Kérdés:
A klasszikus fizikusok könnyen érezték magukat a ponttöltések miatt?
David Holden
2015-05-07 12:26:44 UTC
view on stackexchange narkive permalink

A pont töltés koncepció egyértelműen nagyon hasznos matematikai fikció , de a "fizikai intuíció" szempontjából is problematikus. Még laikusok is úgy érzik, hogy magyarázatra van szükség arra vonatkozóan, hogy miért nem oszlik meg a ponttöltést az ön taszítás. Egy barátom, aki sokkal több fizikát ismer, mint én, azt mondta, hogy Maxwell egyenleteinek pontbeli elektromos töltésre van szükségük a gyors csillapításhoz (olyan időskálán, mint például $ 10 ^ {- 18} $ sec!). A következő kérdés megvitatására azonban nem volt hajlandó vonzódni: részecskék?

Egy válasz:
Conifold
2015-05-08 01:09:11 UTC
view on stackexchange narkive permalink

Igen, meg is tették, és a probléma továbbra is fennáll a kvantumtérelméletben, amennyiben az elektronokat "ponttöltéseknek" nevezhetjük (a közös terminológia ellenére sem hullámok, sem részecskék, és technikailag mindegyik az egész univerzumban elkenődik) . Lorentz-Abraham klasszikus elektronelméletének több kérdése is felmerült, némelyik az elektron ponthoz, például a természethez kapcsolódott, mint például a végtelen önenergia és az önstressz, mások nem, mint az előgyorsulás (a töltés „érzi” a jövő erőinek alkalmazását), és belső instabilitás. Lorentz megpróbálta "feloldani" az elektronot éterben, és elektromágneses mező műtermékké redukálta. Abraham megpróbált egy olyan elméletet felépíteni, ahol az elektron egy kis, véges sugarú gömb volt az Az elektron dinamikájának alapelvei (1902), Poincaré pedig vonzó nem elektromágneses erőt javasolt az összetartáshoz.

Itt van Rohrlich előadásából:

" ... amikor a sugár nullára csökken, az elektrontömeg végtelenül nagy lesz ... Ez az elektron-énenergia híres problémája. Az elektron klasszikus elméletében, valamint a kvantumelméletben is létezik. Ennek kielégítő megoldása nem ismert. Legjobb esetben ideiglenes megoldást nyújt a renormalizációs eljárás ... Ezért nem meglepő, hogy sok kísérletet tettek a véges kiterjesztésű elektron megtartására, és az elmélet fejlődése során egy kifejezett elektronszerkezet folytatására. "

És ez még nem minden:

" Nyilvánvaló, hogy a negatív töltés felhalmozódása nem stabil konfiguráció: Csak egy előjelű bármilyen véges töltéseloszlás felrobbanhat ... Poincaré javaslatot tett erre. Megmutatta, hogy egy vonzó és következésképpen nem elektromágneses erő mindig hozzáadható az elmélethez a feszültségek kiegyensúlyozása és a stabilitás megteremtése érdekében. Ez egy nagyon ad hoc megoldás, és egyáltalán nem felel meg az "alapvető" elméletnek. Másrészt a pont-elektron elméletben az elektromágneses az önstressz végtelen, és ennek kell lennie a Poincaré összetartó erejének is. "

Az elektronok a kvantumtérelméletben még mindig" pontszerűek "abban az értelemben, hogy technikailag pontokká omlanak össze. amikor a pozíciókat mérik. A perturbatív kiterjesztésekben útjukat vonalak ábrázolják a Feynman-diagramokban, ami divergenciákhoz vezet. A átalakítás nagyjából következetes módszer a végtelenségek "törlésére", amelyek minden releváns diagramból származnak. Ez egy "renormalizációs skálától" függ, és annak rögzítéséhez a mért mennyiségeket, például az elektron tömegét, elméleti képletekkel kell helyettesíteni. A gravitációval a trükk nem működik, nem renormálható, ami nagy oka annak, hogy még mindig nincs meg a kvantum gravitáció elmélete.

A húrelmélet kísérlet arra, hogy ezt a kérdést elvi módon kezelje. A pontokat szegmensekkel vagy körökkel, a vonaldiagramokat pedig sima kétdimenziós "zsírdiagramokkal" helyettesítik, amelyek hozzájárulása várhatóan véges lesz. Ha a húrelmélet sikerül, akkor az elektronok már nem lesznek pontszerűek, hanem belső húros szerkezetűek.

A relativitás (Dirac-egyenlet) nem veszi figyelembe az elektron megfigyelt tömegét?
@Javier Nem pontosan. Dirac alapállapotú energiája még mindig végtelen, de "felszívta" az elektron "újradefiniált" tömegébe. Ez a renormalizáció prototípusa volt. Egyetlen részecske értelmezése esetén Dirac egyenlete kizárt a negatív energiaszintek miatt, amelyekre nem figyelnek meg ugrásokat. Tehát mindet felesleges részecskékkel töltötte be, amelyek végtelen töltést vezettek be, így Pauli elve kizárja az ugrásokat. Ahhoz, hogy megfelelő legyen, egyenletét "másodszor kell kvantálni" többrészecskéssé, és amikor minden elmondható és kész, kvantumtérelméletet kapunk modern stílusú renormalizációval.


Ezt a kérdést és választ automatikusan lefordították angol nyelvről.Az eredeti tartalom elérhető a stackexchange oldalon, amelyet köszönünk az cc by-sa 3.0 licencért, amely alatt terjesztik.
Loading...