Здравствуйте, D. Mon, 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.
DM>Скорее, общая масса атома гелия отличается от суммы масс свободных протонов и нейтронов. Т.к. энергия связи влияет.

Ес-но, но энергия сильного взаимодействия не болтается "сама по себе в вакууме", а заключена в самих частицах. Масса переносчиков (глюонов) принята равной 0-лю. Поэтому-то говорят именно о массе протона, которая разная у разных атомов. Ближе к середине периодической таблицы массы протонов минимальны, у водорода и ближе к урану — максимальны.


DM>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.

Ну да, масса нейтрона тоже больше, чем сумма масс протона и электрона.


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.
DM>Для составных так, да.

Ну так свободно-живущие кварки — это всегда артефакты коротких переходных процессов (за отрезок времени равный 0-лю в квантовой механике). Экспериментально их обнаружено не было.

Понятное дело, что накапливать энергию (т.е. массу) должно "нечто" внутри частицы, т.е. некая структура.


DM>Для подлинно элементарных (фундаментальных — электронов, мюонов, кварков, W/Z бозонов..) масса это константа.

Да, свободные электроны не поглощают и не испускают фотоны. Зато в составе атомов — аж бегом и с удовольствием.


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,
DM>Чо? Где ты такое утверждение в КМ видел?

Да везде. Длительности переходных процессов не рассматриваются и приняты равными 0-лю.


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! ))
DM>Неправда, все КТП в состоянии.

Вообще-то прямо по определению не в состоянии. ))

Например, силы притяжения рассматриваются в стандартной модели как обмен переносчиками, а силы отталкивания — как тензор внешнего поля, т.е. как некий "макроэффект пространства" где обмен, по-сути, косвенный через "невесть что", чему КТП не даёт объяснения и не собирается, ограничивая себя сугубо количественными задачами расчёта энергий/импульсов на заданном пространстве состояний.


DM>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.

Этого мало. Необходим некий постулат о том, что система стремится занять состояние с наименьшей потенциальной энергией. Причем, тут проблема еще в том, что градиент — это всегда проекция (производная). Например — поверхность с потенциальной гравитационной ямой (банально выбоина на дороге). Вот тебе двумерный градиент потенциальных энергий из 3-хмерного мира. Поэтому-то всевозможные теории струн так легко и заходят на другие измерения, что само понятие "напряжённости поля" в 3-хмерном пространстве можно описать лишь проекцией из пространства большей размерности. А из нашего 3D-пространства ты феномен "3D-силы" не опишешь от слова никак.


DM>Я вот тут об этом писал с картинками:
DM>https://thedeemon.livejournal.com/113053.html

Картинки интересные, но давай для экономии времени будем считать, что твой собеседник хорошо разбирается как в механических вещах, навроде моментов импульсов, так и в отношениях м/у собой электрических и магнитных полей, т.е. их взаимных преобразований м/у различными системами отсчёта, в т.ч. неинерционными.


DM>В КТП это описывается несколько другим языком, но тоже довольно красиво и "на кончике пера" выводится.

Верно. Выводится из более чем 20-ти постулатов, на которых зиждется Стандартная Модель. ))


DM>Берем свободное поле фермионов (тех же электронов), добавляем требование локальной калибровочной симметрии

Во-во.
А по факту это требование ведет к бесконечной энергии пространства, отсюда требуется перенормировка.
Фотонный ветерок-то м/у двумя заряженными частицами оказался на многие порядки меньше "выводимых на кончике пера" и близок к естественному фону, т.е. который происходит в отсутствии этих заряженных частиц. Отсюда растут допущения о "виртуальности" частиц и прочее-прочее.


DM>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".

И опять ты говоришь о количественных вещах, но не о качественных.
Я не думаю, что ты не понимаешь, куда я клоню.


DM>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.

Ну да, с точностью порядка 1%.
Мне лень сейчас искать, но одно время, когда мне эта тема была интересна, я был, мягко говоря, шокирован обилием эмпирических формул в КХД и списком исключений, т.е. частиц (или их классов) для которых эти формулы не соблюдаются.


DM>Так она и описывает "модель среды" — вот тебе набор полей, вот тебе принципы их эволюции и взаимодействия. Что еще надо?

Тю, на таком уровне и Ньютон описал закон сохранения энергии и импульса.
Т.е., вот наблюдения, вот модель, вот хорошее удовлетворение расчётных и измеренных величин.


DM>Струны ничуть не лучше, они еще абстрактнее и математичнее.

Они дают более простой базис, т.е. меньшее кол-во постулатов (можно взять всего одну базовую частицу) и меньшее кол-во оперируемых размерных величин (т.е. не оперируют массой, временем и прочими производными величинами, а сугубо и только лишь энергиями возмущений).

А современные сложности теорий струн в том, что из более простого базиса, помноженного на большую размерность пространства (в разных теориях от 5-ти до 26) можно получить слишком большое комбинаторное число систем физических законов для 3D пространства, т.е. способов проекции, где даже для наиболее популярных теорий М-классов с 11-ю измерениями кол-во таких систем получается больше, чем атомов во Вселенной. Т.е., наблюдаемые в нашей реальности физические законы — лишь один из множества возможных вариантов "проецирования". И это тоже существенная теоретическая проблема, ес-но. Потому что требуется или объяснение, почему именно "наша" проекция "выиграла" (как разновидность вопроса — почему остальные пространства свёрнуты до ненаблюдаемых размеров) или требуется всерьёз признать наличие параллельных миров. А кто такое примет без хоть каких-либо подтверждений, кроме сугубо умозрительных. ))


V>>Ньютоновская механика, напомню, тоже постулируется. Зато неплохо выводится из теории струн. На кончике пера. Что и требуется, собсно.
DM>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.

Не постулируя, а выбирая константы для "лишних" свободных членов, т.е. проецируя.

В СТО ведь тоже "время" не постулируется, а выбирается, т.е. проецируется с одной системы отсчёта на другую. Причём, эти преобразования остаются верны даже через некую промежуточную выбранную систему отсчёта (назовём её абсолютной). Лоренц-то выводил свои преобразования именно через абсолютную систему отсчёта, просто эти преобразования обладают инвариантностью если включить "время" в кач-ве переменной, а не постоянной, т.е. дополнить пространство вычислений до гипотетического 4-хмерного.


DM>В СМ около 30 числовых параметров, берущихся из измерений. А сколько нужно теории струн?

Самих теорий струн много, они разбиты на хорошо различимые классы. Есть такие, где достаточно задать плотность пространства, размер струны и среднюю внутреннюю энергию струн. Усё. Всё остальное выводится. Ну понятное дело, "оно" притягивает внимание, потому что подобные величины являются как бэ объективно-необходимыми для описания любой среды, в отличие от систем постулатов той же КХД.


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! ))
DM>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.

В этом смысле — ничем, кроме ограниченности. Ведь химия — это прикладная, узкоспециализированная часть физики ядер. Для химиков дана внушительная система постулатов, остальное выводится, угу. Собсно, я не зря привёл пример из химии как демонстрацию происходящего в физике.


DM>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 назначенных нами же знаков векторов. ))
Мы же не зря дали электрону знак "минус", ы-ы-ы.
Природе-то матушке всё-равно на эти условности, разумеется. А нам для расчётов будет проще, если "минус", опять ы-ы-ы.


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.
DM>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.

Одно но. Теория струн разрешает виртуальным частицам (струнам) существовать в реальности. А КТП — не разрешает, бо интеграл стремится к бесконечности. ))


DM>Про "абсолютный потенциал" ты зря. Там же берется некоторое состояние за вакуум

Ну размеется, хосподя. Термин "отрицательное давление" не имеет физического смысла, это ж относительная величина. Просто если бы раньше мы принимали, допустим, атмосферное давление за ноль, то выкачав из некоей полости воздух получили бы отрицательное давление.

Просто мы изначально зацепились, напомню, за то, что вакуум обладает энергоёмкостью и упругостью. И сей факт тоже уже принят научным сообществом, поэтому-то струнщикам и разрешают "резвится", бо модели вакуума банально еще нет. Более того, СТО эту модель прямо запрещает. ))


DM>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).

В первую очередь наука пляшет от т.н. научных традиций. А они на сегодня таковы: наблюдения => модель (аксиомы + закономерности) => экспериментальное подтверждение. Всё остальное признано НЕНАУЧНЫМ. И не потому, что "остальное" может быть правым или не правым, достаточно или недостаточно проработанным и т.д., а потому что таковы современные традиции науки и за эти традиции жестко держатся.