Işık neden kalite değil? Bir fizikçinin cevabı düşünmeyebilirsin
Teori ve pratik çeliştiğinde, ışığın kalitesini nasıl ölçeriz?
Peki, bu soru gerçekten çok çeşitli cevapları çekiyor! Ama biri bana bu soruyu sorarsa, eşsiz bir cevap vereceğim.
Sorunun özü, sezginizin yanlış olmasıdır. Her şeyden önce, eğer düşünürseniz, o zaman bu varsayımda yanılıyorsunuz. Etrafınızdaki nesneler bir kütleye sahiptir Bu tür bir deneyim, bu bakış açısını oluşturmanıza izin verir, ancak bu evrensel değildir.
Kalitesi olmayan her şey sadece ışık hızında hareket edebilir. Yani bu tür şeyler deneyiminizin bir parçası değildir, çünkü siz varoluşlarını fark etmeden önce yok olurlar ya da fark ettiğiniz anda yok olurlar (ekrana baktığınızda olduğu gibi) Gözlerinize giren ışık). Yani, kütlesiz nesnelerle ilgili sağlam bir deneyime sahip değilsiniz ve sonucunuz, böyle bir şeyin olmadığıdır.
Şimdi, kalite kelimesinin farklı anlamları var. Bir anlamda, enerji ile eş anlamlıdır, dolayısıyla ışığın enerjiyi iletebileceğine dair hiçbir şüphe yoktur ve buna dayanarak ışığın niteliği olduğu sonucuna varabilirsiniz. Ancak bu pek mantıklı değil, örneğin, bu teoremi fiziksel nesneleri ölçmek için kullanamazsınız. Çok faydalı bir değerdir, ışık hareketinin veya ivmenin zorluğunu etkilemeyecektir, ancak ışığın yerçekimini nasıl etkilediği gibi çeşitli soruların cevabını doğrudan size söylemeyecektir, bu yüzden sadece bunun görece bir kalite eksikliği olduğunu düşünebiliriz. tanım.
Diğer bir kalite kavramı, diğerleri buna "dinlenme kalitesi" veya "uygun kalite" adını verir. Parçacık fizikçileri terimleri kullanırken genellikle bu tanımı ifade ederler, çünkü onlar için bu kavramın yararlı ve ilginç yönü budur. Enerji açısından, bir parçacığı sentezlemek için gereken minimum enerjinin bir ölçüsüdür; günlük kavramlarda, nesnelerin bileşimi hakkında konuşurken aklınıza gelen niteliktir.
Işığın minimum enerjisi ve dinlenme kütlesi yoktur, bu nedenle kütlesiz bir nesnenin ulaşabileceği tek hızda (yani ışık hızında) hareket eder. Hız (tek olası hıza sahip olmasına rağmen) veya konum (belirli bir bulanıklık derecesiyle) gibi nesnelerle ilişkilendirebileceğiniz bazı özelliklere sahiptir; ancak hızlanma ve hızlanma gibi bazı farklılıklar da vardır. Uzayın işgali (diğer nesnelerin konumunu değiştirme perspektifinden).
Her şeyden önce, ışığın hareketsiz kütlesi yoktur, yani bir fotonu yakalayıp kütlesini ölçemezsiniz, tıpkı hareketsiz bir fotonun (boşlukta) var olamayacağı gibi, imkân yoktur.
Fakat gerçek bir fotonun kütle enerjisi vardır. Aynalarla dolu bir kutu yapabilir ve ışığın içeri ve ileri geri yansımasını sağlayabilirsiniz Prensip olarak, kutunun ağırlığındaki küçük bir artışla fotonun kütle enerjisini ölçebilirsiniz. (Böyle bir kutuyu yapmanın fizibilitesi yüksek olmasa da, yine de bazı benzer şeyler vardır: Yıldızlar için, özellikle süper devler için, kütlelerinin büyük bir kısmı yakalanan radyasyon şeklindedir. Bir yol, foton gazı biçimindedir.)
Aynı zamanda, "nesne" kütle ile eşanlamlı değildir. Fotonlar ayrıca açısal momentum gibi başka özelliklere de sahiptir. Yerçekimi söz konusu olduğunda, tüm bu özellikler birlikte bir nesnenin nasıl üretildiğini ve bir çekim alanıyla nasıl tepki verdiğini belirler. Dinlenme kütlesi bu parametrelerden yalnızca biridir. (Düşük hızlı, zayıf manyetik alanlarda bile, yani günlük deneyimimizde en önemlisidir.)
Son olarak, fotoniğin neden böyle olduğuna gelince: bu tür dersler genellikle lisans yıllarında öğretilmez. Maxwell denklemleri matematiksel özdeşliklerdir. Bunu gerçekleştirmek için gereken tek şey, yükün (matematiksel) tanımıdır. Yük farklı şekillerde tanımlanabilir.Son olarak, bir hipotezi tanımlayan sözde Proka denklemi olan bir dizi modifiye edilmiş denklem elde edilir. Fotonun sıfır olmayan bir durgun kütleye sahip olduğu elektromanyetik formu. Maxwell neden Proca yerine doğal olarak seçildi? Bu, fizikçilerin asla cevaplayamayacağı bir soru olabilir. Doğanın onları aynı anda seçtiğini fark etsem de: aslında zayıf etkileşim halindeki Z bozonu çok ağır, devasa bir foton gibidir.
En özlü versiyon: Neden bilmiyoruz
Kısa versiyon: Fizik açısından, kimliklerimizin dünyayı doğru bir şekilde açıklayıp açıklamadığını doğrulayabilecek kimlikler teorisine ve deneysel yöntemlere sahibiz. Bunun sonucu, fotonların kütlesini sıfıra ayarlarsak, normal şekilde çalışabilirler ki bu da ana nedendir.
tam versiyon: Modern teorik fizikle ilgili büyüleyici olan şey, kaç şeyin sadece temel prensiplerin ve simetrinin matematiksel sonuçları olduğudur. Bazı temel ilkeleri ve kimlikleri çizdik ve kimliklere uyan matematiksel modeller bulduk ve sonra birdenbire, bu nesnelerin tamamen matematiksel özelliklerinin bazılarının deneyimlerimizden deneyimlediğimiz birçok şeyi tanımlamak için kullanılabileceğini keşfettik. Tanımlanan sistemin davranışını değiştirmeden tuttuğumuzda ve özdeşlikteki bazı parametreleri değiştirdiğimizde, buna simetri denir ve genellikle korunan miktarların varlığı anlamına gelir. Uzay ötelemesinin simetrisinden elde edilen korunan niceliğe momentum, zaman ötelemesinin simetrisinden elde edilene enerji, dönme simetrisinden elde edilene ise açısal momentum diyoruz. Ek olarak, bazı açık olmayan simetriler vardır.Kuantum mekaniğinde dalga fonksiyonlarını inceleriz.Değerleri, genliği (uzunluk) ve fazı (açı) olan iki boyutlu vektörler gibi karmaşık sayılardır. Belirli sonuçların olasılığını uzunluğa göre tahmin edebiliriz, ancak genellikle fazı gözlemlemiyoruz, bu nedenle bir miktar simetri olabilir.
Tüm etkileşimlerin yerel olduğu ve burada gerçekleştirdiğim eylemlerin Mars'ta meydana gelen her şeyi hemen etkilemeyeceği konusunda temel bir ilke belirleyebiliriz; herhangi bir değişiklik bir noktadan komşu nesnelere yayılır ve sonra Komşularına vesaire; herhangi bir değişikliğin A'dan B'ye yayılması zaman alır; belirli bir noktada gerçekleşen her şey, o noktadaki şeyler ve komşuları tarafından belirlenir. karar verdi. Buna yerellik denir ve gözlemlenmemiş faz simetrisi ile birleştirildiğinde, "norm değişmezliği" kavramını elde edebiliriz: sistemin davranışı, her noktada tanımlamayı seçtiğimiz şeye bağlı olmamalıdır. Çoğul "açı" yöntemi. Ölçü değişmezliği ilkesine göre, doğrudan matematiksel bir sonuç elde ederiz: ilk alanla etkileşime giren ve tıpkı momentum koordinatlardan geldiği gibi fotonlar, W ve Z bozonları ve gluonlar gibi ayar bozonları üreten ek bir alan sunar. Hareketin simetrisi, fotonlar ayrıca belirli bir karmaşık sayılar ve yerellik simetrisinden gelir.
Ancak teori ve pratik birleştirildiğinde bir sorunla karşılaşırız: ayar bozonlarını tanıtmanın bu mekanizması, kütlesiz olduklarını varsayar, ancak deneysel verilerden bazı bozonlar (W ve Z gibi) çıkarabiliriz. Kalite var. Yani fizikçiler başka bir tür alan icat etmelidir - Higgs alanı ve bu alanla etkileşim yoluyla parçacığın kütlesini elde etmeliyiz, böylece sonunda birbirleriyle etkileşime girebilecek birçok alan elde ediyoruz: belirli bir noktada bir alan Değeri, yalnızca mevcut biçimine değil, aynı zamanda diğer alanların değerlerine de bağlıdır ve bazı bağlantı sabitleri, iki alan arasındaki karşılıklı bağımlılığın derecesini gösterir. Bazı alanlar Higgs alanına bağlıdır, bu nedenle parçacıklar denen dalgacıkların kütlesi vardır. Diğer alanlar tam tersidir, Higgs alanına bağlı değildir ve parçacıkların kütlesi yoktur. Bu, sabitlerin bağlanmasıyla belirlenir, ancak genellikle bu sabitlerin neden belirli değerleri olduğunu bilmiyoruz, bu yüzden onları sadece deneylerde ölçüyoruz. Bildiğim kadarıyla, hepsi denklemlerden ve simetri ve yerelliğin temel ilkelerinden kaynaklanmasına rağmen, bozonların neden kütlesi varken diğer parçacıkların neden kütleye sahip olmadığını hala bilmiyoruz.
Referans
1. Wikipedia
2. Astronomik terimler
3. Starria- quora
İlgili herhangi bir içerik ihlali varsa, silmek için lütfen 30 gün içinde yazarla iletişime geçin.Lütfen yeniden basmak için yetki alın ve bütünlüğü korumaya ve kaynağı belirtmeye dikkat edin.
