A kanonikus kvantálásnál a mezők minden egyes téridő pontjába egy harmonikus kvantumoszcillátor tartozik. Úgy kell őket vizsgálni,hogy a megfigyelőhőz képest nyugalomban levő rendszerben legyen a mező. És erre a Lorentz-transzformációnak a hullámfüggvényekre való ábrázolását jelentő operátorával kell hanti,hogy megkapjuk hogyan változik a mező állapota,hogyha a mező és a megfigyelő között relatív sebesség lép fel. Például az elektromágneses mezőnél az elektromos és a mágneses térerősség nagysága áttranszformálódik. Így a mezők operátorainak nagysága a Lorentz transzformációnak megfelelően változik. De a mezőkre először mindig úgy kell tekinteni,hogy a megfigyelőhőz képest nyugalomba legyen. És,ha ilyenkor a mezőről mindent tudunk,akkor meg lehet adni a meuők változását,ha más sebességű inerciarendszerből vizsgáljuk,ezeket a változásokat tartalmazzák a Poincaré-transzfromációk. Ilyenkor mindig relativisztikus mezőkre gondolok.
A húrelméletben a húrok ezeknek az oszcillátoroknak a kiterjedt változata,és a másodkvantálást a zárt húr rezgéseinek kvantáltsága magyarázza.
"Ha pedig úgy gondoljuk, hogy lokális mezőként, minden testhez viszonyítva álló a húrrendszer, akkor szembekerülünk a fénysebesség állandóságának posztulátumával."
Értem mire gondolsz. Nem tudom mi lehet a megoldás.
"Ezen a perdületi sebességen természetesen a spinon és a holon hatása relativisztikusan értelmezendő. Így az idézett tanárod nagyon helyesen érvelt."
Ha az elektron spinonra és holnora válik akkor érdemes ezen elgondolkozni. Milyen kölcsönhatás lehet közöttük,mert mindkettőnek azonos negatív e/2 töltése van? Talán itt is valamilyen Cooper elektronhoz hasonló fononkölcsönhatás lehet? Ezt szerintem mindenképpen figyelembe kell venned a leírásban,az azonos töltések miatt nem olyanok,mint a hidrogént alkotó elektron-proton rendszer.
"Lehetséges. Viszont én ezt úgy értelmezem, mint a kvarkokat. A kvarkokra sem mondhatjuk hogy hardron ütköztetőben léteznek csupán, hanem úgy gondoljuk, hogy a közvetlen kimutatható alakjuk "rejtve" van minden hardronban (protonban, neutronban, stb.) ezzel minden atommagban. Vagyis a spinon és a holon akkor is az elektront alkotja amikor nem látszanak különállóként."
Milyen kölcsönhatás tarthatja össze a részeket az elektronban? Mert a kvarkokat a gluonok közvetítette erős kölcsönhatás.
"De egyébként az elmélet is erősen hiányos. Vagy húsz éve hallottam róla, hogy a szálas szerkezetű nitrogénszulfid (kvázi-végtelen hosszú N-S láncokból álló) szobahőmérsékletű szupravezetőnek esélyes, csak hát még nem sikerült előállítani.
Nemrég rágugliztam.
Azóta sikerült az előállítása.
4K -ig volt szupravezető...
-----------------
Miért? Valami itt piszkosul nem jó..."
A suliban a klasszfizikai szigrolat után már minden tantárgy a kvantummechanikából származik. És nagyon pontos elmélet. A szupravezetők szobahőmérsékletű változata igazából nem tudom,hogy jöhetne létre. Mert szobahőmérsékleten szerintem a Cooper elektronokat a hőmozgás szétveri.
"Jó, de még a QED sem elég jó. Nincs számítógép, ami kiszámolná a szobahőmérsékletű szupravezető képletét."
A QED kevés szabadságfokú rendszernél,például elektron vagy müon egymással vagy fotonnal való kölcsönhatására nagyon pontos leírást ad. De soktestproblémáknál,nagyon bonyolult számolni. De a fizika minden területén:a csillagászatban, a héjfizikában,vagy a makroszkopikus mechnikában is fellépnek ezeke a prolémák.
"Valami nagyon hiányzik, és igazából nem a QED-ben, hanem már a kvantummechanika alapjainál. Isten nem számol végtelen dimenziós mátrixban sajátértéket. Kell lennie programnak, ami meg tudja mondani egy vegyületről, hogy milyen tulajdonságai lesznek."
Parciális differenciálegyenletek írják le a fizikát,amiknek vannak határfeltételeik. Ezek hozzák létre azokat a végtelen mátrixokat,aki sajátértékeivel bármilyen változást le lehet írni. De a végtelen mátrixok már a klasszikus mechanikában is előkerültek,amikor Fourier a sorfejtését bevezette,amikor bármely periodikus jel felbontható volt szinuszos és koszinuszos jelek végtelen összegeként. A különböző frkvenciaértékek jelentik a dimenziókat.
Igen, csakhogy míg a nukleáris kölcsönhatások a kvarkok szintjén zajlanak, miközben változik a kvarkok színállapota, sőt, gluonok között is létezhet önálló kölcsönhatás, addig azt NEM állíthatjuk, hogy "a gyenge és az elektromágneses kölcsönhatások a spinonok és holonok szintjén zajlanak".......
Igen, önmagában a szuperpozíció elve segíthetne a húr valamely pontjának pillanatnyi helyének a húrrendszeren belüli értelmezésében, de nem oldja fel a húrrendszer abszolút térben állóságát.
Ha pedig úgy gondoljuk, hogy lokális mezőként, minden testhez viszonyítva álló a húrrendszer, akkor szembekerülünk a fénysebesség állandóságának posztulátumával.
Nem a Larmor-precesszióra gondolok. Hanem a spin és a hozzá viszonyított másik részecske mozgási sebessége okozta relatív kerületi sebesség változásra, azaz a kerületi sebesség relatív gyorsulására, amit Coriolis erőként ismer a világ.
Ezen a perdületi sebességen természetesen a spinon és a holon hatása relativisztikusan értelmezendő. Így az idézett tanárod nagyon helyesen érvelt.
"Az a baj,hogy az elektron szabad állapotban nem áll spinonból és holonból."
Lehetséges. Viszont én ezt úgy értelmezem, mint a kvarkokat. A kvarkokra sem mondhatjuk hogy hardron ütköztetőben léteznek csupán, hanem úgy gondoljuk, hogy a közvetlen kimutatható alakjuk "rejtve" van minden hardronban (protonban, neutronban, stb.) ezzel minden atommagban. Vagyis a spinon és a holon akkor is az elektront alkotja amikor nem látszanak különállóként.
Ha egyszer nem érted azt amit írtam, akkor minek az alapján hasonlítod bármihez? És főleg értelmetlen ha a megállapításaidat abból vonod le, hogy nem érted azt amit írtam.
"Ha pedig azt nézem, hogy a húr létének feltételezése önmagában analog az éterrel, és az abszolút térbeli sebességgel, akkor talán érthető, hogy kimutathatóvá tenné a húrok léte az abszolút sebességet, időt, és távolságot."
Úgy azt hiszem a húrok a mezőknek az alkotórészei. Vagyis a mezők a Standard modellben potnszerű harmonikus oszcillátorokból áll,amik kvantummechanikai oszcillátorok,vagyis végtelen sok stacionárius állapotai vannak. Ezek az oszcillátorok ha időfüggő állapotban rezegnek,akkor ezeknek az oszcillátoroknak az eredő rezgése egy hullámcsomag,ami annak a részecskének felel meg,aminek a becsapodását a fényképezőlemezen lehet látni. De a mező oszcillátorai nem mozognak,a mező részei. A húrok ezeknek az oszcillátoroknak a kiterjedt változata,amik rezgési módusainak időfüggő szuperpozíciója adja a haladó hullámcsomagot. De a húrok a mező részei,lokalizáltak.
Szerintem igen,csomó kvantummechanikai nehézség elhárulna. De a Standard modell is szerintem elég jó. A probléma például az erős kölcsönhatásnál szerintem a húrelmélettel sem oldódna meg,mert ott az a baj,hogy olyan erős a kölcsönhatás,hogy nem lehet a részecskék közötti perturbációnak tekinteni(ellentétben a QED-vel). Itt például a pályaintegrálok,rácstérelméletek segítenek,de ezek fejlődése manapság zajlik. Szóval a kölcsönhatások leírásával vannak leginkább bajok. Illetve azzal,hogy a Standard modellben nagyon sok az olyan paraméter,amit kisérletekből kell megszerezni,és a modellből nem következik. De ettől függetlenül például a QED nagyon nagyszerű elmélet,és a húrelmélet nagyon nem fog ezen változtatni. És az olyan kvantummechanikai paradoxonokat is benne vannak ebben az elméletben,mint például az EPR.
A húrelmélet annyi változást okozhat,hogy a Standard modellbe kerülő paramétereket az elméletből származtatja,de a modell ugyanez lesz.
-Olyami lenne a különbség,mint ami a termodinamika és a statisztikus fizika között van. A termodinamikával például meg lehet adni a hőmérsékleti sugárzás Stefan-Boltzmann törvnyét,de a benne szereplő állandót a kisérleti adatokból kell venni. De amint figyelembe van véve az elektromágneses tér finomszerkezete,hogy a sugárzás nem folytonos,hanem fotonokból áll,akkor már statisztikus fizika meg tudja adni az elmélet alapján a Stefan-Boltzmann állandót. A termodinamika elmélet információ hiánnyal rendelkezik,mert az elektromágneses tér kvantáltságáról nem tud semmit(végtelenül pici foton határeset). A Standard modell csomó állandót nem tud megadni,de a húrelmélet elvileg megtudná. Mert a Standard modellből hiányzik a részecskék kiterjedésének,és egyéb szerkezeti túlajdonságainak információja,emaitt nem tudja ezeket az állandókat az elmélet megadni. Mert a Standard modell pontszerűnek tekinti a részecskéket,ami ahoz hasonlít,hogy a termodinamika folytonosnak tekintette az elektromágneses sugárzást. -
Illetve a renormálás a részecskéknek megfelelő húrok vagy bránok kiterjedésével temészetesen magyarázza(annál kisebb mérettartományon már nincs értelme vizsgálni a térelméletet). Az igazán nagy áttérős az jelentheti,hogy a gravitációs kölcsönhatást is magában foglalná. Csak az a baj,hogy nagyon bonyolult az elmélet.
"Azaz ez esetben a köráram csak az elektronokon belül, a spin formájában értelmezhető.. "
Az elektron dipólus mágneses tere pont olyan,mint egy elektromos köráramnak. Vagyis az elektron körárammal helyettesíthető. Érdekes módon Ampere így képzelte el a ferromágnességet,hogy az a mágnes belsejében levő köráramok. Ez igaz,csak ez a köráram az elektronnal kapcsolatos. Azt hallottam egy tanártól,hogy ezt úgy magyarázzák,hogy az elektron tömegközéppontja a relativisztikus effektusok miatt körbe kering. Bár ez csak klasszikus relativitáselméletből jön ki,nem tudom ez mennyiben változik(vagy marad meg) a kvantummechanikában.
"Miután lehetőséget ad arra, hogy a két rész egymáshoz viszonyítva a haladási irányra merőleges síkú keringését köráramként értelmezhessük. És miután a hosszú vezető mágneses terében is eltérül egy egyenes vonalú pályán oda érkező elektron, pályája tökéletesen megfelel az erő eltérítő hatásának, ezzel azt a képzetet adva, hogy a Coriolis erő téríti el az elektront."
Az a baj,hogy az elektron szabad állapotban nem áll spinonból és holonból. Az 1 kelvin körüli hőmérsékleten a kölcsönható elektron mezeje nagyon eltér a szabad elektron mezejétől,igazából szerintem nem sok közük van egymáshoz.
A "Planck skála" már önmagában is megérne egy misét.. De nem.
Nem a makro méretekkel van a gond, hanem mint írtam, a pontok egyidejűleg végtelen sok helyen és nem a statisztikai valószínűséggel a végtelen sok hely valamelyikén való tartózkodásának a lehetetlensége miatt nem lehetséges a húr-rendszer. (Többek között, mert ugye az abszolút álló húrrendszer egy felújjított éterelmélet lenne, ami megint csak eléggé ostobán hangzik.)
1 db, 1D-s tömegtelen húr pontjai közül bármelyikre igaz az, hogy egy időben csak egy helyen tartózkodhat.
Arról nem is szólva, hogy a húroknak, fénysebességnél gyorsabban működő intelligens rendszert kellene alkotniuk.
Ha pedig azt nézem, hogy a húr létének feltételezése önmagában analog az éterrel, és az abszolút térbeli sebességgel, akkor talán érthető, hogy kimutathatóvá tenné a húrok léte az abszolút sebességet, időt, és távolságot.
Szia! Ha eltekintünk a húrelmélet alap lehetetlenségéről, és elfogadjuk, hogy egy pont intelligensen egyszerre végtelen sok helyen létező lehet, akkor olyan modell lehet, amellyel hasonló eredmények is kijöhetnek, mint amilyeneket a természet produkál. De az ennyire alaptalan modellből kapott eredményektől ostobaság lenne azt várni, hogy a valóságnak is vannak ilyen "eredményei".
Én nem vagyok híve az eleve alapjaiban logikai hibás modellekkel való próbálkozásoknak. Mert szerintem adva van a természet a saját szabályrendszerével, és csak arra kell törekednünk, hogy minél pontosabban megértsük ezeknek a szabályoknak a jellemzőit.
Jó példa erre a spin. Évekkel ezelőtt már akadtak olyan kretének akik a spint csak matematikai értelemben fogadták el és kijelentették, hogy fizikai értelemben nincs forgás, és ez bekerült az oktatásba is. Ilyen "csak matematikai" spin fogalmon nevelkedett egy generáció. Erre kiderül, hogy fizikailag létező részecskék okozzák a valós forgást..
Én a spinnek nagyobb jelentősséget tulajdonítok. Jó példa erre az egyenes vezetőben, egyenes vonalban haladó elektronok mágneses mezeje kör alakban veszi körbe a vezetőt. Azaz ez esetben a köráram csak az elektronokon belül, a spin formájában értelmezhető.. Persze tévedhetek. Bár a látásmódomat igazolni látszik az elektron spinon és holon összetevőinek felfedezése. Miután lehetőséget ad arra, hogy a két rész egymáshoz viszonyítva a haladási irányra merőleges síkú keringését köráramként értelmezhessük. És miután a hosszú vezető mágneses terében is eltérül egy egyenes vonalú pályán oda érkező elektron, pályája tökéletesen megfelel az erő eltérítő hatásának, ezzel azt a képzetet adva, hogy a Coriolis erő téríti el az elektront.
A B indukcióra merőleges síkon eltérülő elektron az egyenes vezetőt kör alakban körülvevő B indukció vonalak esetében is a B indukció vonalakra merőleges síkon térül el. Viszont az egyenes vezető esetében én nem látok más okot a mágneses tér keltésére mint a spint.
És miután már ismert a spinon és a holon léte, a pontszerűség "átkerült" ezekre. Így a két részecske egymás körüli "körárama" keltheti az egyenes vezetőt körülvevő mágneses tér hengerszimmetrikus alakját.
Miután ez már a spinből adódóan forgó mező, a saját forgású spinnel rendelkező elektron eltérülése szimpla Coriolis erőként értelmezhető-
A szimmetrikus körvezető esetében így már két, egymásra merőleges síkú forgás együtt van jelen, amelybe a körvezető síkjával párhuzamos síkon mozgó elektron kitérülését szintén a Coriolis erő okozhatja.
"Egyáltalán mit értünk erőtér-forgáson, ha az erőtér tengelyszimmetrikus? "
Úgy gondolom a spin hatása olyan,mintha a részecske köráramot alkotna. Képzeld el úgy,mintha egy elektron egy középpont körül keringene. És a köráramnak van mágneses tere,pont olyan ez,mint a dipólusnak a mágneses tere.
"A legtöbb embernek az a szemléletbeli sajátossága, hogy mindenféle fizikai jelenséget mechanikus "alkatrészek"működéseként tud csak elképzelni és megérteni. Vajon ez lehetséges-e a mágnességgel kapcsolatban is, vagy az alapos, a fizikai realitásnak megfelelő vizsgálat csak matematikai leírással megy, elvesztve a szemléletességet?"
A klasszikus elektrodinamikának van egyfajta szemlélete,amit Faraday vallott.
Ő az elektromágneses teret az anyag olyan tulajdonságának tekintette,mintha deformáció alatt állna. Az elektromágneses hullám ebben a képben olyan,mintha az anyag feszültésgállapotának hullámzása lenne. Az erővonalak ábrázolása is azt sugalja. Ezt a szemléletet,mint matematikai modellt használta Maxwell,amikor az eltolási áram bevezetése után az összes elektrodinamikai jelenséget egyesíteni tudta négy egyenletével. Ez fenomelogikus elmélet,akárcsak a hidrodinamika:a mező folytonos közegnek lehet tekinteni. A kvantumelektrodinamika ezen változtat,amikor kvantálja ezt a közeget. Ezzel többek között érthetővé válik az,hogy a fényelektromos jelenségnél az atom miért tud nagyon rövid idő alatt felvenni annyi energiát,hogy az elektron kirepülhessen. Azért mert kvantált,és a gerjesztései a fotonok. Mert,ha a klasszikus elektrodinamika lenne érvényes,akkor az atomnak napokig tartana,amíg össze tudná gyüjteni akvantáltatlan mező elektromágneses hullámától annyi energiá,hogy az elektronja kiléphessen.
De nagyvonalakban a jelenségek leírására elegendő a Maxwell által bevezetet fenomelógikus elmélet.
"Például az elektron spinjét csak tengely körüli forgásnak képzelhetjük-e el, vagy másképp is?
Ezek nagyon nehéz,és megoldatlan kérdések. A spin szemléleténél a legnagyobb problémát az okozza,hogy a Standard Modellben az elemi részecskék pontszerűek. Pontszerű részecske tengely körüli forgásáról nincs értelme beszélni. A spin értelmezéséhez olyan modell kell,ami a részecskéknek kiterjedést ad. Erre a létező modell a húrelmélet. De ez nincs kisérletileg megalapozva,mert a jelenlegi formája túl sok lehetőséget megenged. Illetve a feltekeredett extradimenziók pontos értelme sincs megmagyarázva(műszerekkel a húrok mérettartományát képtelenség felbontani,így kisérletileg ezekről a dimenziókról meggyőződni lehetetlenség.) Ha a részcskék kiterjedését tartalmazó modellben már lehet a spin a részecske(vagy húr) tengely körüli forgása,vagy húrnak valamelyik dimeziójának irányába eső rezgésének valamelyik módusa.
"Miképp tudja "magával vinni" forgás közben az elektron az ő erőterét? "
Van töltése az elektronnak,így elektromos erővonalak erednek belőle a tér minden irányába. Amikor az elektron mozog a saját terét magával viszi,mondjuk a tere nem mereven van hozzászögezve,hanem rugalmasan követik,a mezejének különböző tartományai a részecskétől való távolság függvényében bizonyos késedelemmel követi(mintha az erővonalak rugalmas kötelek lennének). Ezt a késedelmet hívják retardációnak,amit az elektrodinamika automatikusan figyelembe vesz,viszont a klasszikus mechanika nem. Ezért van szükség a speciális relativitáselméletre,hogy az elektromágneses mező retardációának a mozgó testre való visszahatását figyelembe lehessen venni(vagyis,hogy a hatás véges sebességgel terjed,ami a fénysebességgel egyenlő).
Egyáltalán mit értünk erőtér-forgáson, ha az erőtér tengelyszimmetrikus?
A mágneses tér indukcióvektorait az árammal átjárt a vezetőt körhúrkok formájában veszi körül.
A mágnességet,mint a fizika egyik érdekes fejezetét szerintem két részre lehet bontani. Az egyik részben a mágnességet köráramok okozzák,aminél a mágneses mezőt az elektromos áramok okozzák,és a spin ebben nem játszik szerepet. A Világegyetemben a csillagközi gázokban levő mágneses tér is ilyen típusú,illetve a Föld mágneses tere is ilyen eredetű. Illetve az emberiség történelmét oly nagy mértékben megváltoztató elektromos generátorokban is a mágneses teret a réztekercsekben folyó elektromos áram mozgása gerjeszti. A generátor által(a mágneses indukció) tulajdonképpen a mágneses mező jelentősen megváltoztatta az emberiség történelmét,mert általa lehetővé válhatott az elektromosság elterjedésének az élet minden területén. Ha a történelemben minden háborút(még a világháborúkat) vagy a hét csodák felépítését is kitörölnénk,akkor nem lenne túl nagy változás az emberek életében. Viszont Faraday felfedezése az elektromos indukcióról sohasem következett volna be,akkor a vilg teljesen más lenne,mint amilyen a mostani formája. Mindenhol gyertyák világítanának,nem lenne közvilágítás,nem lennének a háztartásban áramok,nem lenne TV,internet.
Ezt a fajta "köráram-mágnességet" a klasszikus elektrodinamika Maxwell egyenleteivel maradéktalanul lehet tárgyalni.
A mágnesség másik fejezete pedig az elektron spinjével kapcsolatos mágnesesség. Ezt csak a kvantummechanika törvényeivel lehet pontosan számolni. A para-,dia-,ferro-,antiferromágnesesség. A ferro-,és antiferromágnesesség a kvantummechanikai kicserélődési kölcsönhatásnak köszönheti létét. A ferro-és antiferromágnességben szerepet játszik,hogy a kicserélődési erők a távolság függvényében előjelet váltanak,oszcillálnak. Így ha a paramágneses ionok közé nem mágneses ionok kerülnek(ezáltal megnő a paramágneses ionok egymástól való távolsága) akkor a kicserélődési kölcsönhatás előjelet vált,és a spineket már nem azonos irányba,hanem ellentétes irányba állítja,így jön létre az antiferromágnesség.
Aztán vannak a spinüvegek.Itt a spinek rendezetlenül helyezkednek el.
Érdekes jelenség még a paleomágnesesség,ahol az anyagkristályok mágneses ásványaiba befagy a Föld mágneses tere,így fel lehet kutatni a kontinentális lemezek mozgását,illetve a Föld mágneses terének pólusváltását.(Atlanti-óceán közepén levő hátság példája)
"Pedig ez kib...tt jó lenne! Intuitíve én azt gondolom, hogy KELL lennie egy olyan modellnek, aminél ez értelmes idő alatt kiszámolható. Egyszerűen nem veszi be az agyam, hogy Természet Ősanyánk milliárd oldalú mátrixokat számolna, amikor összeöntünk kétfajta löttyöt. Einsteint parafrázolva: Isten nem számolgat milliárdos mátrixokban sajátértékeket.
Talán egyszer lesz ilyen kvantummechanika. Talán. Ha az LHC megtalálná, belesz*nék a gatyámba örömömben."
Ez lenne a korrekt. Nagyon nehéz lenne így bármit is kiszámolni.
erő eltérítő hatásának, ezzel azt a képzetet adva, hogy a Coriolis erő téríti el az elektront.
