каждую статью следует брать в руки и самому внимательно читать - где там авторы "свернули не туда". Надо отделять результаты эксперимента от интерпретации в рамках мэйнстримных идей.
Хук слева:
Вот скажите мне, эффект Казимира - это ведь про две пластинки, которые рядом. Правда? Ну какой к лешему вакуум, если у Вас граничные условия - две пластины??? Фотоны имеют размер? - Имеют (двухщелевой эксперимент не даст соврать). А почему вдруг уважаемые авторы решили, что в двухщелевом эксперименте фотоны взаимодействуют со щелями, а у них - вдруг не взаимодействуют? Ы?
Это мне надо смотреть про КОНКРЕТНУЮ ИНЖЕНЕРНУЮ реализацию («Вставьте шплинт А в гнездо Б...») как они в 2011-ом свет из вакуума извлекли.
anton_lipovka
11 сентября 2024, 19:34:20
И это тоже...
Но "кривое" просто всё. Не только КМ и КЭД, но так же и классическая электродинамика Максвелла. Всех учат по учебникам электродинамики, где всё "гладко", стройно и логично, но лишь потому. что авторы идут только по правильной тропинке. Ни пол-шага в сторону! В результате вырастает несколько поколений глубоко верующих научных работников, которые не моргнув глазом сразу говорят, что в электродинамике всё путём. Гинзбурга они, разумеется, не читали. Когда предлагаешь им почитать Гинзбурга "доп. главы", где разбираются парадоксы и косяки электродинамики Максвелла, коллеги почему-то исчезают и перестают здороваться (не замечают тебя примерно месяц, потом снова начинают улыбаться и здороваться - как будто ничего не случилось).
Поэтому проблема может скрываться в любом месте. Может в аппаратной части (это когда года три назад итальянцы намеряли неестественную скорость нейтрино из-за плохого контакта в каком-то штеккере, после чего опубликовали результат, был скандал и в результате всех поувольняли). А может и в уравнениях, с помощью которых интерпретируют результаты эксперимента.
В 11-ом году неправильно мерили нейтрино.
In 2011, the Oscillation Project with Emulsion-tRacking Apparatus (OPERA) experiment mistakenly observed neutrinos appearing to travel faster than light.
Про Максвелла полностью согласен!
...
Что ж будем разбираться.
Вот довольно полное описание эксперимента по обнаружению «динамического эффекта Казимира»:
Алексей Рубцов,
доктор физ.-мат. наук, физический факультет МГУ
«Троицкий вариант» №2(96), 31 января 2012 года
Выделяя главные открытия 2011 года, журнал Nature поставил на первое место обнаружение динамического эффекта Казимира (см. полный список в [1]). Результаты исследования были опубликованы в статье [2]. Ниже приведена десятка главных фактов, касающихся этой знаменательной научной работы.
- Динамический эффект Казимира состоит в излучении электромагнитных волн движущимся зеркалом (или другим объектом).
- Для динамического эффекта Казимира принципиально, чтобы зеркало двигалось с ускорением. Кроме того, скорость движения зеркала должна быть большой (в идеале сравнимой со скоростью света).
- Поскольку в реальном эксперименте практически невозможно обеспечить сравнимую со световой скорость движения макроскопического объекта (зеркала), авторы использовали обходной путь. Был взят волновод, условия отражения на одном из концов которого быстро менялись, что с точки зрения уравнений теории было эквивалентно перемещению этого конца со скоростью 0,4 световой. Излученные фотоны, характерные частоты которых составляли десятки гигагерц, детектировались на другом конце волновода.
- Наблюдаемый эффект был очень мал. Авторам пришлось принять специальные меры для устранения всевозможных источников помех. В частности, установка была охлаждена до 50 тысячных градуса Кельвина для исключения температурных флуктуаций, на фоне которых можно было «потерять» вакуумные. Значительное внимание было уделено исключению других возможных «паразитных» эффектов.
- Явление излучения фотонов движущимися с ускорением заряженными частицами известно более 100 лет, оно прямо следует из уравнений Максвелла, описывающих классическое электромагнитное поле. Новизна динамического эффекта Казимира состоит в том, что в этом случае излучает электрически нейтральный объект. В рамках классической физики эффект отсутствует, для его понимания необходимо учитывать квантовую природу электромагнитного поля.
- Многие эффекты, связанные с квантованием электромагнитного поля, могут быть описаны в терминах флуктуаций электромагнитного вакуума. В квантовой механике величины электрического и магнитного полей в одной точке пространства не могут одновременно принимать определенные значения, в частности не могут быть одновременно точно равны нулю. Поэтому, в действительности в отсутствие реальных фотонов поля всегда флуктуируют около нулевого значения. Извлечь энергию из этих флуктуаций, разумеется, невозможно (это означало бы создание вечного двигателя). Однако их присутствие обнаруживается в ряде эффектов. В динамическом эффекте Казимира вакуумные флуктуации служат затравкой, приводящей к рождению реальных фотонов. При этом на рождение фотонов тратится кинетическая энергия зеркала.
Эффект назван по аналогии с известным с середины XX века эффектом Казимира - притяжением тел из-за вакуумных флуктуаций поля между ними (см. рисунок). У такого «статического» эффекта Казимира есть классический аналог, хорошо известный морякам: при волнении два расположенных рядом судна притягиваются.
Изображение с сайта en.wikipedia.org.
- Эффект Казимира - не единственное проявление вакуумных флуктуаций. В частности, из-за их присутствия реальный фотон в определенных случаях может распасться на два фотона меньшей частоты. Это явление, называемое спонтанным параметрическим рассеянием, было предсказано Д. Н. Клышко (МГУ) в 1966 году и вскоре после предсказания было обнаружено экспериментально.
- Эксперименты по параметрическому рассеянию позволяют сравнить спектральную плотность мощности «реальных» фотонов и вакуумных флуктуаций. Поскольку свойства последних известны (для заданной частоты они определяются только значениями фундаментальных констант - скорости света и постоянной Планка), такое сравнение дает возможность абсолютной квантовой фотометрии - измерения характеристик света без использования эталонных источников.
- Фотоны, рождаемые в динамическом эффекте Казимира, несут отпечаток своего «квантового» происхождения - это так называемый свет с двухмодовым сжатием, статистические свойства которого отличаются от привычных нам источников. Свет, рождаемый при спонтанном параметрическом рассеянии, также обладает необычной статистикой.
1. Алексей Паевский. Топ-10 научных новостей «в Натуре». ТрВ-Наука №1 (95), 17.01.2012, стр. 9
2. C. M. Wilson et al. «Observation of the dynamical Casimir effect in a superconducting circuit». Nature 479, 376 (2011).
Вдобавок ультра-короткие импульсы сверхмощных лазеров «натыкаются» на квантовые флуктуации...
Поддержать автора звонкой монетой.
Сбер: 2202 2080 9165 1233