Co to jest cząstka punktowa?

Najlepsza odpowiedź

O ile wiem, używanie punktu fizycznego zostało zapoczątkowane przez prawa Newtona. Newton założył, że słońce, Ziemię i księżyc można uznać za punkt. Przed Newtonem, matematycznie, rozmiar obiektów nie był zbytnio omawiany. Zgodnie z prawami Newtona masa i siła wchodzą w matematyczne wzory.

„Punktowa cząstka lub cząstka punktopodobna jest idealizacją cząstek intensywnie wykorzystywanych w fizyce. Jego cechą charakterystyczną jest brak rozciągłości przestrzennej: będąc zerowymiarowymi, nie zajmuje miejsca. Cząstka punktowa to odpowiednia reprezentacja dowolnego obiektu, którego wielkość, kształt i struktura są nieistotne w danym kontekście ”. [1]

„W teorii grawitacji fizycy często omawiają masę punktową, czyli cząstkę punktową o masie niezerowej i bez innych właściwości lub struktury. Podobnie w elektromagnetyzmie fizycy omawiają ładunek punktowy, cząstkę punktową o niezerowym ładunku ”. [1]

„Gdy tylko elektron został odkryty, pojawiły się pytania o jego możliwy rozmiar. Gdyby bowiem jego ładunek został rozłożony na kuli o promieniu r, spodziewano się, że doprowadzi to do energii odpychania elektrostatycznego proporcjonalnej do 1 / r. I chociaż około 1900 r. Zasugerowano, że związane z tym efekty mogą odpowiadać za masę elektronu, spowodowało to problemy z teorią względności, a także pozostało tajemniczym, co może utrzymywać elektron w całości. (Późna sugestia wysunięta w 1953 roku przez Hendrika Casimira była taka, że ​​mogą to być siły związane z fluktuacjami punktu zerowego w polach kwantowych – ale przynajmniej w najprostszej konfiguracji okazały się one mieć zły znak.) ”[2]

„Główną ideą teorii atomowej jest to, że na jakimś najmniejszym, fundamentalnym poziomie materii, z której składa się wszystko, nie da się dalej dzielić. Te ostateczne bloki budulcowe byłyby dosłowne lub niemożliwe do przecięcia. Jak już poszliśmy w coraz mniejszych skalach odkryliśmy, że cząsteczki składają się z atomów, które są zbudowane z protonów, neutronów i elektronów, oraz że protony i neutrony mogą być dalej rozszczepiane na kwarki i gluony. Jednak nawet jeśli kwarki, gluony i elektrony a więcej wydaje się być naprawdę punktowych, cała materia z nich wykonana ma rzeczywisty, skończony rozmiar ”. [3]

„Rozwój teorii kwantowej w latach dwudziestych XX wieku pokazał, że dyskretne cząstki będą nieuchronnie wykazywać ciągłe cechy falowe w ich przestrzennym rozkładzie amplitud prawdopodobieństwa. Jednak zarówno tradycyjna mechanika kwantowa, jak i kwantowa teoria pola są zwykle formułowane przy założeniu, że podstawowe cząstki, które opisują, mają zerowy wewnętrzny rozmiar przestrzenny. ” [2]

„Podstawowa cząstka to cząstka, której podstruktura jest wciąż nieznana, dlatego nie wiadomo, czy składa się z innych cząstek, czy nie”. [4] „Chociaż Model Standardowy dokładnie opisuje zjawiska zachodzące w swojej domenie, nadal jest niekompletny. Być może to tylko część szerszego obrazu współczesnej fizyki, który obejmuje głębszą i ukrytą warstwę subatomowego świata, który został zanurzony w ciemności wszechświata ”. [5]

Pytanie brzmi, gdzie jest ukryta część współczesnej fizyki? Ukryta część współczesnej fizyki leży poza zasadą nieoznaczoności. Zawarte w skali subkantowej, w której zachodzą interakcje kwantowe między fotonami i grawitonami. Ukryta i ciemna strona współczesnej fizyki to także miejsce, w którym naładowane cząstki absorbują i emitują kwanty energii, bez żadnego opisu mechanizmu absorpcji i emisji przez naładowane cząstki. We współczesnej fizyce naładowana cząstka sama wytwarza pole elektryczne, ale mechanizm tego procesu jest niejednoznaczny i nie wyjaśnia, w jaki sposób naładowana cząstka tworzy pole elektryczne? W teorii CPH wszystkie cząstki subatomowe, a nawet fotony, mają strukturę.

Przeczytaj więcej na temat odpowiedzi Hosseina Javadiego na: Ruchomy foton ma masę określoną przez m = E / c2, jeśli foton jest bezmasowe, skąd pochodzi jego masa?

Odpowiedź Hosseina Javadiego na pytanie Czy bezmasowe fermiony Diraca, omówione w literaturze grafenu, są identyczne z fermionami Weyla? Jeśli tak, skąd wzięła się nazwa bezmasowych fermionów Diraca?

4 – Cząstki elementarne, WorldNews,

5 – Model standardowy, serwer dokumentów CERN

1 – Cząstka punktowa, Z Wikipedii, wolnej encyklopedii

2 – Stephen Wolfram, SOME HISTORICAL NOTES, WOLFRAMSCIENCE, 2002

3 – Ethan Siegel, If Matter Is Made Of Point Particles, Why Does Everything Have A Size ?, Science, Forbes, 2017

Odpowiedź

Cześć, dobrze… po pierwsze, cała materia składa się z cząstek, prawda?

A więc to, co jest pomiędzy dowolnymi dwiema podanymi cząstkami, to zazwyczaj… inne cząstki .Na przykład cząstka w nosie psa i cząstka w ogonie psa mają między sobą całą resztę psa (zbudowaną z innych cząstek).

„Ale nie o to mi chodziło… Chodziło mi o to, co jest pomiędzy dwiema cząstkami, które nie mają nic w przestrzeni między nimi?”

Cóż, wtedy odpowiedziałeś na swoje własne pytanie. Oczywiście nic nie jest między dwiema rzeczami, które nie mają nic między nimi.

„W porządku, więc myślę, że naprawdę pytam o to, co jest zawarte przez pustą przestrzeń? ”

Cóż, nic nie jest zawarte w pustej przestrzeni (tj. przestrzeni, która jest całkowicie pozbawiona cząstki). To właśnie oznacza słowo „pusty”.

„Pusty” oznacza „bez rzeczy”, co oznacza „bez cząstek”, ponieważ wszystko składa się z cząstek.

Myślę, że że powyższe jest doskonałą odpowiedzią. Niemniej jednak istnieje inny poziom rozumienia „pustej przestrzeni”, który w pewnym sensie daje nieco inną odpowiedź. Byłoby to na poziomie kwantowej teorii pola i warto o tym wspomnieć, ponieważ może zaspokoić wszelkie intuicje w rodzaju „czy naprawdę możesz mieć nic w danym regionie przestrzeni? ”

W naszym najlepszym podstawowym modelu Wszechświata to, co tak naprawdę masz na najbardziej podstawowym poziomie fizycznej egzystencji, to zbiór skwantyzowanych pól energetycznych, z których każde zajmuje cała czasoprzestrzeń . Energia w tych polach jest zawarta w oddzielnych pakietach (lub „kwantach”), które interpretujemy jako cząstki. Można myśleć o cząstkach, które mają położenie i pęd, ale same pola są wszędzie i nie poruszają się.

Teraz kwant pola nie są „rzeczami”. Nie są „zrobione” z niczego, po prostu są tym, czym są. Najwyraźniej nie są „niczym”… są czymś! I każdy z nich dosłownie „wypełnia” cały wszechświat w każdym punkcie.

Powiedzieć, że pola kwantowe zajmują przestrzeń między cząstkami, byłoby raczej mylące! Na tym poziomie to, co interpretujemy jako „cząstki”, to zjawiska zachodzące w polach (analogicznie do tego, że fala nie jest przedmiotem sama w sobie, ale raczej zjawisko zachodzące w jego medium). Pola zajmują całą miejsca, łącznie z bitami, na których lokalizujemy „cząstkę”, jak również tymi, w których tego nie robimy. Jak lina z węzłami, cała rzecz jest liną, zarówno związaną, jak i niezwiązaną.

Ponieważ to, co robisz , czego nie możesz zrobić, to pomyśleć o polach i cząstki jako znajdujące się na tym samym ontologicznym poziomie istnienia! Cząsteczki nie są osadzone w polach, one trwają w polach, jako zjawiska pól. Wyobrazić sobie wszechświat cząstek poruszających się po morzu jakiejś zwiewnej kwantowej protoplazmy lub czegokolwiek innego, to wcale nie jest właściwy obraz. To nie są rodzynki w postaci cząstek w cieście kwantowym. Jeśli potrzebujesz analogii, myślę, że analogie „fali” lub „liny”, które zaproponowałem powyżej, byłyby lepsze.

Więc nie sądzę, abyś myślał „Chyba nie ma” w końcu żadna pusta przestrzeń jest pełna kwantowych rzeczy! ” Jeśli słowo „pusty” ma w ogóle mieć jakiekolwiek fizyczne znaczenie, odnosi się do braku cząstek (wzbudzenia pól kwantowych). Jeśli powiesz, że naprawdę nie ma pustej przestrzeni, ponieważ wszystko jest wypełnione polami kwantowymi, zniszczyłoby to doskonale dobre i użyteczne terminy, takie jak „pusty”, „próżnia”, „nic” itp. I zmusiłoby nas do wprowadzenia nowych niewyraźne określenia, takie jak „bez cząstek”, mają na myśli to, co te inne terminy oznaczały w pierwszej kolejności!

Na zdrowie, HTH! 🙂

Dodaj komentarz

Twój adres email nie zostanie opublikowany. Pola, których wypełnienie jest wymagane, są oznaczone symbolem *