ما هو بالضبط الفرق بين QED ، QCD ، نظرية Electroweak ، النموذج القياسي ، نظرية مجال الكم وكيف ترتبط ببعضها البعض؟


الاجابه 1:

نظرية المجال الكمومي هي أي نظرية تصف المجال الكمي.

QED ، أو Electrodynamics الكهربية ، هي نظرية الكم للحقل الكهرومغناطيسي ، وهو ما يسمى بحقل Abelian (يشير إلى التماثل الرياضي الداخلي للنظرية.)

نظرية Electroweak هي تعميم QED ، وتوحيدها مع القوة النووية الضعيفة في شكل نظرية مجال يانغ ميلز (المعروف أيضا باسم نظرية المجال غير أبيليان).

QCD ، أو Chromodynamics ، مثال آخر لنظرية مجال غير أبيليان ، ولكنه مثال ذو سلوك مقارب مختلف تمامًا عن نظرية الصعق الكهربائي.

النموذج القياسي لفيزياء الجسيمات هو مزيج من نظرية الضعيف الكهربائي و QCD في شكل نظرية موحدة تطيع مجموعة معقدة من التماثلات. تصف هذه النظرية جميع الحقول المعروفة وجميع التفاعلات المعروفة بخلاف الجاذبية.


الاجابه 2:

نظرية المجال الكمي (QFT) في (3 + 1) الزمكان الأبعاد هي نظرية الطبيعة الأساسية لدينا. لقد أوضحت ظاهرة مختلفة من فيزياء الجسيمات الأولية (النسبية) إلى فيزياء المادة المكثفة (غير النسبية).

على جانب فيزياء الجسيمات الأولية ، هناك ثلاث نظريات رئيسية تصف ثلاثة قوانين للطبيعة - الكهرومغناطيسية ، والقوى النووية الضعيفة والقوى النووية القوية. يوفر QFT وصفًا للطبيعة من حيث حقول الكم المحلية. تعني المنطقة أن تفاعل حقل الكم مع مجال كمي آخر يقتصر على 4 نقاط زمنية.

يثير الإثارة الكمي لـ QFT جسيمًا أوليًا ، وبشكل أكثر دقة لوظيفة الموجة لجسيم أولي له القدرة على أن يصبح إما موجة أو جسيمًا اعتمادًا على تفاعله مع العالم الكلاسيكي. يساعد QFT في شرح مثل هذه الميزات في عالمنا مثل لماذا تكون جميع الإلكترونات متطابقة تمامًا ، ولماذا تلتزم الإلكترونات بإحصائيات دوران مختلفة عن تلك التي تلتزم بها الفوتونات ، ولماذا يوجد لكل شريك شريك مضاد للجسيمات.

أول QFT هو الديناميكا الكهربائية الكمية (QED) التي تصف الكهرومغناطيسية على مستوى الكم. وهو QFT النسبية ثابتة المحلية renormalizable مع مقياس أبيليان من U (1). لديها مجالين الكم المكونة - مجال fermion (الإلكترون والبوزيترون) ، مجال القياس (الفوتون). كلا الحقلين له مقياس U (1).

هنا تعني إعادة التعمير أن النظرية خالية من اللانهائية حيث يتم دفع مقياس الطاقة للنظرية إلى ما لا نهاية. يشير تناظر المقياس إلى تناظر الدوران الداخلي للحقول الكمومية للمكونات في QFT ، على سبيل المثال في حالة QED يوجد مجالان أساسيان - الإلكترون والفوتون. دع A و B يكونان دوران متتاليان. إذا كانت AB = BA ، فإن تناظر القياس يسمى abelian eg. U (1) ، وإلا يطلق عليه غير abelian على سبيل المثال. SU (2) و SU (3).

تقدم هذه النظرية وصفًا كاملاً لسلوك الإلكترون وبوزيترون مضاد الجسيمات الذي يحمل شحنة القياس وتفاعلات هذه الجسيمات التي تتوسط فيها الفوتونات. نظرًا لطبيعة abelian الخاصة بمجموعة guage ، فإن الفرميونات فقط هي التي تحمل شحنة القياس. لا توجد شحنة قياس على الفوتونات التي لا تتفاعل مع بعضها البعض.

اقترح سين إيتيرو توموناجا عام 1947 وجوليان شوينجر في عام 1948 وريتشارد فاينمان في عام 1949 ، وكان كل من شوينجر وفينمان في الثلاثين من العمر. تم عرض ثلاثة إصدارات تؤدي إلى نتائج مماثلة من قبل فريمان دايسون الذي كان عمره 25 عامًا.

إصدار Feynman هو الأكثر شعبية ومفيدة لإجراء الحسابات في جميع QFTs. QED هي النظرية الأكثر دقة في كل العلوم. لقد وفرت الدقة الصحيحة لسرية التحول لامب الذي لوحظ لأول مرة في ذرة الهيدروجين في عام 1947 في جامعة كولومبيا من قبل لامب وريتهيرفورد. من الممكن الآن حساب عزم ثنائي القطب المغناطيسي للإلكترون إلى 12 مكانًا مهمًا في 4 حلقات Feynman. هذه القيمة المحسوبة تطابق تمامًا أحدث قيمة تم قياسها لهذه الكمية المادية !!!

النموذج القياسي الثاني QFT يسمى نظرية الضعف الكهربائي. توفر هذه النظرية وصفًا مشتركًا لكل من الكهرومغناطيسية والقوة النووية الضعيفة. مكوناته الأساسية هي حقول الكم هي fosion ، الفوتون ، W + ، W- و Z0. إنه QOR المحلي الثابت لورنتز القابل لإعادة التشكيل ولديه مقياس تناسق غير أبلي من SU (2) XU (1). تحتوي الحقول الضعيفة على مقياس SU (2) والحقول الكهرومغناطيسية بها مقياس U (1). نظرًا لطبيعة مجموعة المقاييس غير الأبيلية ، تحمل حقول البوصون أيضًا شحنة قياس وبالتالي تتفاعل مع بعضها البعض.

قدمت هذه النظرية التفسير الصحيح لبعض أهم الظواهر في مجال القوة النووية الضعيفة. الأول هو التحلل الإشعاعي للنواة التي تؤدي إلى من بين أشياء أخرى الينابيع الحارة الطبيعية. وقد أوضحت أيضًا القيمة غير الفراغية المتوقعة لحقل هيجز والتي تضفي الجماهير على الكواركات واللبتونات مع استثناء محتمل للنيوترونات.

يشار أحيانًا إلى نظرية الضعف الكهربي باسم "النظرية الموحدة للكهرومغناطيسية والقوة النووية الضعيفة". هذا ليس صحيحا تماما. تجمع هذه النظرية بين مجموعات القياس الكهرومغناطيسية والقوة النووية الضعيفة في مجموعة واحدة ، ولكن لا يزال هناك مجموعتان متميزتان للقياس ووصلات قياس للقوتين. لن تتضمن النظرية الموحدة حقًا سوى مجموعة قياس ومقياس واحد. لذلك ربما سيكون أكثر دقة أن نسميها "نظرية الخلط" الكهربائية. تم طرح نظرية Electroweak لأول مرة من قبل Shelden Glashow في عام 1961 واستكملها ستيفن Weinberg في عام 1967.

QFT الثالث يسمى الديناميكا الكمي (QCD). هذا هو QFT المحلية التي أعيد تشكيلها مع تماثل قياس غير أبلي من SU (3). توفر هذه النظرية وصفًا كاملاً للكواركات والغلونات وتفاعلاتها مع بعضها البعض. ونظرًا لأن مجموعة المقاييس ليست أبليانية ، فإن الكواركات والكلونات تحمل شحنة المقياس المسماة شحنة اللون وتتطلب النظرية 3 من هذه. لذا فإن كوارك يحمل شحنة لونية معينة يتفاعل مع كوارك آخر يحمل شحنة لونية مختلفة عبر الغلونات كما تتفاعل الغلونات مع الغلونات الأخرى.

المقياس غير أبيليان من QCD يؤدي إلى التفسير الصحيح للظاهرة الرائعة للحرية مقارب في الطاقة العالية أو مسافة منخفضة والحبس في طاقة منخفضة أو مسافة كبيرة.

الحرية المقاربة تعني أن اقتران مقياس القوة النووية القوية يتراجع مع زيادة الطاقة. وقد لوحظ لأول مرة تجريبياً في SLAC في عام 1969 بسبب التشتت غير المرن للإلكترونات عالية الطاقة خارج نوى الهيدروجين. تم حسابها لأول مرة في عام 1973 من خلال تطبيق نظرية مجموعة ويلسون لإعادة التعمير (RG) على QCD بواسطة David Gross و Frank Wiczek في Princeton و David Politzer في Harvard. وصف حسابهم الحرية مقارب بشكل كاف على المستوى النوعي.

وكان كل من ويلتشيك وبوليتزر 21 عامًا في ذلك الوقت. لتقديم وصف متسق رياضيا لقوة الطبيعة الأساسية في مثل هذه السن المبكرة بشكل مذهل !! ربما يكون ذلك بدون أسبقية في تاريخ العلوم بأكمله.

يؤدي حبس الكواركات والغلونات منخفضة الطاقة إلى تكوين هادرون (بروتون ، نيوترون ، ميزون) لوحظ في الطبيعة. كل هادرون (يحتوي على 2 أو 3 أو 4 كواركات) عبارة عن شحنة لونية محايدة مما يعني أن كل شحنة اللون من الكواركات المكونة تلغي بعضها البعض.

تؤدي الحرية المقاربة إلى بلازما الكوارك gluon التي تم اقتراحها لأول مرة في عام 1977 من قبل Bohr و Nielsen ولاحظت أخيرًا في عام 2005 في تجربة RHIC في Brookhaven. إنها حالة تواجد فيها الكواركات والغلونات في حالة حرة تقريبًا ولا يكاد أي تفاعل بينها. منذ عام 2010 ، تم التأكيد على دقة أكبر بكثير في تجربة ALICE لشركة LHC.

وتسمى النظرية المدمجة بما في ذلك QED ، Electroweak و QCD النموذج القياسي. سيكون أكثر دقة بكثير أن نسميها في الواقع النظرية القياسية. بعد كل هذا ، فهو مزيج من ثلاثة نظريات أساسية ودقيقة للطبيعة اكتُشفت في تاريخ العلوم بأكمله.


الاجابه 3:

"من خصائص التفاعل القوي ، من الممكن التنبؤ بدقة بما سيكون عليه الجسيم المجهول الهوية - هذا غير ممكن مع التفاعل الضعيف حيث لا يتم حفظ النكهة".

في التعامل مع التفاعل بين الجسيمات المشحونة (خصوصًا جسيمان مشحونان) حالتان رائعتان ومراجعتان.

1- طاقة الربط المنتجة بين الجسيمات المشحونة ، خاصة في بنية النكليونات.

2- جزيئات المدخلات والمخرجات في عملية تفاعل الجسيمات المشحونة.

حالتان أعلاه ، في نظريتين منفصلتين من الديناميكا الكهربية الكم (QED) والديناميكيات الكمومية (QCD) يتم التحقيق. يرتبط الفرق بين النظريتين بثابت اقتران التفاعلات QED (ألفا) ويشار QCD إلى قطب Landau الموضح في الصورة التالية:

الصورة: صفحة 62 من مقدمة في QED & QCD

فيكتور T. Toth ، كتب: "النموذج القياسي لفيزياء الجسيمات هو مزيج من نظرية الضعيف الكهربائي و QCD في شكل نظرية موحدة تطيع مجموعة معقدة من التماثلات. تصف هذه النظرية جميع الحقول المعروفة وجميع التفاعلات المعروفة بخلاف الجاذبية ".

واجهت الفيزياء العديد من المشكلات والأسئلة بدون إجابة. يعتقد بعض علماء الفيزياء أنه من خلال الجمع بين النسبية العامة وميكانيكا الكم ، يمكن حل هذه المشكلات وسيتم الرد على الأسئلة التي لم تتم الإجابة عليها.

في كل هذه الجهود ، تم تجاهل الفيزياء الكلاسيكية ، في حين أن الطبيعة فريدة من نوعها وجميع الظواهر الفيزيائية ، من المجهرية أو الظواهر العيانية التي تطيع القانون نفسه. بشكل عام ، إلى الجمع بين QED و QCD ، لا يمكننا تجاهل الجاذبية والأسئلة التالية:

1- في الديناميكا الكهربائية الكمية (QED) ، ينبعث الجسيم المشحون جزيئات قوة التبادل بشكل مستمر. لا تؤثر هذه العملية على خصائص الجسيمات المشحونة مثل كتلته وشحنه. كيف يمكن تفسيره؟ إذا كان لجسيم مشحون كمولد ناتج يعرف باسم الفوتون الافتراضي ، فما هو مدخلاته؟

2 - كيف اثنين من الجزيئات المشحونة نفس صد بعضها البعض على مسافة كبيرة وامتصاص بعضها البعض على مسافة صغيرة جدا.

بادئ ذي بدء ، تجدر الإشارة إلى أنه لا توجد قوة بالمعنى الكلاسيكي في الطبيعة. في النموذج القياسي للجسيمات ، تنقل جزيئات المادة كميات منفصلة من الطاقة عن طريق تبادل البوزونات مع بعضها البعض.

بسبب هذا السبب ، فإن القوة الأساسية هي مجرد ربط الطاقة بين fermions مثل الكواركات. طاقة الربط هذه هي طاقة كهرومغناطيسية تسمى الفوتون. في ميكانيكا الكم ، حزم صغيرة من الطاقة الكهرومغناطيسية تسمى الفوتونات وحاملة القوة للقوة الكهرومغناطيسية (حتى عندما تكون ثابتة عبر فوتونات افتراضية). ولكن هناك فرق بين الفوتون الحقيقي (حزمة حزمة من الطاقة الكهرومغناطيسية) والفوتون الافتراضي أن الناقل القوة للقوة الكهرومغناطيسية في نظرية CPH.

هناك العديد من المقالات التي تُظهر أن الفوتون يحتوي على الحد الأقصى للكتلة والشحنة الكهربائية ، والتي تتوافق مع الملاحظات التجريبية. لم تقتصر النظريات والتجارب على الفوتونات وسيتم أيضًا تضمين graviton. بالنسبة للجاذبية ، كانت هناك مناقشات قوية حول مفهوم كتلة الراحة بالجاذبية.

في العقود الأخيرة ، تمت مناقشة هيكل الفوتون ويدرس الفيزيائيون هيكل الفوتون. تبين بعض الأدلة أن الفوتون يتكون من شحنة موجبة وسالبة. بالإضافة إلى ذلك ، تُظهر التجربة الجديدة أن احتمال الامتصاص في كل لحظة يعتمد على شكل الفوتون ، كما يبلغ طول الفوتونات حوالي 4 أمتار وهو ما يتعارض مع المفهوم غير المنظم.

لدراسة وفهم بنية الفوتون ، نحتاج إلى وصف العلاقة بين تردد وطاقة الفوتون. لقد أثبتت تجربة Pound-Rebka تغير تواتر الفوتون في مجال الجاذبية. عندما يسقط الفوتون مسافة مساوية y للأرض ، وفقًا لقانون الحفاظ على الطاقة لدينا:

الشحنات اللون واللون المغناطيسي

يحمل الفوتون مع أقل طاقة ممكنة الحقول الكهربائية والمغناطيسية. لذلك ، يجب أن تتصرف ملامح الجرافيت التي تم إدخالها في هيكل الفوتون بطريقة توضح مع شرح طاقة الفوتون ، زيادة كثافة الحقول الكهربائية والمغناطيسية. بمعنى آخر ، بعض هذه الجرافيت تسبب زيادة الحقل الكهربائي للفوتون وبعض الجرافونات الأخرى تزيد من شدة الحقول المغناطيسية. أيضا ، ليس فقط الفوتون في أدنى مستوى من طاقته يتم تشكيلها من قبل بعض الجرافات ، ولكن أيضا لأعضائها المشكلة خصائص كهربائية ومغناطيسية تسمى شحنة اللون والألوان المغناطيسية في نظرية CPH. تتمثل الخطوة التالية في تحديد شحنات الألوان والألوان المغناطيسية التي يتم الحصول عليها من خلال الانتباه إلى التغير على الأقل في طاقة الفوتون في مجال الجاذبية أثناء الانتقال إلى التحول الأزرق للجاذبية.

عن طريق إنتاج حقول كهربائية موجبة وسالبة ، يتم إنتاج حقلين مغنطيسيين حول الحقول الكهربائية. لذلك ، سيتم تشكيل مجموعتين من الألوان المغناطيسية. لذلك يتم تعريف مصفوفة CPH على النحو التالي:

توضح مصفوفة CPH طاقة الفوتون الأقل قوة.

طاقة الكم الفرعية (SQE)

نحن نستخدم مصفوفة CPH لتحديد طاقات الكم الفرعية الإيجابية والسلبية على النحو التالي: يتم تعريف العمود الأول من مصفوفة CPH الطاقة الكمومية الفرعية الإيجابية ويتم تعريف العمود الثاني من مصفوفة CPH الطاقة الكمية السلبية الفرعية ، لذلك ؛

مقدار السرعة والطاقة من الطاقات الكمومية الموجبة والسالبة متساوية ، والفرق بينهما هو فقط في علامة على شحنتهم اللونية واتجاه تدفق اللون المغناطيسي.

الفوتونات الافتراضية

هناك نوعان من الفوتونات الافتراضية ، الفوتونات الافتراضية الإيجابية والسلبية التي يتم تعريفها على النحو التالي:

يتكون الفوتون الحقيقي من فوتون افتراضي إيجابي وفوتون افتراضي سالب:

هناك ، n و k أعداد طبيعية. حتى الآن ، تم وصف إنتاج الطاقة الكهرومغناطيسية (الفوتونات) باستخدام التحول الأزرق الجاذبية ، في الفوتونات الظاهرة العكسية تتحلل إلى فوتونات افتراضية سلبية وإيجابية. في الانزياح إلى اللون الأحمر ، تتحلل الفوتونات الافتراضية أيضًا إلى الطاقات الكمومية الإيجابية والسلبية (SQEs) ، وتتحلل الطاقات الكمومية (SQEs) إلى شحنات الألوان والألوان المغناطيسية أيضًا. شحنات الألوان والألوان المغناطيسية بعيدا عن بعضها البعض ، وتفقد تأثيرها على بعضها البعض وتصبح جرافات. بالإضافة إلى ذلك ، هناك علاقة بين عدد SQEs في بنية الفوتون والطاقة (تردد أيضًا) للفوتون.

لذلك ، الفوتونات هي مزيج من الفوتونات الافتراضية الإيجابية والسلبية. الفوتون هو ثنائي القطب الكهربائي ضعيف للغاية يتوافق مع التجربة وهذه المواد مثبتة. بالإضافة إلى ذلك ، يمكن أن تصف خاصية الفوتون (ثنائي القطب الكهربائي الضعيف للغاية) امتصاص الطاقة وانبعاثها بواسطة الجسيمات المشحونة.

لم يعد مزيج من الذرات أو الأيونات زوجًا من الأيونات ، بل جزيء قطبي له لحظة ثنائي القطب قابلة للقياس.

تشير العلاقة E = mc ^ 2 ، وهيكل الفوتون ولحظة ثنائي القطب للذرات ، إلى وجود تشابه وثيق بين المادة والطاقة.

الديناميكا الكهربائية الكم الفرعية

فكر في جسيم مشحون (مثل الإلكترون) يقوم بإنشاء حقل كهربائي حوله وينشر باستمرار الفوتونات الافتراضية (التي يتم نشرها). مجال نشر هذا المجال الكهربائي هو اللانهاية. وفقًا للقوانين الفيزيائية المعروفة ، لا يوجد تغيير في الشحنة الكهربائية وكتلة الجسيمات المشحونة عن طريق إصدار فوتونات افتراضية تحمل القوة الكهربائية (وتحمل الطاقة الكهربائية أيضًا). لذلك ، لدينا آلة دائمة نعرف فيها إنتاجها ، لكننا لا نعرف آليتها وقابلة للاستهلاك ولا توجد معلومات في هذه الحالة. فقط يقال أن هناك مجال كهربائي حول أي جسيم مشحون. كيف يتم إنشاء هذا الحقل ، ما هو تفاعله مع المجالات الكهربائية وغير الكهربائية الأخرى ، بما في ذلك الجاذبية ، لا شيء يقال ، لا يوجد أي تفسير.

وفقًا للطاقات الكمومية السلبية والإيجابية ، يتم تحليل آلية توليد الحقول الكهربائية ، وديناميات الجذب والتنافر بين الجزيئات المشحونة.

الإلكترون هو مجموعة من الشحنات السلبية التي يتم الاحتفاظ بها بواسطة المجال الكهرومغناطيسي بسبب الألوان المغناطيسية المحيطة بها. إن هذا المجال الدوراني (الإلكترون الدوار) يبحر (عائم) في بحر من الجرافات وكما تم شرحه بالفعل ، يتم تحويل الجرافيت إلى شحنة لون موجبة وسالبة بالقرب من الإلكترون. هناك نفس التفسير للبوزيترون. تأثيرات الإلكترون على شحنات الألوان الموجودة حول نفسه من خلال وجود خاصيتين. يحتوي الإلكترون على حالة دوران مستمرة يمكنها إنشاء مجال كهربائي يتكون من شحنات ألوان متحركة ، ثم يتم إنتاج ألوان مغناطيسية ومن ثم يتم تهيئة الظروف لإنتاج طاقات كمية. يتم امتصاص شحنة اللون الموجبة نحو الإلكترون ، ولكن المجال المغناطيسي المحيط بها طارد لشحنات اللون الإيجابية. من خلال حركة دوران الإلكترون ، يتم ضغط عدد من شحنات الألوان الموجبة وتحويلها إلى فوتون افتراضي موجب y (+) ويتم صدها بواسطة المجال المغناطيسي المحيط بها. بنفس الطريقة ، يمتص البوزيترون شحنات الألوان السلبية ويضيق المجال المغناطيسي المحيط به شحنات الألوان السلبية وينشرها على أنها فوتون افتراضي س ص (-). لذلك ، يمكننا تحديد المشغل الذي يعبر عن عملية إنتاج فوتونات افتراضية إيجابية بواسطة الإلكترون. إذا أظهرنا هذا المشغل على النحو التالي أن التأثيرات على الإلكترون وأنه يتعلق بوقت y (+) ، فهذا يعني أنه يخلق حامل القوة الكهرومغناطيسية الإيجابية ، ثم لدينا:

حيث a ، رقم طبيعي. بنفس الطريقة ، يتصرف البوزيترون مثل الإلكترون الذي يشبه المولد وينتج وينشر فوتونات افتراضية سلبية (الشكل) وبعد ذلك لدينا:

عندما تصل y (+) من الإلكترون إلى المنطقة 2 من البوزيترون ، فإنها تتحد مع y (-) يتم إنشاء فوتون حقيقي ويسرع البوزيترون باتجاه الإلكترون. آلية مماثلة يحدث للإلكترون.

عندما يصل ثنائي القطب الكهربائي (الفوتون) إلى جوار جسيم مشحون بالغزل (مثل الإلكترونات) ، فإنها تمتص بعضها البعض. في الواقع ، الإلكترون هو شكل حقيقي من الفوتونات الافتراضية السلبية.

هنا تم اعتباره مجرد مسار ، كان من المفترض أن يتحرك الفوتون الافتراضي الإيجابي على مسار محدد وينتقل من جانب الإلكترون نحو البوزيترون ويتحد مع الفوتون الافتراضي السلبي الذي ينتج عن البوزيترون ويتسارع إلى البوزيترون الذي لا يتسق على ما يبدو مع الكم علم الميكانيكا. لأنه في الميكانيكا الكلاسيكية ، يشير المسار فقط إلى حركة الجسيم ، بينما يمكن النظر في جميع مسارات الجسيم في ميكانيكا الكم ، حتى المسارات التي تشبه المسار الكلاسيكي. ومع ذلك ، ليس صحيحًا ، يمكن لفوتون افتراضي إيجابي التحرك على جميع الطرق الممكنة للوصول إلى البوزيترون أم لا. من المهم أن الإلكترون لا ينتج وينبعث فوتونات افتراضية إيجابية بشكل مستمر فحسب ، ولكن أيضًا الكثير من الفوتونات الافتراضية الإيجابية تتحرك في المجال الكهربائي للإلكترون ، كل منها يدخل إلى المنطقة 2 من البوزيترون ، بل سيفعل نفس الإجراء كما هو موضح أعلاه. من المهم أن نفهم آلية هذا العمل ونوضح بطريقة تتوافق مع قوانين الفيزياء الأساسية.

ملاحظة: مع اكتشاف الجزيئات المشحونة والحقول الكهربائية ، كان من المفترض أن تكون الجسيمات المشحونة والحقول المحيطة هي نفسها. يوضح الفحص الذي أجريناه أن الإلكترون ينتج فوتونًا افتراضيًا إيجابيًا وينبعث ويدفع الشحنات السلبية ، لأن كل جسيم سلبي مشحون يتصرف من جهة أخرى ، مثل الإلكترون وينتج جسيمًا افتراضيًا إيجابيًا. وبالمثل ، توفر الجسيمات الموجبة الشحنة ، مثل البوزيترون ، مجالًا كهربائيًا سلبيًا يدفع الفوتون الافتراضي الإيجابي.

ديناميكا الكم الفرعية

كما نعلم في ميكانيكا الكم ، هناك تفاعل قوي في نواة الذرة ونطاقها قصير وأقل من نصف قطر الذرة. إن حاملة قوة التفاعل القوية التي تُسمى gluon هي جسيم ذو دوران واحد (تدور الفوتون هي واحدة أيضًا).

يتكون البروتون من 3 كواركات ، وكوارك لأعلى (ش) مع (+2/3) شحنة كهربائية وكوارك لأسفل (د) مع (-1/3) شحنة كهربائية P (udu) بينما تشتمل النيوترونات من أعلى لأسفل ، ن (عود). إن موضوع كيفية جمع كواركين مع جسيمات مشحونة متجانسة هو مشكلة لا تزال هناك بعض المشكلات النظرية ومبررات بديهية حول ذلك في الفيزياء الحديثة يمكن أن تتسق مع التجارب.

البروتونات والنيوترونات هادرون ، كل منها يتكون من ثلاثة كواركات. تشتمل البروتونات على كواركات من أعلى إلى أسفل ، في حين تشتمل النيوترونات من أعلى إلى أسفل. يتم الاحتفاظ جميع الهدرونات معا من قبل القوة النووية القوية. (الائتمان: سوينبرن علم الفلك عبر الإنترنت)

التفسير الوارد في الفيزياء الحديثة هو أن بوسون (gluon) مع الدوران هو حامل لقوة شحنة اللون بين الكواركات وهو أقوى من القوة الكهربائية. ومع ذلك ، يمكن تفسير سبب وآلية التفاعل القوي بسهولة من خلال استخدام الطاقات الكمومية الفرعية.

الشحنة الكهربائية للبروتون والمضادة للبروتون تساوي الشحنة الكهربائية للإلكترون والبوزيترون على التوالي. بصرف النظر عن كتلة البروتون ومضادة البروتون ، لدينا التعبيرات التالية في هذه العملية حول الحفاظ على شحنة اللون:

في الحالة العامة ، نفترض أن جزيئين مشحونين كهربائيًا A و B (كلاهما ذو شحنة موجبة) ، يقعان على مسافة أكبر من نصف قطر البروتون. كما هو موضح في القسم السابق ، فإن كل جسيم موجب الشحنة يصد الشحنات الموجبة ويمتص الشحنات السلبية للألوان. يضغط الحقل المغنطيسي المحيط به على هذه الشحنات السلبية للألوان وينبعث منها كفوتون افتراضي سالب في الفضاء. عندما تكون المسافة بين هذين الجسيمين عالية (أكثر من نصف قطر نواة الذرة) ، قبل أن يصل الفوتون السالب المنبعث y (-) من الجسيم الثاني إلى الجسيم الأول ، تركت شحنات الألوان الموجبة الجسيمية بواسطة الجسيم الأول البيئة ( لقد ابتعدوا عن المناطق المحيطة تهمة). بينما في مسافات قصيرة ، تجمع شحنة اللون الموجبة الطاردة بواسطة جسيم مع شحنة ألوان سالبة حول جسيم آخر وتولد طاقة كهرمغنطيسية.

لنفترض أن الجسيم A ينتج فوتونًا سالبًا افتراضيًا y (-) في الوقت dt ، فإنه يصد عددًا من شحنات اللون الموجبة التي يمكن أن تنتج فوتونًا افتراضيًا موجبًا y (+). إذا أخذنا في الاعتبار المسافة بين هذين الجسيمين ، بافتراض أن سرعة y (-) تساوي على الأقل سرعة الضوء c ، إذا كانت d> cdt ، فإن شحنة اللون الإيجابية الطاردة لكل جسيم تكون غير فعالة في الشحنات السلبية للألوان حول الجسيم الثاني. إذا كانت d

ربط اثنين من الجسيمات المشحونة إيجابية

الانصهار النووي في وسط النجوم يعيد هذه العملية. عندما أصبح جسيمان مشحونان متجانسان قريبين بدرجة كافية من بعضهما البعض ، فإن مجالهما المغناطيسي متحدان ويحافظان على زيادة جسيمات المشحونة المتجانسة مثل بلازما الجسيمات المشحونة (الأشكال التالية). في وسط النجوم ، نظرًا للسرعة العالية (الطاقة العابرة) لنواة الذرات ، فإنها تتقارب معًا وتتساقط البروتونات (في الكواركات في الواقع) في مناطق شحانات اللون الأخرى وتوفر الطاقة الملزمة الضرورية وتندمج النواة. . هناك العديد من البروتونات (في الحقيقة الكواركات) في نواة ثقيلة ، يمكن أن يكون لعدد الكواركات مساحة شائعة للألوان وتمتص بعضها البعض.

المجال المغناطيسي حول جسيمين مشحونة

المجال المغناطيسي حول اثنين من SQEs نفسه.

ولكن إذا كانت d = cdt ، فإن الجسيمات المشحونة كهربائيًا تكون عصبية فيما يتعلق ببعضها البعض (الشكل التالي) ، والتي يمكن أن تنتج بوزونات متجهة (تفاعل نووي ضعيف) ، وبالتالي فإن سلوك التفاعلات النووية الكهرومغناطيسية والضعيفة متشابه للغاية. يمكن استخدام هذه العملية لشرح التفاعل الضعيف كما يلي:

تفاعل ضعيف - بوزونات W + أو W أو Z

يعتبر الانتباه إلى البنية الداخلية للفوتون مفيدًا جدًا ومهمًا لفهم QCD و QED بشكل أفضل. يشمل تكافؤ الطاقة الكلية المفاهيم والتطبيقات التي تتجاوز مفهوم تحويل الكتلة إلى طاقة والعكس صحيح. الشيء الذي يحدث من التفاعلات بين الكواركات في بنية البروتونات هو النتيجة المنطقية للتفاعل بين الطاقات الكمومية الإيجابية والسلبية في بنية الفوتون. بالإضافة إلى ذلك ، أثناء تحويل الطاقة إلى كتلة ، يتم نقل خصائص التفاعلات بين الطاقات الكمومية الإيجابية والسلبية من هيكل الفوتون إلى الجزيئات والجسيمات المضادة. تحدث نفس العملية التي تحدث لجزيئين مشحونين غير متجانسين (في نواة الذرات) في مركز النجوم ، لتكوين الفوتون الافتراضي السلبي والإيجابي بواسطة الطاقات الكمومية السلبية والإيجابية.

تصطدم الفوتون مع النواة ، يتفكك الفوتون ويتحول إلى الإلكترون والبوزيترون

سيؤدي الانتباه إلى بنية الفوتون واستخدام تعريفات جديدة لجاذبية الجسيمات المشحونة وتبادل الجسيمات إلى تغيير وجهة نظرنا في الفيزياء الحديثة. كما أنه يوفر لنا أداة جديدة لتكون قادرًا على التغلب على مشاكل الفيزياء بطريقة أفضل. هذا النهج سوف يوضح لنا كيف تتشكل الجزيئات وعندما يتم كسر التماثلات الجسدية بشكل عفوي.