Сообщение Re[16]: Математика... это да... от 26.10.2017 8:33
Изменено 26.10.2017 8:34 D. Mon
Re[16]: Математика... это да...
Здравствуйте, vdimas, Вы писали:
V>Протон в атоме гелия имеет меньшую массу, чем протон в атоме водорода. Разница этой массы выделяется в момент термоядерного синтеза по известной формуле E=mc2.
Скорее, общая масса атома гелия отличается от суммы масс двух свободных протонов. Т.к. энергия связи влияет. Более интересный пример — масса самого протона во много раз больше, чем сумма масс трех образующих его кварков. Опять энергия связи. Но протон это не "элементарная" частица с СМ, составная.
V>Т.е., с т.з. зрения Стандартной модели, понятие "массы" для элементарных частиц — это почти точный аналог "температуры" из области физики газов, т.е. мерило внутренней (потенциальной?) энергии частиц.
Для составных так, да. Для подлинно элементарных (фундаментальных — электронов, мюонов, кварков, W/Z бозонов..) масса это константа. Она в свою очередь выводится из coupling constant между соответствующим полем и полем Хиггса.
V>А мне нет. Само допущение о том, что электрон, обладающий массой, не обладает инерцией — уже дикость. Это слишком смелое упрощение, но таких полно в квантовой механике,
Чо? Где ты такое утверждение в КМ видел?
V>Если же заряды не свободны, то можно рассматривать силы без самого взаимодействия. В этом месте и состоит слабость любых квантовых теорий, что они не в состоянии описать феномен "силы". Что есть сила? Что удерживает, например, пружинку измерительного прибора? (измеряющего напряжённость магнитного или электрического поля, не важно). Так вот, КТП не в состоянии описать даже силу Лоренца, т.е. то самое правило левой руки. Потому что, если нет взаимодействия, нет КТП! А сила есть! Пружинка сжалась и не разжимается! ))
Неправда, все КТП в состоянии. Сила это не фундаментальное, а эффективное понятие (подобно температуре или давлению). В простой версии КМ, где про волновые функции, легко показать, как градиент потенциальной энергии приводит к тому, что модуль волновой функции растет в направении уменьшения энергии.
Я вот тут об этом писал с картинками:
https://thedeemon.livejournal.com/113053.html
В КТП это описывается несколько другим языком, но тоже довольно красиво и "на кончике пера" выводится. Берем свободное поле фермионов (тех же электронов), добавляем требование локальной калибровочной симметрии, для этого простую производную заменяем ковариантной, там сразу возникает новое поле — векторный потенциал — это поле фотонов. В уравнениях движения так возникает член, где исходное поле фермионов умножается на поле фотонов с константой — зарядом. Так колебания одного влияют на колебания другого. И если аккуратно посчитать, как эти распространяющиеся колебания в ЭМ поле влияют на заряженные частицы, получим и закон Кулона, и силу Лоренца, отлично они выводятся там из первых принципов. См.
https://arxiv.org/pdf/1012.3883.pdf
http://www.physics-quest.org/Book_Lorentz_force_from_Klein_Gordon.pdf
Все фундаментальные взаимодействия в стандартной модели выводятся так из калибровочной симметрии, оказываются определенными частями общего лагранжиана и уравнений движения (полей), в результате выходит, что если заряженная частица движется в ЭМ поле (даже статичном), вероятность встретить ее там, где предсказывают законы электродинамики, оказывается выше, вот и вся "сила".
V>Не только я хочу, а и ведущие физики тоже. Потому что газодинамика — это хорошо, конечно, но работает только при значительном "отдалении" от сути происходящего в газе и при относительно большом кол-ве молекул газа. Так и тут.
Вся эта квантовая хромодинамика сидит исключительно и только на постулатах. Не только меня напрягаю такие факты как, например, про квантовую хромодинамику, которая не была "выведена на кончике пера". Она была рождена тупым перебором подходящих моделей под описание наблюдаемого в экспериментах. Но это тогда, более полувека назад. Проблема-то в том, что и сегодня этот раздел физики невозможно вывести на том самом кончике пера. На секундочку, это сам по себе приличный такой по размерам позор науки до сих пор. ))
КХД очень красиво выводится, если вначале угадать, какую именно калибровочную симметрию потребовать. Т.е. то, какие кварки бывают и сколько их — это мы берем (в некотором роде угадываем) из наблюдений, зато потом, наблюдая наличие адронов из трех кварков одного типа, уже легко догадаться о том, что каждый тип может быть трех вариаций ("цветов") и дальше уже калибровочная теория замечательно выводит нам все глюоны и их свойства. КХД это как раз прекрасный пример чистой ненарушенной калибровочной симметрии. Численные модели на решетках потом прекрасно (красиво, хоть и не с идеальной точностью) из этих идей нам рассчитывают свойства протонов.
DM>>Никто не обещал, что на квантовом уровне все выглядит и работает так же
V>Никто не требует "так же". Требуется хоть какая-то модель среды, дающая наблюдаемые эффекты. А её нет. По-сути, современное состояние Стандартной модели более чем плачевно. Сегодня она представляет из себя набор постулатов/правил (с отсутствующей причинностью) и эмпирически подобранных математических моделей, более-менее неплохо описывающих происходящее.
Так она и описывает "модель среды" — вот тебе набор полей, вот тебе принципы их эволюции и взаимодействия. Что еще надо?
Струны ничуть не лучше, они еще абстрактнее и математичнее.
DM>>никто не обещал, что там будут классическая ньютоновская механика и классические представления об объектах работать.
V>Ньютоновская механика, напомню, тоже постулируется. Зато неплохо выводится из теории струн. На кончике пера. Что и требуется, собсно.
Так из стандартной модели ньютоновская механика выводится еще лучше. Потому что СМ хотя бы описывает наш мир с теми частицами, которые мы видим вокруг и в ускорителях. А теория струн описывает 10^500 разных потенциальных миров, игрушечных вселенных, в которых возникают частицы похожие на гравитоны или похожие на фермионы, но вот конкретно наш мир с его набором частиц и его законами там получить непонятно как, только постулируя хрен знает сколько параметров. В СМ около 30 числовых параметров, берущихся из измерений. А сколько нужно теории струн?
И важно помнить, что теория струн с одной стороны нам должна давать имеющуюся КТП как предел (те же диаграммы Фейнмана там вырисовываются, тот же механизм виртуальных частиц), а с другой стороны сама теория струн может быть представлена как КТП в 1+1 мерном пространстве.
V>Неужели мне всё еще требуется объяснять, что меня смущает? ))
V>Когда химики стали предсказывать химические элементы, не открытые ранее, стало возможным говорить о том, что химики более-менее освоили свою область науки. А про физику такого сказать нельзя. Чуть более чем вся физика имеет шаткий фундамент постулатов, выведенных из прямых наблюдений. Т.е., на самом деле никто ни черта не понимает. Почему правило левой руки именно левое, а не правое, ы? То-то! ))
Физики СМ предсказали ряд частиц (несколько кварков + бозон Хиггса) задолго до их наблюдения. Чем это отличается от химиков с их элементами? Я не вижу разницы. И да, получается набор постулатов, которые угаданы, и которые дают наблюдаемую физику. Что в этом плохого, разве не это мы хотим от теории? Правило такой-то руки там отлично выводится из свойств векторного произведения, из того, как тензор ЭМ поля строится из векторного потенциала.
V>>>Верно. Вот и получается, что это поле НЕ состоит из "целых" квантов для каждой частоты. Поэтому, грамотно будет квантовать лишь ВОЗМУЩЕНИЯ этого поля (энергию фотонов, электронов и т.д.), а не его "абсолютный потенциал".
DM>>Так и делают, в общем-то.
V>Нет, делают не так, увы. Вместо этого поле населяют т.н. "виртуальными частицами" с противоположными то спинами, то зарядами.
V>Про частицы как возмущения среды лишь говорит теория струн.
Теория струн недалеко ушла от КТП, см. выше. Колебания струн и колебания полей одинаково абстрактны, и струнщики по сути тем же фреймворком КТП пользуются, это тоже пертубативная теория, там те же виртуальные частицы, никуда они не деваются.
Про "абсолютный потенциал" ты зря. Там же берется некоторое состояние за вакуум, от него уже пляшут операторами рождения и уничтожения, но сам вакуум это не нулевой вектор, это какое-то состояние, которое тоже может меняться (см. всякие false vacuum, vacuum decay, да хоть бы и спонтанное нарушение симметрии после БВ) или по-разному раскладываться по базису частиц (что в частности дает нам излучение Хокинга).
V>Протон в атоме гелия имеет меньшую массу, чем протон в атоме водорода. Разница этой массы выделяется в момент термоядерного синтеза по известной формуле E=mc2.
Скорее, общая масса атома гелия отличается от суммы масс двух свободных протонов. Т.к. энергия связи влияет. Более интересный пример — масса самого протона во много раз больше, чем сумма масс трех образующих его кварков. Опять энергия связи. Но протон это не "элементарная" частица с СМ, составная.
V>Т.е., с т.з. зрения Стандартной модели, понятие "массы" для элементарных частиц — это почти точный аналог "температуры" из области физики газов, т.е. мерило внутренней (потенциальной?) энергии частиц.
Для составных так, да. Для подлинно элементарных (фундаментальных — электронов, мюонов, кварков, W/Z бозонов..) масса это константа. Она в свою очередь выводится из coupling constant между соответствующим полем и полем Хиггса.
V>А мне нет. Само допущение о том, что электрон, обладающий массой, не обладает инерцией — уже дикость. Это слишком смелое упрощение, но таких полно в квантовой механике,
Чо? Где ты такое утверждение в КМ видел?
V>Если же заряды не свободны, то можно рассматривать силы без самого взаимодействия. В этом месте и состоит слабость любых квантовых теорий, что они не в состоянии описать феномен "силы". Что есть сила? Что удерживает, например, пружинку измерительного прибора? (измеряющего напряжённость магнитного или электрического поля, не важно). Так вот, КТП не в состоянии описать даже силу Лоренца, т.е. то самое правило левой руки. Потому что, если нет взаимодействия, нет КТП! А сила есть! Пружинка сжалась и не разжимается! ))
Неправда, все КТП в состоянии. Сила это не фундаментальное, а эффективное понятие (подобно температуре или давлению). В простой версии КМ, где про волновые функции, легко показать, как градиент потенциальной энергии приводит к тому, что модуль волновой функции растет в направении уменьшения энергии.
Я вот тут об этом писал с картинками:
https://thedeemon.livejournal.com/113053.html
В КТП это описывается несколько другим языком, но тоже довольно красиво и "на кончике пера" выводится. Берем свободное поле фермионов (тех же электронов), добавляем требование локальной калибровочной симметрии, для этого простую производную заменяем ковариантной, там сразу возникает новое поле — векторный потенциал — это поле фотонов. В уравнениях движения так возникает член, где исходное поле фермионов умножается на поле фотонов с константой — зарядом. Так колебания одного влияют на колебания другого. И если аккуратно посчитать, как эти распространяющиеся колебания в ЭМ поле влияют на заряженные частицы, получим и закон Кулона, и силу Лоренца, отлично они выводятся там из первых принципов. См.
https://arxiv.org/pdf/1012.3883.pdf
http://www.physics-quest.org/Book_Lorentz_force_from_Klein_Gordon.pdf
Все фундаментальные взаимодействия в стандартной модели выводятся так из калибровочной симметрии, оказываются определенными частями общего лагранжиана и уравнений движения (полей), в результате выходит, что если заряженная частица движется в ЭМ поле (даже статичном), вероятность встретить ее там, где предсказывают законы электродинамики, оказывается выше, вот и вся "сила".
V>Не только я хочу, а и ведущие физики тоже. Потому что газодинамика — это хорошо, конечно, но работает только при значительном "отдалении" от сути происходящего в газе и при относительно большом кол-ве молекул газа. Так и тут.
Вся эта квантовая хромодинамика сидит исключительно и только на постулатах. Не только меня напрягаю такие факты как, например, про квантовую хромодинамику, которая не была "выведена на кончике пера". Она была рождена тупым перебором подходящих моделей под описание наблюдаемого в экспериментах. Но это тогда, более полувека назад. Проблема-то в том, что и сегодня этот раздел физики невозможно вывести на том самом кончике пера. На секундочку, это сам по себе приличный такой по размерам позор науки до сих пор. ))КХД очень красиво выводится, если вначале угадать, какую именно калибровочную симметрию потребовать. Т.е. то, какие кварки бывают и сколько их — это мы берем (в некотором роде угадываем) из наблюдений, зато потом, наблюдая наличие адронов из трех кварков одного типа, уже легко догадаться о том, что каждый тип может быть трех вариаций ("цветов") и дальше уже калибровочная теория замечательно выводит нам все глюоны и их свойства. КХД это как раз прекрасный пример чистой ненарушенной калибровочной симметрии. Численные модели на решетках потом прекрасно (красиво, хоть и не с идеальной точностью) из этих идей нам рассчитывают свойства протонов.
DM>>Никто не обещал, что на квантовом уровне все выглядит и работает так же
V>Никто не требует "так же". Требуется хоть какая-то модель среды, дающая наблюдаемые эффекты. А её нет. По-сути, современное состояние Стандартной модели более чем плачевно. Сегодня она представляет из себя набор постулатов/правил (с отсутствующей причинностью) и эмпирически подобранных математических моделей, более-менее неплохо описывающих происходящее.
Так она и описывает "модель среды" — вот тебе набор полей, вот тебе принципы их эволюции и взаимодействия. Что еще надо?
Струны ничуть не лучше, они еще абстрактнее и математичнее.
DM>>никто не обещал, что там будут классическая ньютоновская механика и классические представления об объектах работать.
V>Ньютоновская механика, напомню, тоже постулируется. Зато неплохо выводится из теории струн. На кончике пера. Что и требуется, собсно.
Так из стандартной модели ньютоновская механика выводится еще лучше. Потому что СМ хотя бы описывает наш мир с теми частицами, которые мы видим вокруг и в ускорителях. А теория струн описывает 10^500 разных потенциальных миров, игрушечных вселенных, в которых возникают частицы похожие на гравитоны или похожие на фермионы, но вот конкретно наш мир с его набором частиц и его законами там получить непонятно как, только постулируя хрен знает сколько параметров. В СМ около 30 числовых параметров, берущихся из измерений. А сколько нужно теории струн?
И важно помнить, что теория струн с одной стороны нам должна давать имеющуюся КТП как предел (те же диаграммы Фейнмана там вырисовываются, тот же механизм виртуальных частиц), а с другой стороны сама теория струн может быть представлена как КТП в 1+1 мерном пространстве.
V>Неужели мне всё еще требуется объяснять, что меня смущает? ))
V>Когда химики стали предсказывать химические элементы, не открытые ранее, стало возможным говорить о том, что химики более-менее освоили свою область науки. А про физику такого сказать нельзя. Чуть более чем вся физика имеет шаткий фундамент постулатов, выведенных из прямых наблюдений. Т.е., на самом деле никто ни черта не понимает. Почему правило левой руки именно левое, а не правое, ы? То-то! ))
Физики СМ предсказали ряд частиц (несколько кварков + бозон Хиггса) задолго до их наблюдения. Чем это отличается от химиков с их элементами? Я не вижу разницы. И да, получается набор постулатов, которые угаданы, и которые дают наблюдаемую физику. Что в этом плохого, разве не это мы хотим от теории? Правило такой-то руки там отлично выводится из свойств векторного произведения, из того, как тензор ЭМ поля строится из векторного потенциала.
V>>>Верно. Вот и получается, что это поле НЕ состоит из "целых" квантов для каждой частоты. Поэтому, грамотно будет квантовать лишь ВОЗМУЩЕНИЯ этого поля (энергию фотонов, электронов и т.д.), а не его "абсолютный потенциал".
DM>>Так и делают, в общем-то.
V>Нет, делают не так, увы. Вместо этого поле населяют т.н. "виртуальными частицами" с противоположными то спинами, то зарядами.
V>Про частицы как возмущения среды лишь говорит теория струн.
Теория струн недалеко ушла от КТП, см. выше. Колебания струн и колебания полей одинаково абстрактны, и струнщики по сути тем же фреймворком КТП пользуются, это тоже пертубативная теория, там те же виртуальные частицы, никуда они не деваются.
Про "абсолютный потенциал" ты зря. Там же берется некоторое состояние за вакуум, от него уже пляшут операторами рождения и уничтожения, но сам вакуум это не нулевой вектор, это какое-то состояние, которое тоже может меняться (см. всякие false vacuum, vacuum decay, да хоть бы и спонтанное нарушение симметрии после БВ) или по-разному раскладываться по базису частиц (что в частности дает нам излучение Хокинга).
Re[16]: Математика... это да...
Здравствуйте, vdimas, Вы писали:
V>Протон в атоме гелия имеет меньшую массу, чем протон в атоме водорода. Разница этой массы выделяется в момент термоядерного синтеза по известной формуле E=mc2.
Скорее, общая масса атома гелия отличается от суммы масс свободных протонов и нейтронов. Т.к. энергия связи влияет. Более интересный пример — масса самого протона во много раз больше, чем сумма масс трех образующих его кварков. Опять энергия связи. Но протон это не "элементарная" частица в СМ, составная.
V>Т.е., с т.з. зрения Стандартной модели, понятие "массы" для элементарных частиц — это почти точный аналог "температуры" из области физики газов, т.е. мерило внутренней (потенциальной?) энергии частиц.
Для составных так, да. Для подлинно элементарных (фундаментальных — электронов, мюонов, кварков, W/Z бозонов..) масса это константа. Она в свою очередь выводится из coupling constant между соответствующим полем и полем Хиггса.
V>А мне нет. Само допущение о том, что электрон, обладающий массой, не обладает инерцией — уже дикость. Это слишком смелое упрощение, но таких полно в квантовой механике,
Чо? Где ты такое утверждение в КМ видел?
V>Если же заряды не свободны, то можно рассматривать силы без самого взаимодействия. В этом месте и состоит слабость любых квантовых теорий, что они не в состоянии описать феномен "силы". Что есть сила? Что удерживает, например, пружинку измерительного прибора? (измеряющего напряжённость магнитного или электрического поля, не важно). Так вот, КТП не в состоянии описать даже силу Лоренца, т.е. то самое правило левой руки. Потому что, если нет взаимодействия, нет КТП! А сила есть! Пружинка сжалась и не разжимается! ))
Неправда, все КТП в состоянии. Сила это не фундаментальное, а эффективное понятие (подобно температуре или давлению). В простой версии КМ, где про волновые функции, легко показать, как градиент потенциальной энергии приводит к тому, что модуль волновой функции растет в направении уменьшения энергии.
Я вот тут об этом писал с картинками:
https://thedeemon.livejournal.com/113053.html
В КТП это описывается несколько другим языком, но тоже довольно красиво и "на кончике пера" выводится. Берем свободное поле фермионов (тех же электронов), добавляем требование локальной калибровочной симметрии, для этого простую производную заменяем ковариантной, там сразу возникает новое поле — векторный потенциал — это поле фотонов. В уравнениях движения так возникает член, где исходное поле фермионов умножается на поле фотонов с константой — зарядом. Так колебания одного влияют на колебания другого. И если аккуратно посчитать, как эти распространяющиеся колебания в ЭМ поле влияют на заряженные частицы, получим и закон Кулона, и силу Лоренца, отлично они выводятся там из первых принципов. См.
https://arxiv.org/pdf/1012.3883.pdf
http://www.physics-quest.org/Book_Lorentz_force_from_Klein_Gordon.pdf
Все фундаментальные взаимодействия в стандартной модели выводятся так из калибровочной симметрии, оказываются определенными частями общего лагранжиана и уравнений движения (полей), в результате выходит, что если заряженная частица движется в ЭМ поле (даже статичном), вероятность встретить ее там, где предсказывают законы электродинамики, оказывается выше, вот и вся "сила".
V>Не только я хочу, а и ведущие физики тоже. Потому что газодинамика — это хорошо, конечно, но работает только при значительном "отдалении" от сути происходящего в газе и при относительно большом кол-ве молекул газа. Так и тут. Вся эта квантовая хромодинамика сидит исключительно и только на постулатах. Не только меня напрягаю такие факты как, например, про квантовую хромодинамику, которая не была "выведена на кончике пера". Она была рождена тупым перебором подходящих моделей под описание наблюдаемого в экспериментах. Но это тогда, более полувека назад. Проблема-то в том, что и сегодня этот раздел физики невозможно вывести на том самом кончике пера. На секундочку, это сам по себе приличный такой по размерам позор науки до сих пор. ))
КХД очень красиво выводится, если вначале угадать, какую именно калибровочную симметрию потребовать. Т.е. то, какие кварки бывают и сколько их — это мы берем (в некотором роде угадываем) из наблюдений, зато потом, наблюдая наличие адронов из трех кварков одного типа, уже легко догадаться о том, что каждый тип может быть трех вариаций ("цветов") и дальше уже калибровочная теория замечательно выводит нам все глюоны и их свойства. КХД это как раз прекрасный пример чистой ненарушенной калибровочной симметрии. Численные модели на решетках потом прекрасно (красиво, хоть и не с идеальной точностью) из этих идей нам рассчитывают свойства протонов.
DM>>Никто не обещал, что на квантовом уровне все выглядит и работает так же
V>Никто не требует "так же". Требуется хоть какая-то модель среды, дающая наблюдаемые эффекты. А её нет. По-сути, современное состояние Стандартной модели более чем плачевно. Сегодня она представляет из себя набор постулатов/правил (с отсутствующей причинностью) и эмпирически подобранных математических моделей, более-менее неплохо описывающих происходящее.
Так она и описывает "модель среды" — вот тебе набор полей, вот тебе принципы их эволюции и взаимодействия. Что еще надо?
Струны ничуть не лучше, они еще абстрактнее и математичнее.
DM>>никто не обещал, что там будут классическая ньютоновская механика и классические представления об объектах работать.
V>Ньютоновская механика, напомню, тоже постулируется. Зато неплохо выводится из теории струн. На кончике пера. Что и требуется, собсно.
Так из стандартной модели ньютоновская механика выводится еще лучше. Потому что СМ хотя бы описывает наш мир с теми частицами, которые мы видим вокруг и в ускорителях. А теория струн описывает 10^500 разных потенциальных миров, игрушечных вселенных, в которых возникают частицы похожие на гравитоны или похожие на фермионы, но вот конкретно наш мир с его набором частиц и его законами там получить непонятно как, только постулируя хрен знает сколько параметров. В СМ около 30 числовых параметров, берущихся из измерений. А сколько нужно теории струн?
И важно помнить, что теория струн с одной стороны нам должна давать имеющуюся КТП как предел (те же диаграммы Фейнмана там вырисовываются, тот же механизм виртуальных частиц), а с другой стороны сама теория струн может быть представлена как КТП в 1+1 мерном пространстве.
V>Неужели мне всё еще требуется объяснять, что меня смущает? ))
V>Когда химики стали предсказывать химические элементы, не открытые ранее, стало возможным говорить о том, что химики более-менее освоили свою область науки. А про физику такого сказать нельзя. Чуть более чем вся физика имеет шаткий фундамент постулатов, выведенных из прямых наблюдений. Т.е., на самом деле никто ни черта не понимает. Почему правило левой руки именно левое, а не правое, ы? То-то! ))
Физики СМ предсказали ряд частиц (несколько кварков + бозон Хиггса) задолго до их наблюдения. Чем это отличается от химиков с их элементами? Я не вижу разницы. И да, получается набор постулатов, которые угаданы, и которые дают наблюдаемую физику. Что в этом плохого, разве не это мы хотим от теории? Правило такой-то руки там отлично выводится из свойств векторного произведения, из того, как тензор ЭМ поля строится из векторного потенциала.
V>>>Верно. Вот и получается, что это поле НЕ состоит из "целых" квантов для каждой частоты. Поэтому, грамотно будет квантовать лишь ВОЗМУЩЕНИЯ этого поля (энергию фотонов, электронов и т.д.), а не его "абсолютный потенциал".
DM>>Так и делают, в общем-то.
V>Нет, делают не так, увы. Вместо этого поле населяют т.н. "виртуальными частицами" с противоположными то спинами, то зарядами.
V>Про частицы как возмущения среды лишь говорит теория струн.
Теория струн недалеко ушла от КТП, см. выше. Колебания струн и колебания полей одинаково абстрактны, и струнщики по сути тем же фреймворком КТП пользуются, это тоже пертубативная теория, там те же виртуальные частицы, никуда они не деваются.
Про "абсолютный потенциал" ты зря. Там же берется некоторое состояние за вакуум, от него уже пляшут операторами рождения и уничтожения, но сам вакуум это не нулевой вектор, это какое-то состояние, которое тоже может меняться (см. всякие false vacuum, vacuum decay, да хоть бы и спонтанное нарушение симметрии после БВ) или по-разному раскладываться по базису частиц (что в частности дает нам излучение Хокинга).
V>Протон в атоме гелия имеет меньшую массу, чем протон в атоме водорода. Разница этой массы выделяется в момент термоядерного синтеза по известной формуле E=mc2.
Скорее, общая масса атома гелия отличается от суммы масс свободных протонов и нейтронов. Т.к. энергия связи влияет. Более интересный пример — масса самого протона во много раз больше, чем сумма масс трех образующих его кварков. Опять энергия связи. Но протон это не "элементарная" частица в СМ, составная.
V>Т.е., с т.з. зрения Стандартной модели, понятие "массы" для элементарных частиц — это почти точный аналог "температуры" из области физики газов, т.е. мерило внутренней (потенциальной?) энергии частиц.
Для составных так, да. Для подлинно элементарных (фундаментальных — электронов, мюонов, кварков, W/Z бозонов..) масса это константа. Она в свою очередь выводится из coupling constant между соответствующим полем и полем Хиггса.
V>А мне нет. Само допущение о том, что электрон, обладающий массой, не обладает инерцией — уже дикость. Это слишком смелое упрощение, но таких полно в квантовой механике,
Чо? Где ты такое утверждение в КМ видел?
V>Если же заряды не свободны, то можно рассматривать силы без самого взаимодействия. В этом месте и состоит слабость любых квантовых теорий, что они не в состоянии описать феномен "силы". Что есть сила? Что удерживает, например, пружинку измерительного прибора? (измеряющего напряжённость магнитного или электрического поля, не важно). Так вот, КТП не в состоянии описать даже силу Лоренца, т.е. то самое правило левой руки. Потому что, если нет взаимодействия, нет КТП! А сила есть! Пружинка сжалась и не разжимается! ))
Неправда, все КТП в состоянии. Сила это не фундаментальное, а эффективное понятие (подобно температуре или давлению). В простой версии КМ, где про волновые функции, легко показать, как градиент потенциальной энергии приводит к тому, что модуль волновой функции растет в направении уменьшения энергии.
Я вот тут об этом писал с картинками:
https://thedeemon.livejournal.com/113053.html
В КТП это описывается несколько другим языком, но тоже довольно красиво и "на кончике пера" выводится. Берем свободное поле фермионов (тех же электронов), добавляем требование локальной калибровочной симметрии, для этого простую производную заменяем ковариантной, там сразу возникает новое поле — векторный потенциал — это поле фотонов. В уравнениях движения так возникает член, где исходное поле фермионов умножается на поле фотонов с константой — зарядом. Так колебания одного влияют на колебания другого. И если аккуратно посчитать, как эти распространяющиеся колебания в ЭМ поле влияют на заряженные частицы, получим и закон Кулона, и силу Лоренца, отлично они выводятся там из первых принципов. См.
https://arxiv.org/pdf/1012.3883.pdf
http://www.physics-quest.org/Book_Lorentz_force_from_Klein_Gordon.pdf
Все фундаментальные взаимодействия в стандартной модели выводятся так из калибровочной симметрии, оказываются определенными частями общего лагранжиана и уравнений движения (полей), в результате выходит, что если заряженная частица движется в ЭМ поле (даже статичном), вероятность встретить ее там, где предсказывают законы электродинамики, оказывается выше, вот и вся "сила".
V>Не только я хочу, а и ведущие физики тоже. Потому что газодинамика — это хорошо, конечно, но работает только при значительном "отдалении" от сути происходящего в газе и при относительно большом кол-ве молекул газа. Так и тут.
Вся эта квантовая хромодинамика сидит исключительно и только на постулатах. Не только меня напрягаю такие факты как, например, про квантовую хромодинамику, которая не была "выведена на кончике пера". Она была рождена тупым перебором подходящих моделей под описание наблюдаемого в экспериментах. Но это тогда, более полувека назад. Проблема-то в том, что и сегодня этот раздел физики невозможно вывести на том самом кончике пера. На секундочку, это сам по себе приличный такой по размерам позор науки до сих пор. ))КХД очень красиво выводится, если вначале угадать, какую именно калибровочную симметрию потребовать. Т.е. то, какие кварки бывают и сколько их — это мы берем (в некотором роде угадываем) из наблюдений, зато потом, наблюдая наличие адронов из трех кварков одного типа, уже легко догадаться о том, что каждый тип может быть трех вариаций ("цветов") и дальше уже калибровочная теория замечательно выводит нам все глюоны и их свойства. КХД это как раз прекрасный пример чистой ненарушенной калибровочной симметрии. Численные модели на решетках потом прекрасно (красиво, хоть и не с идеальной точностью) из этих идей нам рассчитывают свойства протонов.
DM>>Никто не обещал, что на квантовом уровне все выглядит и работает так же
V>Никто не требует "так же". Требуется хоть какая-то модель среды, дающая наблюдаемые эффекты. А её нет. По-сути, современное состояние Стандартной модели более чем плачевно. Сегодня она представляет из себя набор постулатов/правил (с отсутствующей причинностью) и эмпирически подобранных математических моделей, более-менее неплохо описывающих происходящее.
Так она и описывает "модель среды" — вот тебе набор полей, вот тебе принципы их эволюции и взаимодействия. Что еще надо?
Струны ничуть не лучше, они еще абстрактнее и математичнее.
DM>>никто не обещал, что там будут классическая ньютоновская механика и классические представления об объектах работать.
V>Ньютоновская механика, напомню, тоже постулируется. Зато неплохо выводится из теории струн. На кончике пера. Что и требуется, собсно.
Так из стандартной модели ньютоновская механика выводится еще лучше. Потому что СМ хотя бы описывает наш мир с теми частицами, которые мы видим вокруг и в ускорителях. А теория струн описывает 10^500 разных потенциальных миров, игрушечных вселенных, в которых возникают частицы похожие на гравитоны или похожие на фермионы, но вот конкретно наш мир с его набором частиц и его законами там получить непонятно как, только постулируя хрен знает сколько параметров. В СМ около 30 числовых параметров, берущихся из измерений. А сколько нужно теории струн?
И важно помнить, что теория струн с одной стороны нам должна давать имеющуюся КТП как предел (те же диаграммы Фейнмана там вырисовываются, тот же механизм виртуальных частиц), а с другой стороны сама теория струн может быть представлена как КТП в 1+1 мерном пространстве.
V>Неужели мне всё еще требуется объяснять, что меня смущает? ))
V>Когда химики стали предсказывать химические элементы, не открытые ранее, стало возможным говорить о том, что химики более-менее освоили свою область науки. А про физику такого сказать нельзя. Чуть более чем вся физика имеет шаткий фундамент постулатов, выведенных из прямых наблюдений. Т.е., на самом деле никто ни черта не понимает. Почему правило левой руки именно левое, а не правое, ы? То-то! ))
Физики СМ предсказали ряд частиц (несколько кварков + бозон Хиггса) задолго до их наблюдения. Чем это отличается от химиков с их элементами? Я не вижу разницы. И да, получается набор постулатов, которые угаданы, и которые дают наблюдаемую физику. Что в этом плохого, разве не это мы хотим от теории? Правило такой-то руки там отлично выводится из свойств векторного произведения, из того, как тензор ЭМ поля строится из векторного потенциала.
V>>>Верно. Вот и получается, что это поле НЕ состоит из "целых" квантов для каждой частоты. Поэтому, грамотно будет квантовать лишь ВОЗМУЩЕНИЯ этого поля (энергию фотонов, электронов и т.д.), а не его "абсолютный потенциал".
DM>>Так и делают, в общем-то.
V>Нет, делают не так, увы. Вместо этого поле населяют т.н. "виртуальными частицами" с противоположными то спинами, то зарядами.
V>Про частицы как возмущения среды лишь говорит теория струн.
Теория струн недалеко ушла от КТП, см. выше. Колебания струн и колебания полей одинаково абстрактны, и струнщики по сути тем же фреймворком КТП пользуются, это тоже пертубативная теория, там те же виртуальные частицы, никуда они не деваются.
Про "абсолютный потенциал" ты зря. Там же берется некоторое состояние за вакуум, от него уже пляшут операторами рождения и уничтожения, но сам вакуум это не нулевой вектор, это какое-то состояние, которое тоже может меняться (см. всякие false vacuum, vacuum decay, да хоть бы и спонтанное нарушение симметрии после БВ) или по-разному раскладываться по базису частиц (что в частности дает нам излучение Хокинга).