Тонкая физика. Масса, эфир и объединение всемирных сил

Квантовая теория, а точнее, квантовая теория поля, придающая новый смысл понятию о двух абсолютно одинаковых или неразличимых объектах. Если у вас есть, скажем, два электрона в состояниях A и B в данный момент и два электрона в состояниях A’ и B’ в более поздний момент, то нельзя сказать, что имел место переход A —> A’, B —> B’ или A —> B’, B —> A’. Необходимо учитывать обе возможности. В случае бозонов амплитуды складываются, в случае фермионов — вычитаются. Электроны являются фермионами. Следствием этого выступает принцип запрета Паули: два электрона не могут занимать одно и то же состояние, поскольку в этом случае их амплитуды полностью зануляются. Принцип запрета Паули индуцирует эффективное отталкивание между электронами (квантово-статистическое отталкивание), которое в значительной степени отвечает за то, что разные электроны в атомах занимают разные состояния. В свою очередь, это в значительной степени обусловливает тот факт, что химия является обширным и сложным предметом. Не только электроны, но все лептоны и кварки, а также их античастицы являются фермионами. Это же касается протонов и нейтронов, что объясняет, почему ядерная химия представляет собой такой же обширный и сложный предмет. Мы часто говорим, что фермионы подчиняются статистике Ферми, или статистике Ферми — Дирака, названной так в честь пионеров физики, которые разъяснили последствия этого поведения для систем, содержащих много одинаковых частиц.

Фотон

Минимальное возбуждение электромагнитного поля. Фотон — это предельная единица света, иногда называемая квантом света. (Кстати, квантовый скачок — это очень маленький скачок.)

Хорошо темперированное уравнение

ρ = −р / с². См. также: Космологический член, Темная энергия.

Хромодинамика

Теория, описывающая поведение цветовых глюонных полей, включая их реакцию на цветные заряды и токи (потоки заряда). Это общепринятая теория сильного взаимодействия. Математически хромодинамика является обобщением электродинамики. Поскольку квантовая теория имеет большое значение во всех приложениях хромодинамики, ее часто называют квантовой хромодинамикой или, сокращенно, КХД. См. также: Сильное взаимодействие.

Цвет

1. Фундаментальное физическое свойство, аналогичное электрическому заряду, но отличное от него. Существует три вида цветного заряда, обычно называемые красным, зеленым и синим. Кварк несет единицу одного из этих цветных зарядов. Глюоны несут как положительную единицу, так и отрицательную единицу цветного заряда, возможно, разных цветов. 2. В повседневной жизни цвет, конечно же, означает нечто совершенно иное. А именно, цвет — это частота электромагнитного излучения, попадающая в узкую полосу, которая соответствует пиковому излучению Солнца. Это шутка. На самом деле повседневное использование понятия «цвет» является донаучным. Оно относится к реакции наших глаз и мозга на такое электромагнитное излучение. См. также: Заряд, Хромодинамика.

Центральная теория

Наша рабочая теория сильных, электромагнитных, слабых и гравитационных взаимодействий. Она основана на квантовой механике, трех видах локальной симметрии — в частности, на группах преобразований SU(3), SU(2), U(1) и общей теории относительности. Центральная теория предоставляет точные уравнения, управляющие всеми элементарными процессами, которые известны в настоящее время. Ее предсказания были проверены в ходе многих экспериментов и оказались точными. Центральная теория содержит эстетические изъяны, поэтому мы надеемся, что это не последнее слово Природы. (На самом деле она и не может им быть, поскольку не описывает темную материю.)

Частица

Локализованное возмущение в Сетке.

Частица Хиггса

Возбуждение в (пока гипотетическом)* поле, которое превращает пустое пространство в космический сверхпроводник для слабой силы.

Электродинамика

Теория, описывающая поведение электрических и магнитных полей, включая их отклик на заряды и токи (потоки заряда). Ее также можно рассматривать как теорию фотонного поля. Свет во всех его формах, включая, например, радиоволны и рентгеновские лучи, теперь понимается как проявление электрических и магнитных полей. Основные уравнения электродинамики были открыты Максвеллом и усовершенствованы Лоренцом. См. также: Заряд, Уравнения Максвелла.

Электрон

Фундаментальная составляющая материи. Электроны несут весь отрицательный электрический заряд в обычном веществе. Они занимают основную часть пространства в атомах вне их малых ядер. По сравнению с ядрами электроны являются очень легкими и подвижными, поэтому они играют основную роль в химии и, конечно, в электронике.

Электрослабая теория