На чём базируются фундаментальные основы квантовой физики - Валерий Жиглов

Скачать книгу

иметь нулевую массу, в то время как экспериментальные данные показывают, что они обладают очень маленькой, но ненулевой массой.

      * Не объясняет барионную асимметрию Вселенной: СМ не объясняет, почему во Вселенной больше материи, чем антиматерии.

      1.1.2. Проблема описания гравитации в Стандартной модели:

      Стандартная модель не включает в себя гравитацию, которая описывается общей теорией относительности (ОТО) Эйнштейна. Объединение СМ и ОТО в рамках единой теории является одной из главных задач современной теоретической физики.

      Существует несколько подходов к решению этой проблемы:

      * Квантовая гравитация: попытка квантования гравитации, включающая в себя идеи квантовой теории поля.

      * Теории струн: предполагают, что элементарные частицы являются не точечными объектами, а вибрирующими струнами в многомерном пространстве.

      * Петлевая квантовая гравитация: основана на представлении о дискретном пространстве-времени.

      1.1.3. Роль бозона Хиггса и его связь с массой частиц:

      Бозон Хиггса играет ключевую роль в механизме Хиггса, который придает массу элементарным частицам. Согласно СМ, частицы не имеют массы сами по себе, а приобретают ее взаимодействуя с полем Хиггса.

      Механизм Хиггса описывает следующее:

      * Поле Хиггса заполняет всё пространство-время и имеет ненулевое значение в вакууме.

      * Когда частицы движутся через это поле, они взаимодействуют с ним и приобретают массу.

      * Чем сильнее взаимодействие частицы с полем Хиггса, тем больше ее масса.

      Бозон Хиггса был обнаружен в 2012 году в экспериментах на Большом адронном коллайдере (БАК). Это открытие подтвердило правильность СМ и механизма Хиггса.

      1.2. Квантовая теория поля

      Квантовая теория поля (КТП) является фундаментальной теорией в физике, объединяющей принципы квантовой механики и специальной теории относительности. Она описывает поведение элементарных частиц и их взаимодействие посредством квантования физических полей, заполняющих пространство-время.

      1.2.1. Основные принципы и методы квантовой теории поля:

      Основные принципы:

      * Квантование полей: Ключевым элементом КТП является квантование физических полей. Вместо классических полей, которые могут иметь любые значения, в КТП поля представлены как совокупность квантов, имеющих дискретные значения.

      * Принцип суперпозиции: Состояния квантовых полей могут быть представлены как суперпозиция различных состояний. Это означает, что поле может находиться в нескольких состояниях одновременно.

      * Принцип неопределенности Гейзенберга: КТП включает принцип неопределенности Гейзенберга, который устанавливает ограничения на точность одновременного измерения некоторых физических величин. Например, невозможно одновременно точно знать как импульс, так и положение частицы.

      * Релятивистская инвариантность: КТП описывает физические явления в рамках специальной теории

Скачать книгу