фина структура константа. често се нарича \ (\ а \), основна физическа константа. характеризиращи силата на електромагнитното взаимодействие. Той е описан за първи път през 1916 г. от немски физик Арнолд Sommerfeld, като мярка на относителни корекции в описанието на атомните спектрални линии в рамките на модела Бор на атома.
фина структура константа (PTS) - безразмерна величина и цифровата стойност не зависи от избраната система на единици. В момента, се препоръчва да се използва следния стойност [1]. $$ \ алфа = 7,297 \; 352 \; 537 \ 6 (50) \ пъти 10 ^ = \ frac035 \; 999 \; 679 (94)> $$.
ESU единици в системния блок на електрически заряд, се определя по такъв начин, че диелектрична константа е единство. След това, фина структура константа се определя като: $$ \ алфа = \ Frac $$.
фина структура константа може да се дефинира като отношението на квадрат по-елементарно електрически заряд се отнася до обвинението Планк. $$ \ алфа = \ наляво (\ Frac \ дясно) ^ 2. $$
С оглед на връзката между силата и силната гравитацията Кулон водороден атом, фината структура може да бъде изразена по отношение на постоянно силна гравитация \ (\ Гама \), протон маса \ (M_p \) и електрон \ (M_e \):
фина структура константа е съотношението на двете енергии:
- енергията, необходима за преодоляване на електростатично отблъскване между двата електрона. ги доближи до безкрая на определено разстояние с. и
- на фотонна енергия с дължина на вълната 2 пи S.
Исторически, първата тълкуването на съотношението скорост постоянна електрон фината структура е първата кръгова орбита в модела Бор на атома на скоростта на светлината. Тази нагласа се появява в произведенията на Зомерфелд и определя размера на глобата разделянето на водородните спектрални линии.
В квантовата електродинамика фина структура постоянно има стойност на константата на свързване. което е характерно за силата на взаимодействието между електрически заряди и фотони. Неговата стойност не може да бъде предсказано теоретично и въведена въз основа на експериментални данни. фина структура константа е един от двадесет и странни "външни параметри" стандартния модел във физиката на елементарните частици.
Фактът, че α е много по-малък от единица, могат да бъдат използвани в квантовата теория на електродинамиката смущение. Физически резултати от теорията, представени под формата на серия в правомощията на α. И членовете с повишаване градуса на α става по-малко и по-малко важно. Обратно, голям постоянно взаимодействие в квантовата хромодинамика прави изчисления като се вземат предвид силното взаимодействие е изключително сложен.
В електрослабата теория показва, че стойността на фина структура константа (сила на електромагнитното взаимодействие) зависи от енергията характеристика на процеса. Твърди се, че фина структура константата на логаритмично се увеличава с увеличаване на енергията. Наблюдаваното от фина структура константа истинската при енергии на масата на електрони. Характерните енергията не може да по-ниски стойности, тъй като електрон (позитрон като) има най-малкото тегло между заредените частици. Ето защо, да речем 1 / 137,036 - тази стойност е най-фина структура константа при нулево енергия. Освен това фактът, че характерните енергиите на електромагнитни смущения следващите по сила с другите две взаимодействия е важно за големи обединение теории.
Ако прогнозата на квантовата електродинамика са правилни, фина структура константа би отнело безкрайно стойност на стойността на енергията, известен като Ландау полюс. Това ограничава обхвата на приложение на квантовата електродинамика само зоната на действие на теория смущение.
Що се отнася до фината структура постоянно е постоянно? [Позоваване]
Физиците винаги са били заинтересовани от това дали фина структура постоянно наистина е постоянна, тя е винаги там, независимо дали тя е на стойност за целия живот на Вселената. Някои теории твърдят, че не е така. Първият експериментален тест на този въпрос, сред които най-интересно изследване на спектралните линии на далечни звезди и проучване Окло. Те не разкрива никакви промени в фина структура константа.
Едно от обясненията за стойността на фина структура константа включва антропния принцип, който гласи, че стойността на фина структура константа е толкова важно, защото в противен случай би било невъзможно за съществуването на стабилна материя и следователно живот и интелигентни същества не са могли да възникнат, ако стойността α е различно. Например, известно е, че α бъде само 4% по-високо производство на въглерод в звезди би било невъзможно. Ако α е по-голяма от 0,1. вътре звезди не може да продължи слети процеси. [2]
фина структура константа, че е безразмерна величина, която няма нищо общо с който и да е от известните математически константи. Тя винаги е била обект на възхищение от физиците. Ричард Файнман. един от основателите на квантовата електродинамика, я нарече "една от най-голямото проклети тайните на физиката. магическо число, което идва при нас без никакво разбиране на неговата личност" В края на живота си, друг физик - Артър Едингтън - проектиран нумерологична "доказателство", че 1 / α е точното число, а дори и да го отнасят до броя на Едингтън. което предполага, че броят на барионите във Вселената. Експерименти, проведени по-късно показват, че 1 / α не е цяло число.
И възможна връзка с предвидената измерение на пространство-времето, [3]. в един от най-обещаващите последните теории - така наречената "М-теория", очертава като обобщение на теорията на superstrings и претенции, за да опише всички физически взаимодействия и елементарни частици - времепространството трябвало 11-измерна. В този случай, едно измерване на макро ниво се възприема като време, три - като макроскопски пространствените измерения, останалите седем - е така наречените "валцувани" (квантови) измервания, които се усещат само на микро-ниво. Така TCP комбинира числата 1, 3 и 7 с фактори, които са кратни на десет, и 10 може да се тълкува като общият размер на пространството в теорията на низ.
Подобно математик Джеймс Gilson предполага, че фината структура може да бъде математически, с висока точност, дефинирани като $$ \ алфа = \ Frac \ Frac \ (\ пи / (137 \ cdot 29))> \ приблизително 1/137035 \; 999 \ ;. $$ 7867
Друг експресията на който силно точно възпроизвежда фината структура константа, е $$ - \ LN \ защото (1 / \ а) \ приблизително 1 $$.
Но това уравнение също не е точна: $$ - \ LN \ защото (1 / \ алфа) \ около 1000 \; 02 (16) $$.
В скорошно статия от Olchaka [3] е по-компактен и отделна формула приравняване на фината структура постоянно с точност не по-лошо от формула Gilson. Стойността на PTS в този случай се свързва с ключово значение за динамиката на хаос Feigenbaum постоянна δ. Това постоянно, в най-общи линии, характеризира степента на сближаване на решения на нелинейни динамични системи в състояние на "нестабилност във всеки един момент", или "динамичен хаос". Към днешна дата, изчислената стойност на постоянното Feigenbaum (в рамките на точността, необходима за изчисляване на PTS) на \ (\ делта = 4,669 \; 211 \; 660 \; 910 \; 299 \; \ ldots \).
размер TCP се изчислява съвсем точно, като основата на прост уравнение $$ 1 / \ алфа = 137 + \ Frac, $$
който е приблизително равен на експерименталната стойност на десетия знак след десетичната запетая. Точността на съвпадение
Интервал 1,3 стандарт днес експерименталната грешка.
Трябва също да се отбележи, че от гледна точка на съвременните квантовата електродинамика фина структура постоянно работи свързване постоянна. че зависи от мащаба на енергия взаимодействие. Това до голяма степен лиши физически смисъл нумерологични опити за изграждане на формула за определен (в частност - нула, ако става въпрос за стойността на 1 / 137,036) на предадения импулс.
Свързани статии