ЭлементыЭлементы большой науки
Жизнь в науке. Дневники
Главная / Дневники / Игорь Иванов / Запись

ДИФРАКЦИЯ В ФИЗИКЕ ЭЛЕМЕНТАРНЫХ ЧАСТИЦ: РАССКАЗ ПЕРВЫЙ

sh18
16.09.2006
20:09

на пост Игоря Иванова от 19:22



Насколько, получается, квантовый мир радикально отличен от классического. Даже штуки качественно различных составляющих не являются инвариантом просто при изменении системы отсчета. Чудны дела твои, господи... ))

Ответить предыдущая | следующая

КОММЕНТАРИИ:

16.09.2006 20:28#
spark
Дифракция в физике элементарных частиц: рассказ первый
На самом деле можно копнуть чуть глубже и задать такой вопрос. Пусть у нас есть некий "прибор", позволяющий экспериментально обнаружить эту структуру в пролетающем сквозь него протоне. (Конкретика будет потом.) Тогда в лаборатоной системе отсчета всё ОК -- протон пролетает, прибор замечает структуру, и "зажигается лампочка".

А как это выглядит в системе покоя протона? У него ж в своей СО этой динамической структуры нет, но результат-то эксперимента тот же самый. Так вот, в этой СО на неподвижный протон со всей дури налетает прибор. И эта динамическая структура ЕСТЬ, но она теперь считается принадлежащей прибору. Всё это проще всего представить, если в качестве прибора выступает другой протон.

Так что относительно даже то, кому именно принадлежит эта структура :)
17.09.2006 00:18#
sergeygubanov
Дифракция в физике элементарных частиц: рассказ первый
> Насколько, получается, квантовый мир радикально отличен от классического.

На сколько я понял это чисто классический (в смысле не квантовый) эффект. Подобный тому как наблюдаемое в одной системе отсчёта чисто электрическое поле в другой системе отсчёта "расщепляется" ещё и на магнитное.
17.09.2006 22:33#
Дифракция в физике элементарных частиц: рассказ первый
"Подобный тому как наблюдаемое в одной системе отсчёта чисто электрическое поле в другой системе отсчёта "расщепляется" ещё и на магнитное."-
-На самом деле поле всегда - электромагнитное!!!
То есть они неразрывно связаны. И пока никто не может сказать что это такое,-эл.магнитное поле! Мы оперируем математическими формулами, но не преставляем физической сути поля.
18.09.2006 12:55#
spark
Дифракция в физике элементарных частиц: рассказ первый
На сколько я понял это чисто классический (в смысле не квантовый) эффект. Подобный тому как наблюдаемое в одной системе отсчёта чисто электрическое поле в другой системе отсчёта "расщепляется" ещё и на магнитное.

Не соглашусь. Тут -- именно квантовополевой эффект, причем в теориях со взаимодействиями. Он становится возможным исключительно за счёт того, что частицы могут излучать другие частицы или расщепляться на пары.

Грубая визуальная картинка такая: вокруг протона есть облако всевозможных виртуальных квантов. Рассматривая этот протон во всё более быстрой СО, мы видим эти виртуальные кванты всё более близкими к массовой оболочке. Т.е. они всё более "актуализируются", становятся всё более полноправными членами в составе протона.

Чисто квантовым эффектом я это пока поостерегусь называть, потому что мне непонятно, что от этого останется без квантования.

Подчеркну, что в свободных теориях (без взаимодействия) ничего подобного нет: одночастичное состояние останется тем же одночастичным состоянием при любом бусте. Недиагональность оператора в фоковском пространстве -- совсем не то же самое, что лоренц-неинвариантное расщепление ЭМ поля на компоненты.
18.09.2006 13:35#
sergeygubanov
Дифракция в физике элементарных частиц: рассказ первый
> Недиагональность оператора в фоковском пространстве -- совсем не то же самое, что лоренц-неинвариантное расщепление ЭМ поля на компоненты.

Хмм... А какое отношение к преобразованиям координат может иметь такой нетензорный объект как оператор в фоковском пространстве? Если у него нет тензорных индексов, то по отношению к координатным преобразованиям он просто скаляр.

Судите сами, если уж при линейных преобразованиях координат, таких как преобразования Лоренца, что-то в теории как-то странно себя ведёт, то что же будет при нелинейных преобразованиях, например, при переходе от декартовых координат в сферические - какой-нибудь фоковский оператор от этого в бараний рог свернётся что ли? Попробуйте перейти в сферические координаты и посмотреть на Ваш оператор...
18.09.2006 14:51#
spark
Дифракция в физике элементарных частиц: рассказ первый
Хмм... А какое отношение к преобразованиям координат может иметь такой нетензорный объект как оператор в фоковском пространстве? Если у него нет тензорных индексов, то по отношению к координатным преобразованиям он просто скаляр.

Да есть у него тензорные индексы. Ну проще всего вспомнить обычную КМ. Там сдвиг координат можно описать как оператор, действующий на координаты, а можно -- как другой оператор, оператор сдвига, действующий в гильбертовом пространстве состояний квантовой системы. Этот оператор сдвига, естественно, несёт на себе тензорный индекс, т.к. он выражается -- по определению -- через оператор импульса (а это тоже оператор, действующий в гильбертовом пространстве). Ситуация в фоковском пространстве аналогична.

...что-то в теории как-то странно себя ведёт...

Почему же странно. Кстати, известное утверждение о том, что в КТП нельзя ввести волновую функцию частицы, тоже связано с "относительностью состава".
18.09.2006 15:31#
sergeygubanov
Дифракция в физике элементарных частиц: рассказ первый

>Ну проще всего вспомнить обычную КМ. Там сдвиг координат можно описать как оператор, действующий на координаты, а можно -- как другой оператор, оператор сдвига, действующий в гильбертовом пространстве состояний квантовой системы. Этот оператор сдвига, естественно, несёт на себе тензорный индекс, т.к. он выражается -- по определению -- через оператор импульса (а это тоже оператор, действующий в гильбертовом пространстве).

Нет, нет, нет. Замена координат - это одно: физически мы остаёмся в той же самой точке пространства, но просто подругому задаём координатную сетку. А действие оператора трансляции - это совершенно другое: физически мы из одной точки пространства реально перемещаемся в другую точку пространства. Замену координат нельзя эмулировать какими-либо другими операторами (и наоборот).

19.09.2006 19:59#
spark
Дифракция в физике элементарных частиц: рассказ первый
Знаете, это вообще-то стандартные вещи, возможно, я не вполне точно их произношу. Давайте избавимся от слов "преобразования координат". В КМ есть так называемый "оператор сдвига", которые действует в гильбертовом пространстве и который переводит любое состояние, локализованное в сколько угодно малой окрестности точки x_i, в состояние, локализованное в соответственно малой окрестности точки x_i + a_i. Этот оператор связан с оператором импульса, также действующем в гильбертовом пространстве. Оператор импульса несёт на себе тензорный индекс. В КТП есть точно такие же аналоги этих операторов, действующие в фоковском пространстве и несущие на себе тензорные индексы. Это и есть ответ на ваше сомнение "...А какое отношение к преобразованиям координат может иметь такой нетензорный объект как оператор в фоковском пространстве?..."
20.09.2006 11:03#
sergeygubanov
Дифракция в физике элементарных частиц: рассказ первый

Да, всё верно, только перемещение из одной точки пространства в другую точку не является преобразованием координат. Вопрос остаётся в силе: С какой стати что-то там в фоковском пространстве зависит от преобразований координат в обычном пространстве? Вот.

Может быть стоит привести здесь формулу для оператора импульса. Может быть он определён не инвариантно? Сомнение вызвано тем, что в книжках по КТП зачастую можно втретить вещи навроде таких:

Pi = "Интеграл от чего-то (несущего тензорный индекс i) по пространству".

Конструкции, подобные этой, бессмысленны с точки зрения дифференциальной геометрии. Надо объяснять почему?

26.09.2006 21:17#
spark
Дифракция в физике элементарных частиц: рассказ первый
Вы лучше не со мной спорьте, а с учебниками. Вот откройте какой-нибудь учебник по квантовой теории поля и посмотрите, откуда берется тот факт, что оператор импульса в фоковском пространстве несет лоренц-индекс. Это проистекает из интеграла (да-да) от тензора энергии-импульса, который -- что во вторично-квантованном, что в классическом случае -- выражается по определению через лагранжиан в соответствии с теоремой Нетер. Т.е. происхождение лоренц-индекса -- непосредственно из лагранжевой плотности, а конкретно из-за того, что в ней есть кинетический член, явно использующий производные по координатам. Именно поэтому состояния в фоковском постранстве вообще что-то знают про преобразования координат.
27.09.2006 10:51#
sergeygubanov
Дифракция в физике элементарных частиц: рассказ первый
Просто все квантовые операторы (интегралы от тензоров...) были записаны в жесткой привязанности к декартовым координатам. И после того как они все так записаны, делать преобразования координат уже нельзя. Если есть огромное желание преобразование координат всё же сделать (например, от декартовых к сферическим), то необходимо будет проквантовать все поля "с нуля" заново - в новой системе координат, забыв про старую КТП. То есть, надо заново решить (записанные в новых координатах) волновые уравнения для свободных частиц, найти полный базис решений, разложиться по нему и т.д. и т.п. по полной программе от и до. Такой жуткой заморочкой приходится страдать из-за того, что ещё не придумали ковариантную формулировку КТП.

Нельзя говорить, что квантовые операторы знают о преобразованиях координат. Просто в современной формулировке КТП преобразования координат запрещены, и если, по наивности, попытаться их сделать, то, естественно, все операторы "уплывут", но это не значит что они знают о преобразованиях координат, просто это вычислительная ошибка, так вычислять запрещено. Вот в ковариантной формулировке КТП, будь она когда-нибудь создана, явно будет видно, что квантовые операторы не зависят от преобразований координат.
27.09.2006 11:18#
spark
Дифракция в физике элементарных частиц: рассказ первый
Координаты декартовы, но записано-то всё в лоренц-ковариантном виде. Так что какие проблемы с преобразованием лоренца вы тут подозреваете, не понимаю. Теория по построению лоренц-ковариантна.
27.09.2006 14:57#
sergeygubanov
Дифракция в физике элементарных частиц: рассказ первый

> Координаты декартовы, но записано-то всё в лоренц-ковариантном виде. Так что какие проблемы с преобразованием лоренца вы тут подозреваете, не понимаю. Теория по построению лоренц-ковариантна.

Лоренц ковариантности не бывает, бывает Лоренц инвариантность. А подозреваю не я, а Вы сами сказали, что у Вас там какие-то квантовые операторы обнаружились, которые якобы чувствуют преобразования Лоренца. На что Вам в ответ было указано (заметьте, не мной одним), что в Лоренц инвариантной теории быть такого не может. Так что ищите ошибку.

28.09.2006 08:54#
apetrov
Дифракция в физике элементарных частиц: рассказ первый
А в чем, собственно, проблема? Ну вот говорили об операторе импульса поля. Если вы квантуете теорию каноническим методом, т.е. ипользуете гамильтонов формализм, вы получаете импульс поля (оператор) выраженный через операторы поля. Или через оператроры рождения/уничтожения. Ну например для фермионов

P_mu=sum_{p, pol} p_mu ((a^+ a) + (b^+ b)),

где а (а^+) и b (b^+) операторы уничтожения и рождения. Оператор на пространстве состояний? Оператор. Лоренцев вектор? Он. В чем проблема иметь 4 нетеровских зарядa преобразующихся в совокупности как вектор?

Или вообще, возьмите векторное поле. Вектор? Вектор. Оператор? Опять-же он... Лагранжиан теории лоренц-инвариантен? Конечно, он ведь по полям квадратичен...
28.09.2006 10:35#
sergeygubanov
Дифракция в физике элементарных частиц: рассказ первый

>А в чем, собственно, проблема?

Так Вы прочитайте с самого начала. Вначале было утверждение, что если рассматривать адрон-мезонную систему из разных движущихся лабораторий, то её состав будет казаться разным (динамическая структура). Я спросил, что это, мол, что-то вроде того как чисто электрическое поле из движущейся лаборатории кажется "расщеплённым" ещё и на магнитное? Ответом было - нет. Теперь вот и выясняем, как это так нет? А как же, иначе-то???

Оптимальным было бы если бы тут формулы привели из которых это утверждение было сделано. А то ведь, не понятно.

18.09.2006 15:52#
sergeygubanov
Дифракция в физике элементарных частиц: рассказ первый
И вообще, если следовать такой логике, то можно вообразить себе буд-то бы каждому преобразованию координат соответствует какой-нибудь квантовый оператор!!!

Ну и какой же квантовый оператор соответствует координатному преобразованию от декартовых координат к сферическим?.. ;-)

Никакой.
Вести дневник и оставлять комментарии могут только зарегистрированные пользователи
Логин:
Пароль:
Зарегистрироваться
Последние сообщения
Помощь
Всего дневников: 640

Пользователей
в системе: 2724

Всего записей
и комментариев: 48547

Записей и комментариев
за последние 24 часа: 21

АКТИВНЫЕ ДНЕВНИКИ


 
Энциклопедия | Новости | Блоги | Календарь | Право | Библиотека | Детские вопросы | ЖОБ При поддержке фонда Дмитрия Зимина - Династия