KAS IR VIRTUĀLĀS DAĻIŅAS?

Send

Dažreiz es izdomāju savu vietu vājo vietu, pamatojoties uz saņemtajiem e-pasta ziņojumiem un komentāriem.

Viens populārs raksts, ko mēs izdarījām, bija viss par Stefana Hokinga izpratni, ka melnajiem caurumiem ir jāiztvaiko milzīgs laika periods. Mēs runājām par mehānismu un pieminējām, kā pastāv šīs virtuālās daļiņas, kas uzlec un iziet no eksistences.

Parasti šīs daļiņas iznīcina sevi, bet melnā cauruma notikuma horizonta malā viena daļiņa iekrīt, bet otra var brīvi klīst kosmosā. Tā kā jūs nevarat radīt daļiņas no nekā, melnajam caurumam ir nedaudz jāupurējas, lai iegādātos šo jaunizveidoto daļiņu brīvību.

Bet ar manu īso rakstu nebija pietiekami, lai precīzi noskaidrotu, kas ir virtuālās daļiņas. Skaidrs, ka jūs visi vēlējāties vairāk informācijas. Kas viņi ir? Kā viņi tiek atklāti? Ko tas nozīmē melnajiem caurumiem?

Tādās situācijās kā šī, kad es zinu, kā fizisko policiju novēro, man patīk piezvanīt ringā. Vēlreiz es došos atpakaļ un runāšu ar savu labo draugu un faktisko strādājošo astrofiziķi Dr. Paulu Metjū Sutteru. Viņš ir rakstījis dokumentus par tādām tēmām kā Bajesijas kosmiskās rītausmas analīze un magnētiskās izplūdes MHD simulācijas. Viņš tiešām zina savas lietas.

Fraser Cain:
Sveiks, Pols, pirmais jautājums: Kas ir virtuālās daļiņas?

Pols Metjū Sutters:
Labi. Nav spiediena, Freizer. Labi, labi.

Lai iegūtu virtuālo daļiņu jēdzienu, jums faktiski ir jāatsper solis atpakaļ un jādomā par lauku, īpaši par elektromagnētisko lauku. Mūsdienu skatījumā uz to, kā Visums darbojas, visa telpa un laiks ir piepildīts ar šāda veida fona lauku. Un šis lauks var klīst un klīst apkārt, un dažreiz šie burbuļi un pīšana ir kā viļņi, kas izplešas uz priekšu, un mēs šos viļņus saucam par fotoniem vai elektromagnētisko starojumu, bet dažreiz tas var tur vienkārši sēdēt un jūs zināt bloop bloop bloop, tikai jūs zināt pop putināt iekšā un ārā, vai augšā un lejā, un veida vārīties nedaudz visu pats.

Faktiski visa laika telpa ir sava veida ķemmēšanās / vaimanāšana ap šo lauku pat vakuumā. Vakuums nav tas, ka nav visa. Vakuums ir tieši tur, kur šis lauks ir zemākās enerģijas stāvoklī. Bet, kaut arī tas atrodas viszemākajā enerģijas stāvoklī, kaut arī vidēji tur nekā nav. Tas nekas neattur tikai no bloop bloop bloop, kā jūs zināt, ka burbuļo apkārt.

Tātad faktiski vakuums ir viršanas veids ar šiem laukiem. It īpaši elektromagnētiskais lauks, par kuru mēs šobrīd runājam.

Un mēs zinām, ka fotoni, šī gaisma, var pārvērsties daļiņu, daļiņu pāros. Tas var pārvērsties par elektronu un pozitronu. To var vienkārši izdarīt. Tas var notikt ar parastajiem fotoniem, un tas var notikt ar šāda veida īslaicīgiem, viegli kārpīgiem fotoniem.

Tāpēc dažreiz fotons vai dažreiz elektromagnētiskais lauks var izplatīties no vienas vietas uz otru, un mēs to saucam par fotonu. Un tas fotons var sadalīties pozitronā un elektronā, un citreiz tas var vienkārši vibrēt sava veida vietā un pēc tam vibrēt POP POP. Tas izlec pozitronā un elektronā, un tad viņi saduras viens ar otru vai neatkarīgi no tā, un viņi tikai lēnām sautē atpakaļ. Tātad, valkājošs ļodziens, pops pops un dzirksteļošana ir sava veida darbība, kas visu laiku notiek vakuumā, un tas ir nosaukums, kuru mēs šīm virtuālajām daļiņām piešķiram tikai kā parastu fona pūciņu vai vakuumam statisku fonu.

Freizers:
Labi. Tātad, kā mēs redzam pierādījumus par virtuālajām daļiņām?

Pols:
Jā, lielisks jautājums. Mēs zinām, ka vakuumam ir saistīta enerģija. Mēs zinām, ka šīs virtuālās daļiņas dažu iemeslu dēļ vienmēr fizizējas un eksistē.

Viens no tiem ir elektronu pāreja dažādos atoma stāvokļos. Ja jūs satraucat atomu, elektrons nonāk augstākas enerģijas stāvoklī. Nav nekāda iemesla, lai šis elektrons varētu atgriezties zemākas enerģijas stāvoklī. Tas jau ir tur. Tas faktiski ir stabils stāvoklis. Tam nav pamata pamest, ja vien elektromagnētiskajā laukā nav mazas ļodzīgas vobleres un tas var ķiķināt ap šo elektronu un izsist to no augstākas enerģijas stāvokļa un nosūtīt to crashing lejā zemākā stāvoklī

Vēl viena lieta tiek saukta par Jēra nobīdi, un tas notiek, kad svārstīgi svārstīgais elektromagnētiskais lauks vai virtuālās daļiņas atkal mijiedarbojas ar elektroniem, piemēram, ūdeņraža atomā. Tas var maigi iedunkāt viņus apkārt, un šī nobīde ietekmē dažus elektronu stāvokļus, nevis citus stāvokļus. Un patiesībā ir stāvokļi, kuriem, jūsuprāt, ir tieši tādas pašas enerģijas īpašības, tie ir tikai identiski, bet tāpēc, ka Jēra nobīde šī svārstīgi nestabilā elektromagnētiskā lauka dēļ mijiedarbojas ar vienu no šiem stāvokļiem, nevis ar otru, tas faktiski smalki maina šo stāvokļu enerģijas līmeņus, pat ja jūs domājat, ka tie būs pilnīgi vienādi.

Un vēl viens pierādījums ir fotonu fotonu izkliedē, parasti divi fotoni tikai, fonets, lido viens otram. Tie ir elektriski neitrāli, tāpēc tiem nav pamata mijiedarboties, taču dažreiz fotoni var vīstīties ļodzot, piemēram, elektronu / pozitronu pāros, un ka elektronu / pozitronu pāri var mijiedarboties ar pārējiem fotoniem. Tāpēc dažreiz viņi atlec viens no otra. Tas ir ļoti reti, jo jums ir jāgaida, kamēr pātagas ķitināšana notiks īstajā laikā, bet tā var notikt.

Freizers:
Tātad, kā viņi mijiedarbojas ar melnajiem caurumiem?

Pols:
Labi, ka tā ir lietas būtība. Kāda ir visām šīm virtuālajām daļiņām vai svārstīgi nestabilajiem elektromagnētiskajiem laukiem ar melnajiem caurumiem un it īpaši Hokinga starojumu? Bet pārbaudiet to. Hawkings sākotnēji formulēja šo ideju, ka melnie caurumi var izstarot un zaudēt masu, faktiski nav nekā kopīga ar virtuālajām daļiņām. Vai arī tas tieši nerunā par virtuālajiem daļiņu pāriem, un faktiski neviens cits šī procesa formulējums vai mūsdienīgāka koncepcija nerunā par virtuāliem daļiņu pāriem.

Tā vietā viņi vairāk runā par pašu lauku un konkrēti par to, kas notiek ar lauku, pirms ir melnais caurums, kas notiek ar to, veidojot melno caurumu, un tad par to, kas notiek ar lauku pēc tā veidošanās. Un tas sava veida uzdod jautājumu: kas notiek ar šiem svārstīgajiem un ļodzīgajiem lauka bitiem, piemēram, par pārejoša veida viršanas raksturu elektromagnētiskā lauka vakuumā? Kas ar to notiek, kad veidojas melnais caurums?

Un kas notiek, ir tas, ka daži no ļodzīgi ļodzīgajiem bitiem vienkārši pieķeras pie melnā cauruma, netālu no notikuma horizonta, kad tas veidojas, un viņi tur pavada ilgu laiku, un galu galā viņi tomēr aizbēg. Tātad tas prasa laiku, bet, kad viņi aizbēg tur notiekošā intensīvā izliekuma, telpas laika intensīvā izliekuma dēļ, tie var tikt pastiprināti vai paaugstināti. Tā vietā, lai uz laiku būtu ļodzīgi ļodzīgi, laukā tie tiek pastiprināti, lai kļūtu par “īstām” daļiņām vai “īstiem” fotoniem. Tātad tas tiešām ir kā paša melnā cauruma veidošanās mijiedarbība ar gludi ļodzīgo fona lauku, kas galu galā izkļūst, jo to nav gluži ieslodzījis melnais caurums.

Galu galā tas izkļūst un pārvēršas par reālām daļiņām, un jūs varat aprēķināt, piemēram, kas notiek ar, piemēram, paredzamo daļiņu skaitu melnā cauruma notikuma horizonta tuvumā. Atbilde ir negatīvs skaitlis, kas nozīmē, ka melnais caurums zaudē masu un izspiež daļiņas.

Tagad šī populārā virtuālo daļiņu pāru koncepcija sāk parādīties un viena aizķerties notikuma horizontā. Tas nav precīzi saistīts ar Hokinga radiācijas matemātiku, bet arī tas nav precīzi nepareizs. Atcerieties, ka elektriski magnētiskajā laukā esošie ķīļveida spīdekļi ir saistīti ar šiem daļiņu un pretdaļiņu pāriem, kas pastāvīgi uzlec un eksistē. Viņi veida iet roku rokā. Tātad, runājot par svārstīgi kārpām laukā, jūs runājat arī par virtuālu daļiņu ražošanu. Un tā nav precīzi matemātika, bet jūs zināt pietiekami tuvu.

Freizers:
Labi, un visbeidzot - Pols. Man vajag, lai jūs tikai nejauši izvēlētos skatītāju prātus. Kaut kas par virtuālajām daļiņām, kas ir vienkārši pārsteidzošs!

Pols:
Labi. Tātad jūs vēlaties likt prātā cilvēkiem? Viss kārtībā. Es to pēdējo ietaupīju. Kaut kas sulīgs, tieši jums, Freizer.

Pārbaudiet to, tas ir vēl viens liels pierādījums par šo fona svārstību un virtuālo daļiņu esamību, un to mēs saucam par Kazimira efektu vai Kazimira spēku.

Jūs paņemat divas neitrālas metāla plāksnes, un viss, kas notiek caur visu telpas laiku, notiek laukā, kas atrodas plāksnēs, un tas ir ārpus plāksnēm. Plākšņu iekšpusē jums var būt tikai noteikti režīmu viļņu garumi. Gandrīz kā trompetes iekšpusē var būt tikai daži režīmi, kas rada skaņu. Viļņu garumu galiem jābūt savienotiem ar plāksnēm, jo tieši tas metāla plāksnes ietekmē elektromagnētiskos laukus.

Ārpus plāksnēm var būt jebkurš vēlamais garums. Tam nav nozīmes.

Tas nozīmē, ka ārpus plāksnēm jums ir bezgalīgs skaits iespējamo režīmu viļņu garumu. Pastāv jebkura veida iespējamās svārstības, valkājamais vate elektromagnētiskajā laukā, bet plātņu iekšpusē tas ir tikai noteikts viļņu garums, kas var ietilpt plākšņu iekšpusē.

Tagad ārpusē ir bezgalīgs režīmu skaits. Iekšpusē joprojām ir bezgalīgs režīmu skaits, tikai nedaudz mazāk bezgalīgu režīmu. Un jūs varat ņemt bezgalību no ārpuses un atņemt bezgalīgo bezgalību no iekšpuses, un faktiski iegūt ierobežotu skaitli, un tas, ar ko jūs galu galā esat, ir spiediens vai spēks, kas apvieno plāksnes. Un mēs to tiešām esam izmērījuši. Tā ir īsta lieta, un, jā, es nejokoju apkārt, jūs varat ņemt bezgalību mīnus atšķirīgu bezgalību un iegūt ierobežotu numuru. Tas ir iespējams. Viens piemērs ir Eulera Masčeroni konstante. Es uzdrošinos jūs to meklēt!

Tāpēc jūs dodaties, tagad es ceru, ka jūs saprotat, kas ir šīs virtuālās daļiņas, kā tās tiek noteiktas un kā tās veicina melnā cauruma iztvaikošanu.

Un, ja jūs to vēl neesat izdarījis, pārliecinieties, ka noklikšķiniet šeit un dodieties uz viņa kanālu. Jūs atradīsit desmitiem videoklipu, kas atbildēs uz vienlīdz domājošiem jautājumiem. Faktiski atsūtiet savus jautājumus, un viņš, iespējams, vienkārši izveidos video un atbildēs uz tiem.