как «нулевая энергия». Это связано с квантовыми флуктуациями, которые всегда присутствуют в вакууме.
Таким образом, классическая физика оказывается недостаточной для описания вакуума, который в квантовой теории является динамичным объектом с богатой внутренней структурой и свойствами, играющими решающую роль в формировании Вселенной.
1.3. Квантовая природа вакуума: Квантовые флуктуации, виртуальные частицы, нулевая энергия
Квантовая теория поля утверждает, что вакуум не является пустым, а кипит активностью виртуальных частиц, постоянно рождающихся и исчезающих.
Квантовые флуктуации: Эти флуктуации обусловлены принципом неопределенности Гейзенберга, который гласит, что невозможно одновременно точно измерить импульс и положение частицы.
* Флуктуации приводят к тому, что в вакууме постоянно происходят спонтанные изменения энергии и плотности частиц, хотя их среднее значение остается равным нулю.
Виртуальные частицы: Виртуальные частицы не являются настоящими, но их существование можно обнаружить по их влиянию на реальные частицы.
* Они могут взаимодействовать с реальными частицами, например, приводя к поляризации вакуума.
* Виртуальные частицы не могут быть непосредственно наблюдаемыми, но их влияние можно наблюдать экспериментально.
Нулевая энергия: Даже в состоянии с минимальной энергией, вакуум обладает ненулевой энергией, которая называется нулевой энергией.
* Она обусловлена квантовыми флуктуациями и виртуальными частицами.
* Нулевая энергия вакуума имеет важные последствия для космологии, например, она может быть связана с темной энергией.
1.4. Взаимодействие с вакуумом: Поляризация вакуума, эффект Казимира
Вакуум не является пассивным наблюдателем, а активно взаимодействует с материей.
Поляризация вакуума: В присутствии электрического или магнитного поля, вакуум поляризуется, то есть виртуальные частицы в нем ориентируются таким образом, чтобы уменьшить силу поля.
* Поляризация вакуума оказывает влияние на электромагнитные взаимодействия, например, приводит к изменению скорости света.
Эффект Казимира: Это явление, которое демонстрирует влияние вакуумных флуктуаций на реальные объекты.
* Две близко расположенные металлические пластины притягиваются друг к другу из-за уменьшения количества виртуальных фотонов между ними.
Заключение
В этой главе мы рассмотрели, как квантовая теория меняет наше представление о вакууме. В отличие от пустого пространства классической физики, квантовый вакуум является динамичной средой, обладающей ненулевой энергией и способной к взаимодействию с материей.
ГЛАВА 2. ДВУМЕРНАЯ МОДЕЛЬ ПЕРВИЧНОГО ФИЗИЧЕСКОГО
