Релятивистская квантовая механика

1. Релятивистские явления в квантовой механике
2. Релятивистская квантовая астрофизика
3. Использование релятивистской квантовой механики

Квантовая механика за небольшое время начала интенсивно развиваться. Учёные произвели её обобщение до теоретических основ, тщательно описывающих существование микроэлементов в микромире. Данное получилось осуществить с помощью обобщения этой научной деятельности, а также зарождению релятивистской квантовой механики.

В начале XX столетия классическая механика подверглась кардинальному пересмотру. По итогу была открыта одна из великих теорий нынешнего времени – теория относительности. Теория относительности осуществляет описание перемещения макроскопических объектов, в то время, когда из скорости близка к световой скорости. Помимо этого, в XX столетии была зарождена квантовая механика, которая описывает перемещение микротел.

В 1927 году английский физик-теоретик, один из создателей квантовой механики Поль Адриен Морис Дирак, когда рассматривал формулу австрийского физика-теоретика, одного из создателей квантовой механики Эрвина Рудольфа Йозефа Александра Шрёдингера, заметил её нерелятивистские свойства.

В то же время механика квантов и далее производила описание объекты микромира, но на то время их было общеизвестно лишь три: протон, электрон и фотон. Было ясно, что данные частицы перемещаются со скоростями, близкими со световой скорости, соответственно, для беспристрастного описания их перемещения необходимо применение СТО (специальной теории относительности).

Поль Дирак открыл новое уравнение, описывающее перемещение и взаимную связь электрона с иными элементами. А также, данное уравнение учитывало законоположения квантовой механики и теории относительности Альберта Эйнштейна. В итоге П. Дирак смог вывести формулу для энергии электрона, удовлетворяющей два решения:

• Из первого решения выходил общеизвестный электрон с положительным зарядом.
• Из иного решения выходил неведомый электрон-двойник, но он обладал отрицательным зарядом.

Таким образом и возникло более широкое понятие о физических элементах, а также взаимосоответствующих им античастицам, об антимирах и мирах.

Релятивистские явления в квантовой механике

Рисунок 2. Фотон.

Релятивистские явления можно сравнивать с зарядом покоя, однако элементы данных эффектов являются большими в соотношении с частицами. При данных причинах могут зарождаться виртуальные либо реальные частицы, по данной причине изучение одного тела во всеобщей ситуации является неправомерным. Обоснованное и тщательное представление свойств релятивистских квантовых частиц достижимо осуществить исключительно в пределах теории поля.

Проблема, на самом ли деле вакуум является пустым, появилась впоследствии находки Поля Дирака. Сегодня достаточно распространены данные, доказывающие, что данное пространство является пустым исключительно в среднем. В нём зарождается и пропадает большое количество виртуальных частиц и античастиц. Понимание о вакууме как о постоянной активности, а также о заключающихся в нём элементах охватывает принцип неопределенности Гейзенберга, имеющий следующее уравнение: \(ΔЕ • Δt ⩾ h.\)

В соответствии с этим, все квантовые явления имеет возможность на определённое время осуществлять нарушения положений, которые связаны со сбережением энергии. На протяжении короткого промежутка времени \(Δt\) энергия, которая якобы «арендована», имеет возможность тратиться на зарождение иных частиц, исчезающих при возвращении «аренды» данного энергетического заряда. Это и являются виртуальные элементы.

Не нашли то, что искали?

Попробуйте обратиться за помощью к преподавателям

Тип работы Выберите тип работыКонтрольнаяРешение задачКурсоваяРефератОнлайн-помощьТест дистанционноДипломЛабораторнаяОнлайн-репетиторЧертежОтчет по практикеЭссеОтветы на билетыПрезентацияПеревод с ин. языкаДокладСтатьяСочинениеМагистерская диссертацияКандидатская диссертацияБизнес-планПодбор литературыШпаргалкаПоиск информацииРецензияДругое

Предмет

E-mail

Узнать стоимость

это быстро и бесплатно

Появляясь из «пустоты», данные частицы осуществляют возвращение в «никуда». Таким образом, вакуум в физике является не пуст, а является наполненным большим числом зарождающихся и моментально пропадающих импульсов. Но в определённых задачах, в которых релятивистские явления более значительны, возникновение частиц можно не принимать во внимание и использовать исключительно волновые формулы, описывающие перемещение материальных объектов.

Таким образом, учёные отыскивают релятивистские коррективы к атомным уравнениям энергии. Данная методика считается логически неизолированной. По данной причине релятивистская квантовая механика не имеет возможности существования как последовательное учение в отличие от традиционной теории поля, а также нерелятивистской квантовой гипотезы.

Рисунок 3. Релятивистское сокращение размеров.

Релятивистская механика незаметно понемногу осуществляет переход в классическую механику Ньютона при возникновении небольших скоростей. Но непосредственно соображение, что теория Ньютона является ложной, дало толчок определённым исследователям на подсознательное перемещение исследуемого раздела физики в новейшую научную деятельность.

Релятивистская квантовая астрофизика

К данным факторам учёные могут отнести:

• Скорость перемещения, близкая к световой скорости.
• Очень большие величины плотности и давления энергии.
• Гравитационный заряд, который приближён к удвоенной световой скорости.

Первый труд, совокупно описавший эти эффекты релятивистской механики, был продемонстрирован в 1916 году. Тогда учёные исследовали в теоретической форме вероятность гравитационного поля кругом существенно уплотнённой массы. Данное понятие сыграло существенную роль в последующем формировании релятивистской науки. Сверх плотные и массивные звёзды, вес которых сконцентрирован внутри определённой области с радиусом, имеют некоторое количество широко универсальных характеристик.

Таким образом, ниспадающая в звезде элементарная частица при сближении с гравитационными линиями обретает очень большую скорость, которая близка к световой скорости. Релятивистское приостановление времени стаёт бесконечно вблизи данного радиуса. Отдалённый созерцатель, обладающий требуемым инструментарием, мог бы рассмотреть, что вещество асимптотически осуществляет приближение к гравитационной области, однако не в состоянии рассмотреть, элемент осуществляет пересечение данного пространства, внутри которого энергия не работает.
Так была вложена основа нынешней квантовой теории. Благодаря специализированной аппаратуре, которая была запущена в космос, были осуществлены открытия происхождения рентгеновских лучей, находящихся в структуре двойных звезд.

Излучение в данной ситуации является итогом перетекания газа с поверхности обыкновенной звезды на область нейтронной звезды. Существенное место в релятивистской механике выделяется гамма-лучам, которые являются последствием взаимного действия протонов и тяжелых ядер космического излучения с межзвездным компонентом. Взрывы и черные дыры, которые сопровождаются появлением нейтронных звёзд, и подвергающие к выбросу космических излучений, в том числе, являются объектом изучения данной области в квантовой механике.

Сложно разобраться самому?

Попробуйте обратиться за помощью к преподавателям

Тип задания Выберите тип заданияКонтрольнаяРешение задачКурсоваяРефератОнлайн-помощьТест дистанционноДипломЛабораторнаяОнлайн-репетиторЧертежОтчет по практикеЭссеОтветы на билетыПрезентацияПеревод с ин. языкаДокладСтатьяСочинениеМагистерская диссертацияКандидатская диссертацияБизнес-планПодбор литературыШпаргалкаПоиск информацииРецензияДругое

Предмет

E-mail

Узнать стоимость

это быстро и бесплатно

Использование релятивистской квантовой механики

Около века существования квантовой механики, её высказывания ни разу не были опротестованы с научной точки зрения, либо экспериментальным путём. Квантовая механика производит описание, как минимум, трёх видов материальных процессов, которые традиционная электродинамика и теория не в состоянии дать объяснения:

• Корпускулярно-волновой дуализм.
• Квантования определённых материальных значений.
• Присутствие перемешанных квантовых состояний.

Квантовая релятивистская механика обладает возможностью быть представленной как нерелятивистская теория, используемой в среде науки, принимая во внимание практичность. Абсолютный инструментарий квантовой теории поля является частичным для представления поведения электромагнитных структур. Упрощённый подход рекомендует именовать заряженные элементы квантово-механическими объектами в традиционном поле.

Релятивистская механика обладает большими достижениями в формулировании большого количества феноменальных ситуаций, которые наблюдаются в окружающей среде. Действия и взаимная связь микроскопических элементов, которые создают все виды материи протонов, электронов и нейтронов обладают адекватным объяснением исключительно благодаря правилам квантовой механики. Удалённой задачей этой научной области деятельности является разработка квантовой компьютерной техники, обладающей возможностью в приближённом будущем осуществить важнейшие алгоритмы с более существенной продуктивностью, нежели нынешняя компьютерная техника.

Следующая сфера энергичных и инициативных изучений – это квантовая телепортация, которая связана с методиками передачи определённых состояний на существенные дальности. Нынешние методики и открытия в квантовой механике достигли такого масштаба, когда квантовые явления стали довольно существенными по важности. Прекрасными экземплярами считаются транзисторы, лазеры, электронные мощные микроскопы, магнитно-резонансная томография, являющиеся необходимым инструментарием в нынешнем мире.