Tweeter button Facebook button Youtube button

Квантовая гравитация. Изощренные эффекты

27/07/2012
By

print
Схематичное изображение петлевой квантовой гравитации, согласно которой пространство и время состоят из квантовых ячеек, соединенных друг с другом определенным образом. Фото с сайта wikimedia.org.

Схематичное изображение петлевой квантовой гравитации, согласно которой пространство и время состоят из квантовых ячеек, соединенных друг с другом определенным образом. Фото с сайта wikimedia.org.

Профессор Ричард Вудард из Университета Флориды (США) выяснил, как влияет квантовая гравитация на взаимодействие заряженных частиц, и какие выводы можно сделать, если учесть вклад гравитации в уравнениях Максвелла

Он рассказал в ФИАНе во время Гинзбурговской конференции по физике о весьма изощренных эффектах, возможность существования которых ранее не принималась во внимание.

Гравитация - одно из фундаментальных взаимодействий, согласно которому все имеющие массу тела испытывают притяжение друг к другу. В случае планет и звёзд гравитационная сила становится определяющей. В случае с элементарными частицами гравитация вносит, казалось бы, чисто символический вклад. Однако когда речь идет о квантовых явлениях и их масштабах, даже «символический» вклад может привести к интересным тонким эффектам. Это и показал в своей работе Ричард Вудард.

Основным инструментом профессора Вударда была техника Швингера-Келдыша. Известный российский физик, сотрудник ФИАН, академик Леонид Келдыш и американский физик Джулиус Швингер параллельно предложили эту технику в конце 50-х годов ХХ столетия. По своему назначению методика позволяет вычислять средние значения параметров, наблюдаемых в физических экспериментах, которые выходят за рамки экспериментов по рассеянию (столкновению) частиц. Используя эту технику, Ричард Вудард рассчитал вклад гравитационного поля в электростатический потенциал от точечного неподвижного заряда, а если точнее, то выяснил, каким образом закон Кулона модифицируется за счет вклада гравитационного поля.

«Квантовое гравитационное поле проявляется здесь в виде очень малой поправки, - рассказал профессор Ричард Вудард во время Гинзбурговской конференции по физике, прошедшей в ФИАНе с 28 мая по 2 июня 2012 года. - Она пропорциональна произведению энергии взаимодействия двух электрических зарядов и очень малой гравитационной постоянной».

Однако если вклад гравитации в кулоновское взаимодействие выливается в виде безобидной малой поправки, то концептуальный вклад квантовой гравитации в теорию электромагнетизма, структурированную Максвеллом в его знаменитых уравнениях, проявляется интереснее.

Из преобразованных с учетом гравитационного вклада уравнений Максвелла можно сделать вывод о возможности распространения частиц со скоростями больше скорости света. Например, фотоны, согласно классической электродинамике, летят со скоростью света, но с учетом вклада гравитационного поля в закон распространения фотонов возникает слабый эффект увеличения их скорости, что в достаточно вольном изложении можно назвать нарушением причинности или «машиной времени».

Аргумент против этого находится в определении понятия скорости света. В данном случае скорость света является не универсальной постоянной, а своего рода функцией расстояния между зарядами. Тогда в приближенном смысле можно сказать, что скорость света на очень близких к заряду расстояниях, на которых ее измерение вряд ли является принципиально возможным, становится существенно отличной от привычной скорости света, в то время как на больших расстояниях этот эффект ничтожно мал.

«О машинах времени здесь, конечно, говорить нельзя, - прокомментировал результаты расчетов профессора Вударда ведущий научный сотрудник сектора теории элементарных частиц ФИАН, доктор физико-математических наук Андрей Барвинский, - но сам по себе эффект очень тонкий и в чем-то привлекательный. Дело в том, что это один из немногих эффектов, который можно просчитать до конца. Как правило, расчет и анализ большинства интересных и важных задач в области квантовой гравитации, к сожалению, осуществить напрямую невозможно. Это связано с тем, что либо математические методы в этой области пока плохо развиты, либо при расчете фигурируют внутренние существенные противоречия на чисто квантовом уровне. А это один из достаточно несложных расчетов, который доведен до конца и, несмотря на небезупречную интерпретацию, приводит к конкретному результату, мотивирующему дальнейшие исследования».

ИсточникиАНИ «ФИАН-информ» km.ru

Tags: ,

4 Responses to Квантовая гравитация. Изощренные эффекты

  1. admin
    admin on 27/07/2012 at 13:40

    Самое интересное в том, что на очень малых дистанциях гравитация переходит в сильное взаимодействие. Это связано с тем, что протоны, нейтроны, электроны - не точечные образования. Точные решения представлены здесь http://victorpetrov.ru/viktor-petrov-o-kvantovojj-gravitacii-i-temnojj-materii.html 5.2.Устойчивость протона. Квантовые эффекты гравитации

    • Лариса on 27/07/2012 at 18:25

      "Самое интересное в том, что на очень малых дистанциях гравитация переходит в сильное взаимодействие" Это интересная мысль! В самом деле, почему это все решили, что гравитационной взаимодействие элементарных частиц ничтожно мало?А может быть и вообще существует одно - единое взаимодействие, проявляющее себя по разному в разных условиях? И почему взаимодействий четыре? А вот, к примеру, антигравитация темной энергии, чем не пятое взаимодействие?

      • admin
        admin on 27/07/2012 at 22:23

        Ларочка, зачем нам пятое взаимодействие, когда мы уже привели сильное к гравитационному. Всего осталось три: Гравитация, электромагнитное и слабое. Электрослабое уже есть. Вообще говоря, великое объединение уже случилось. Но очень хочется, чтобы среди взаимодействий осталась одна гравитация. Это мне так хочется. Что там на самом деле - еще предстоит выяснить.

         

        • Лариса on 29/07/2012 at 21:17

          Вы правы с объединением! В сущности, природа нам демонстрирует уникальную гармонию, где нет никаких противоречий и все взаимодействия тесно связаны и переплетены. Можем ли мы сегодня поставить эксперимент, изучающий какое-либо одно взаимодействие, полностью исключив влияние других взаимодействий? Конечно же нет и поэтому подход к изучению должен быть всесторонний, комплексный. Но пока мы занимаемся лишь частностями, тогда как целое от нас по прежнему ускользает.

Оставить комментарий

Ваш email не будет опубликован. Обязательные поля отмечены *

Этот сайт использует Akismet для борьбы со спамом. Узнайте как обрабатываются ваши данные комментариев.

amplifier for 8 speakers
Алёна Петрова

ПОПУЛЯРНЫЕ

В началоВ начало
sonos multi-room music system zonebridge br100 sonos multi room music system zoneplayer zp120 + zp90 sonos multi-room music system zone bridge br100 box multi room speaker system airplay apple multi room speaker system