Вакуум
Вакуум
В физике сложился дуализм — с одной стороны, для неких теорий нет необходимости в физическом вакууме, с другой стороны, экспериментально установлено и на сей день уже общепризнано, что вакуум не является пустотой, представляя вещественную среду, владеющую физическими качествами.
С современной точки зрения вакуум обладает качествами вещественной среды, являясь состоянием поля с меньшей энергией. Согласно квантовым представлениям, в вакууме могут создаваться состояния (возмущения) с положительными либо отрицательными уровнями энергии относительно нулевого состояния. Вещественный физический вакуум является универсальной средой, которая «прозрачна» для всех электрических волн (поперечных, продольных, стоячих), т.е. и для частиц вещества — возбужденных состояний поля. Согласно электродинамике, электронное смещение — это относительное смещение положительных и отрицательных электронных зарядов в электрически нейтральной среде Кл/м2.
В вакууме, как в диэлектрике, аналогично токам поляризации может течь ток смещения — появляться электронное смещение, т.е. вакуум обладает таким физическим свойством, как диэлектрическая проницаемость (в диэлектриках могут распространяться поперечные волны поляризационного смещения, при всем этом не имеет значения состояние диэлектрика — жесткое, жидкое либо газообразное). Потому что могут распространяться поперечные возмущения (волны), кванты поля, совершая колебания как гармонические осцилляторы (отклоняясь от положения равновесия), находятся в связанном состоянии, т.е. кванты поля, представляя простые электронные заряды, при возмущениях поля смещаются (ток смещения) зависимо от ориентации возмущений в продольном либо поперечном направлении. Хотя на сей день известны многие характеристики квантового поля и можно условно представить его строение, вопрос о его физической природе остается открытым.
В первом приближении квантовое поле можно представить как место, заполненное квантами заряда, т.е. все уровни физического вакуума заполнены квантами 1-го знака (теория дырок Дирака). Такое полевое место из зарядов 1-го знака можно рассматривать как упругую полевую среду, потому что заряды находятся в связанном меж собой состоянии, т.е. смещение кванта заряда приводит к смещению окружающих его зарядов, представляя отклонение от положения равновесия, которое как возмущение поля может распространяться в полевом пространстве. Кванты заряда всегда движутся (нет материи без движения), т.е. с квантами связано также магнитное поле (поток).
Таким макаром, квант поля представляет как электронный, так и магнитный квант — электрический осциллятор. К примеру, Максвелл в разработанной им теории электрического поля ассоциировал электродинамический вакуум с жидкостью, условно представляя его состоящим из «молекулярных» (дискретных) связанных электронных зарядов (в то время еще не было определений «кванты», «осцилляторы поля», а «молекулярность» означала «дискретность»), которые могут сдвигаться от положения равновесия, создавая ток смещения (вихревое электронное поле). Токи при всем этом всегда замкнуты, потому что заряды находятся в связанном состоянии. Такового представления было довольно, чтоб предсказать электрические волны. В предстоящем, после того, как было установлено, что все электронные заряды (токи) дискретны, соответственно, и характеристики электрических волн также стали дискретными из-за дискретности токов смещения связанных электронных зарядов, которые при распространении волн совершают колебания как гармонические осцилляторы.
Дискретность электрических волн найдена экспериментально, что подтверждает корректность теории электрического поля Максвелла о «молекулярной» (корпускулярной) природе электродинамического вакуума, т.е. о квантовой (дискретной) природе поля. Потому теорию электрического поля Максвелла с современной точки зрения можно считать квантовой, а введенный им электронный ток смещения — квантовым током, т.е. хоть какой ток всегда связан с движением (смещением) квантов поля — простых электронных зарядов. Нужно в конце концов признать, что Максвелл предсказал не только лишь электрические волны, да и на самом деле предугадал квантовую («молекулярную») природу электродинамического вакуума, т.е. заложил базы материалистической квантовой теории поля. Максвелл в собственной теории на много лет обогнал время. Представить, что вакуум по сути является диэлектриком, где связанные заряды представляют поле осцилляторов и, соответственно, все частички могут быть исключительно в виде волн, это очень особенно, даже на данный момент, когда экспериментально установлено, что все частички владеют волновыми качествами, т.е. являются волнами квантового поля.
Интерференция и дифракция наблюдались для электронов, нейтронов, атомных ядер, атомов, молекул.
—————
Вакуум (по-латински vacuum) – пустота, т.е. место без материи и энергии. Физический вакуум – место, не содержащее реальных частиц и энергии, поддающейся конкретному измерению. Согласно современным физическим представлениям, это более низкое энергетическое состояние всех квантованных полей, характеризующееся отсутствием реальных частиц. Возможность виртуальных процессов в физическом вакууме приводит к ряду эффектов взаимодействия реальных частиц с вакуумом, регистрируемых экспериментально. Физический вакуум представляет собой огромное количество различных виртуальных частиц и античастиц, которые в отсутствии наружных полей не могут перевоплотиться в реальные. По современным представлениям в вакууме безпрерывно образуются и исчезают пары частиц–античастиц: электрон–позитрон, нуклон–антинуклон…
Вакуум заполнен такими не полностью родившимися, появляющимися и исчезающими частичками. Они не поддаются регистрации и именуются виртуальными. Но при определенных обстоятельствах виртуальные частички становятся реальными. Так, к примеру, столкновения частиц больших энергий либо сильные поля рождают из вакуума снопы разных частиц и античастиц.
Т.е. вакуум может быть представлен, как особенный, виртуальный тип среды. Виртуальность среды проявляется, а именно, в невозможности выявить факт движения относительно неё никакими экспериментальными способами, что равносильно проявлению принципа относительности. Концепция равноправия инерциальных систем, именуемая принципом относительности, является фундаментом теорий породивших понятие о физическом вакууме.
Т.е. представления о физическом вакууме были логически получены из принципа относительности. Согласно с данными представлениями, свет не нуждается в вещественной среде-носителе, а совокупа фотонов образует свободное электрическое поле. Самое низкое энергетическое состояние этого поля именуют вакуумом электрического поля