Språk :
SWEWE Medlem :Inloggning |Registrering
Sök
Encyclopedia gemenskap |Encyclopedia Svar |Submit fråga |Ordförråd Kunskap |Överför kunskap
Föregående 1 Nästa Välj Sidor

Vakuum förfall

Quantum övergång som är den kvantmekaniska energinivå till en lägre energinivå övergångsprocessen.

Teoretisk grund

De grundläggande principerna för kvantteorin är Werner Heisenberg (Werner Heisenberg) osäkerhet principen. Enligt denna princip har alla de egenskaper kvantobjekt inte helt bestämt värde. Till exempel kan en foton eller en elektron inte samtidigt har den bestämda positionen och den bestämda fart. För en definierad tid, är det också omöjligt att avgöra energi. Här är vi sysslar med energi osäkerhet. Även makro värld av energi är bevarad (det kan varken skapa eller försvinner), men i den sub-området subatomära denna lag blir ineffektiv. Energi kan uppstå spontant på några oförutsägbara förändringar. Ju kortare tidsintervallet beaktas, desto större denna quantum stokastiska fluktuationer. I själva verket, kan partiklarna vara från någonstans vi inte vet lånat energi, så länge som denna energi omedelbart återförs till linjen. Heisenbergs osäkerhetsprincip krävs en exakt matematisk form huvuddelen av energin utlåningen måste returneras snabbt, medan en liten mängd av upplåningen kan förvaras under en längre tid.Energi osäkerhet leder till några konstiga effekter, såsom fotoner som partiklar kan genereras plötsligt från ingenting, men efter att han omedelbart försvann igen, är sannolikheten för detta fenomen som i en av dessa märkliga effekter. Sådana partiklar på lånad energi och därför inte lita på lånad tid för att överleva. Vi ser dem inte eftersom de är bara inte att man är nu blixten, men det gör på atomär egenskaperna hos systemet att lämna spår av dem någonsin hade existerat, och dessa spår kan mätas. I själva verket brukar betraktas ett vakuum verkligen fylld med en stadig ström av transienta grupper av sådana partiklar finns, är de inte endast fotoner, samt elektroner, protoner i förhållande till alla andra partiklar. För att sätta detta mer bekant med vår momentana partikel permanent partikel fasskillnad, är den förra kallas "virtuella" partiklar, medan den senare kallas "riktiga" partiklar.

Förutom momentana, de virtuella partiklarna och verkliga partiklar är identiska. Faktum är att om några sätt att lägga tillräckligt med energi från utsidan Heisenberg energi återbetalning av lån, då är det möjligt att uppgradera de virtuella partiklarna är verkliga partiklar, men även med andra typer av fasta partiklar med ingen skillnad. Till exempel kan ett virtuellt elektron existerar endast i ett typiskt fall, ca 10 ^ -21 sekunder. Under sin korta livstid, är den virtuella elektron inte stilla, kan det komma innan de försvinner 10 ^ -11 cm avstånd (Som jämförelse är diametern av en atom cirka 10 ^ -8 cm). Om den virtuella elektron på så kort tid att få energi (t.ex. från elektromagnetiska fält), kan det inte försvinna, men kan användas som en helt vanlig elektronisk fortsätta att existera.

Trots dessa virtuella partiklar kan inte se, men de verkligen existerar i ett vakuum. Detta är inte bara på grund av vakuumet innehåller partiklar av en permanent bibliotek av potential, men också därför att, även om de är halv-sanna halvtomma former, kommer dessa spöklika quantum enhet fortfarande lämnar spår av deras verksamhet, och kan detekteras. Till exempel, är effekten av de virtuella fotonen energinivåer hos atomen en av en mycket liten mängd av den offset inträffar. De gör också samma elektron magnetiska moment av subtila förändringar. Dessa subtil men viktig förändring, men spektroskopi har använts för att mäta exakt.

Med tanke subatomära partiklar i allmänhet inte rör sig fritt, men med förbehåll för olika typer av partiklar på kraft, är ovanstående enkla kvantmekaniska vakuum bilden för att göra några ändringar. Alla dessa krafter förekommer även mellan respektive roll virtuella partiklar. Så kanske det finns mer än ett vakuum tillstånd. Många möjliga "kvanttillstånd" existensen av ett vanligt inslag i kvantfysik. Den mest kända av de olika energinivåer i atomer. Här kan en rotation av elektronen runt kärnan bestämmas genom vissa mycket energitillstånd, vilket motsvarar den energi tillstånd och energi som fastställs. Den lägsta nivån kallas grundtillståndet, är det stabilt. Den högre nivån kallas det exciterade tillståndet, som är instabil. Om en elektron till ett högre energitillstånd, återgår den till övergångarna grundtillståndet nedåt kan övergången vara mer än ett sätt. Denna exciterade tillståndet har en mycket bestämd, "decay" halveringstid.

Äktheten av vakuum

Liknande principer gäller för vakuum. Den kan ha en eller flera exciterat tillstånd. Den exciterade tillståndet energi av en annan, men deras faktiska utseende av samma, det vill säga ett vakuum. Den lägsta energitillståndet är grundtillståndet kallad "sann" vakuumtillstånd att återspegla det faktum att det är stabilt, väsentligen svarande mot vakuumområdet av universum idag. Upphetsad vakuum kallas "pseudo" vakuumtillstånd.

Det bör sägas att den pseudo vakuumtillståndet är fortfarande en rent teoretisk koncept, beror till stor del på naturen hos den särskilda teori. Dock verkar det pseudo-vakuumtillståndet naturligt i en mängd olika naturliga krafter att försöka ena alla nuvarande teorier. Kraftfull. Denna lista är ännu längre i det förflutna. Till exempel har det setts som elektricitet och magnetism är helt olika saker.

Elektricitet och magnetism enhetlig process inleddes i början av 19-talet. Vid den tiden, Hans Christian Oster (HansChristian Oersted) fann att den nuvarande alstrar ett magnetfält, och Michael Faraday (Michel Faraday) har funnit att flytta magneten kommer att producera ström. Tydligt är elektricitet och magnetism naturligt samband. Men fram till 1850-talet, visar James Clerk Maxwell (James Clerk Maxwell) endast uppgifter om en sådan koppling. Maxwell genom en uppsättning matematiska ekvationer beskriver exakt dessa "elektromagnetisk" fenomen, och förutspådde existensen av elektromagnetiska vågor. Snart insåg man att ljuset är ett exempel på en sådan våg, men också andra former av våg bör existera, t.ex. radiovågor och röntgenstrålar. Således, på ytan av två olika naturkrafterna - elektricitet och magnetism - visade sig vara två representationer av en enda elektromagnetisk kraft, det har sina egna unika företeelser.

För årtionden, denna enhet djupare utvecklingsprocess. Enligt överenskommelse, är den elektromagnetiska kraften och den svaga kärnkraften krafter kopplade, en enda "elektrosvaga" force komponent. Många fysiker tror att, som en del av den så kallade Grand enhetlig teori, kommer framtiden att visa att det finns en stark koppling till den elektrosvaga kraft. Dessutom, alla fyra krafter kan i vissa djup nog nivå syntes i en enda supermakt.

Försök att förena elektrosvaga kraften och den starka några storslagna enhetlig teori förutsäger en av de mest lovande inflationsdrivande kraft. Ett viktigt inslag i dessa teorier är att den falska vakuumtillståndet energi häpnadsväckande: Den typiska situationen är att en kubikcentimeter av rymden innehållande 10 ^ 87 joule energi! Även en atom volym kommer att ha 10 ^ 62 joule energi. En exciterad atom har endast cirka 10 ^ -18 Joule, både jämfört med det sistnämnda är obetydlig. Därför, för att stimulera vakuum, kräver en hel del energi, men i dagens värld kommer att finna att vi inte hoppas på detta tillstånd. Å andra sidan, så snart som The Big Bang extrema förhållanden, dessa siffror är mer trolig det.

Kopplat med det falska vakuumet enorm energi med en stark gravitationella effekter. Detta beror på att energi har massa, som Einstein har påpekat för oss, så det kan vara samma som vanlig materia av gravitationskraften. Enorma quantum vakuum energi har en enorm dragningskraft: 1 cm3 kvalitet falskt vakuum väger 10 ^ 64 ton, vilket är mer än hela observerbara universum idag, kvaliteten (ca 10 ^ 48) är också stor! Denna onormala generation av gravitationell värdelös mot inflation, vilket kräver en viss anti-gravitation process. Dock är den falska vakuum energi enorm och lika enorma falska undertryck länkade, och det är detta tryck spelar en underbar roll. Vanligtvis ser vi inte en gravitationell källa av trycket, men detta tryck är en gravitationell källa. I allmänhet är föremål kan föremålet och objektet trycket massa gravitationens inverkan försumbar jämfört med gravitationseffekterna. Exempelvis kroppsvikten hos mindre än en miljarddel av en första inre trycket som genereras av jorden, men existerar denna effekt, men i en extremt stor trycksystem kan trycket gravitationskraft jämföras med kvaliteten.

När det gäller falska vakuum, både stor energi, men också med liknande enorm press, som konkurrerar med varandra för dominans av gravitationen, men ligger nyckeln i den typ av stress är negativ. Rollen av falska vakuum är inte exklusivt, utan snarare lockande. Negativa gravitationella effekter av undertryck, som kallas anti-gravitation. Därmed tillskrivs den pseudo-gravitationskraft av vakuum energi till sin stora attraktiv effekt och ett undertryck i sin enorma konkurrensen mellan repulsion effekt. Den slutliga trycket vunnit, är nettoeffekten att producera ett mycket stort motbjudande, kan det vara en plötslig impuls att öppna universum. Det är denna enorma inflationsdrivande dragkraft, omfattningen av universum i rasande fart 10 ^ -34 sekunder per fördubbling.

På den inneboende natur, är falskt vakuum instabil. Liksom alla glada kvanttillstånd, som det ska avklinga till grundtillståndet - sant vakuum. Efter dussintals fästingar, kan det förfalla. Som ett stort process, måste den visa diskuterats ovan inte kan undvika den oförutsägbarhet och slumpmässiga fluktuationer, är dessa egenskaper relaterade med Heisenbergs osäkerhetsprincip. Detta innebär att förekomsten av förruttnelse i termer av hela utrymmet inte är enhetlig, men det kommer att finnas fluktuationer. Vissa teoretiker menar att dessa fluktuationer kan vara den kosmiska bakgrundsstrålningen upptäckt satelliter observerade intensitet fluktuationer av orsaken.

Falskt vakuum förfall i universum för att återfå sin normala retardation expansion genom inflation i en explosion. Falskt vakuum inneslutna i energi kan frigöras och form av värme. Inflationen som genereras av den enorma expansionen av universum svalnat tills temperaturen mycket nära absoluta nollpunkten, och sedan den plötsliga slutet av inflationsdrivande universum igen upphettas till 10 ^ 28 grader hög temperatur. Idag, denna enorma termiska behållare har nästan helt försvunnit, kvar är kosmisk bakgrundsstrålning. Product of the vakuum energi release, till den kvantmekaniska antalet virtuella partiklar i vakuum erhålla en del av den energi, och omvandlas till fasta partiklar. Resterna av dessa partiklar kvar sedan dess blivit integrerad dig, mig och hela observerbara universum galaxen 10 ^ 48 ton material.

Decay natur

Vakuum är instabil, är den kvantmekaniska energinivån alltid låga nivåövergångar Att, som är kärnan i vakuum förfall.

År 1980 publicerade fysikern Sidney Coleman (Sidney Colemam) och Frank DeLucia (Frank De Luccia) en ny artikel, intetsägande titel "gravitationella effekter och vakuum förfall" publiceras i "Physical Review" magazine. De hänvisar till är inte bara tomma rymdens vakuum, och vakuumet staten kvantfysik. I det tredje kapitlet jag har förklarat, i vår mening kan vara tom vakuum, i själva verket, hur man kokar en mycket kort quantum händelser, virtuella partiklar verkar spöklikt, spridning och försvinner igen, är som en lättvindigt skämta spel. Som redan nämnts vakuumet staten inte kan vara unik, kan det finnas en mängd olika kvanttillstånd, som alla ser ut som ett tomt, men i varierande grad, upplever kvantmekaniska händelser i samband med denna fråga en annan energi.

För att sänka statens tillstånd energi förfalla ofta, vilket är en helt bekräftat i kvantfysikens principer. Till exempel kan en atom vidta en rad av flera exciterade tillstånd, men dessa är instabila exciterat tillstånd, atomer lägsta energitillståndet försöker "grupp" förfall tillstånd är grundtillståndet stabil. På liknande sätt är en metod för stimulering av vakuumtillståndet försöker också till lägsta energitillstånd som är "sann" vakuumtillstånd förfall. ......

Vi antar att universum verkligen motsvarar det aktuella läget i vakuum staten. Det vill säga, i alla möjliga energitillstånd i den lägsta energin i dagens utrymme vakuumtillstånd. Men för detta vi är säker på att du? Coleman och DeLucia vara en skrämmande tanke att vakuumet staten är faktiskt förmodligen inte "sant" vakuum men en ganska långlivad metastabilt tillstånd, vilket är ett annat falskt vakuum Det har varit en känsla av trygghet i en förklädnad för att lura oss, eftersom det har pågått i miljarder år. Vi vet att många kvantmekaniska system. Såsom urankärnan, dess halveringstid på miljarder år. Vakuum staten kan tänka mig att det skulle falla in i denna kategori? Coleman och DeLucia nämns i artikeln vakuum "förfall" innebär möjligheten av en större katastrof, kan nämligen vakuumtillstånd avslutas abrupt kastas in i universum en mindre lägre energitillstånd, medan Berätta för oss (och alla andra saker) tog ett tragiskt slut.

Fysisk beskrivning

Coleman och DeLucia hjälp av matematiska metoder för att simulera det vakuum förfall för att finna vägen för detta fenomen. De fann att sönderfallet av det rumsliga läget började dyka slumpmässigt, fungerar den som en "sann" vakuum blåsor omgivna av instabil "falska" omgiven av ett vakuum. När denna lilla bubbla nucleation snabbt att svälla, allt snabbare takt in i ljusets hastighet. Ökad falska vakuum region slukas av det, men förvandlas till äkta vakuum. I det tredje kapitlet, har jag diskuterat den energi skillnaden mellan dessa två stater kan nå en mycket stor utsträckning är koncentrerad till bubblan väggen och svepte hela universum, men också lägga den i mötet på vägen förstör allting ut.

Gravitationseffekterna

En klassisk fältteori grupp med två stabila tillstånd, ett av vilket är den absolut lägsta energitillstånd. Om det efter denna kvantfältteori, är grundtillståndet energi relativt högt vakuum kan betraktas som en pseudo som quantum tunnling, är det falska vakuumet instabil. Denna falska vakuum sönderfaller till en riktig vakuum, med tanke på hur allvarlig roll i denna process, kommer vi att finna att med vår första tanke är inte samma sak, de gravitationella effekterna oftast inte kan ignoreras, särskilt i slutet av förfall, kommer att bli mycket viktig. Detta viktiga arbete är klart S. Coleman och FD Luccia.

Falskt vakuum förfall är mycket lik de statistiska mekaniken i tuberkulos fasövergång process. I början av sönderfallsprocessen producerade bakgrunden av falska vakuum ett vakuum (undertryck vi kallade sanna vakuum) bubblan, som vatten genererade kokande bubblor när ett antal av samma, där det är en process av quantum tunnling. När vakuumet bubblan inträffade efter det asymptotiska expansionshastighet tenderar att ljusets hastighet är hela falska vakuumet täckas för att bli en sann vakuum. Naturligtvis, i semi-klassisk gräns, tidsenhet per volymenhet, är förekomsten sannolikheten för denna tunnling process exponentiell deprimerad.

Framväxten av nya

Liu Cixin bok i science fiction "Wen Chao" har dykt upp, i denna roman användning av högenergetiska partikelacceleratorer kommer snart att accelerera partiklar till 10 ^ 20 elektronvolt av energi kommer att utlösa vakuum förfall och diffusion av ljusets hastighet i universum. Vakuum förfall energi är koncentrerad spridning kanten, förstöra allt innehåll.


Föregående 1 Nästa Välj Sidor
Användare Omdöme
Inga kommentarer
Jag vill kommentera [Besökare (44.192.*.*) | Inloggning ]

Språk :
| Kontrollera kod :


Sök

版权申明 | 隐私权政策 | Copyright @2018 World uppslagsverk kunskap