Квантова теория на полетата - съществува ли нещо реално?

October 08, 2019

Независимо от вида материя, който нашите сетива възприемат, знаем със сигурност, че тя ще бъде изградена от основния градивен елемент познат като "атом". Макар че той винаги е изграден от идентични частици, атомът се проявява в различни видове в зависимост от броя протони, неутрони и електрони, които го изграждат – това негово разнообразие създава многообразието в света около нас. Атомът е изграден от отрицателно заредени "електрони", положително заредени "протони" и "неутрони", които нямат заряд.

Протоните и неутроните се свързват помежду си, за да създадат ядрото на атома, а пък електроните, които "обикалят" около него, създават различни "електрически обвивки". Броят на електроните, протоните и неутроните в атома определят какъв ще бъде неговият вид и каква ще е неговата маса. Протоните и неутроните пък са изградени от още по-малки частици наречени "кварки", които могат да бъдат класифицирани в 6 различни вида. Кварките се държат в едно цяло, за да създават протоните и неутроните, чрез една от четирите основни сили във физиката позната като "силно ядрено взаимодействие". Тази сила се пренася чрез лишени от маса частици наречени "глуони" по същия начин, по който електромагнетизмът се пренася чрез фотоните (градивните частици на светлината). Следователно протоните и неутроните, които изграждат ядрото на атома са изградени от кварки и глуоните, които ги държат заедно.


Така, както електромагнетизмът е силата, която държи електроните около ядрото на атома, или така както гравитацията ни държи нас на земята, така и глуоните държат кварките заедно. Те могат да бъдат излъчени от самите кварки така, както фотоните могат да бъдат излъчени от електроните и да генерират електромагнитно поле. Въпреки че протонът е изграден основно от 2 "горни кварка" и 1 "долен кварк“, а пък неутронът от 2 "долни кварка" и 1 "горен кварк", голям брой други кварки постоянно се появяват и изчезват в протоните и неутроните.


ПОЛЕВИТЕ ТРЕПТЕНИЯ

Най-големият пробив във физиката е откритието, че празното пространство, независимо накъде решим да погледнем, всъщност не е наистина празно. Цялото пространство в космоса е изпълнено с енергийни полета, или казано по друг начин - полетата са неделима част от самото пространство. Трептенията в тези полета са това, което наричаме "енергия". Когато казваме "трептения", нямаме предвид истински физически, или абстрактни трептения, а използваме този термин, тъй като той може да бъде превърнат в диаграми и математически изчисления, които най-добре символизират природата на тези квантови полета. С други думи, квантовите полета са "неща", които правят "нещо", а човешкият ум ги превежда по удобен за него начин, от който може да се възползва. Всяко едно поле отговаря за различен вид частица. Например трептенията (енергията) в квантовото поле на кварките създава кварки. Трептенията на електрическото поле създава електрони. Трептенията на електромагнитното поле създава фотони и т.н. Тези полета са преплетени едно в друго, следователно са способни да взаимодействат помежду си. Например електрическото поле може да взаимодейства с електромагнитното поле, когато електрон създаден от първото излъчи фотон във второто; обратната ситуация също е възможна. От гледна точка на квантовата механика това взаимодействие между полетата се случва когато трептенията на  едно поле придаде енергия на друго поле. Придаването на енергия от едно поле на друго означава трептенията в едно поле да породят трептения в друго поле. Отново за пример може да вземем електрическото поле, което трепти и тези трептения се проявяват като електрони. Тези електрони от своя страна могат да излъчат енергия, или с други думи да задействат трептения в електромагнитното поле, което от своя страна генерира фотони – при този процес наблюдаваме излъчване на фотон от електрона. А когато електромагнитното поле придава енергия на електрическото поле, тогава казваме, че фотоните са образували електрон. Напълно е възможно е да съществува едно единствено поле, но нашите текущи научни разбирания да разглеждат това поле от различни ъгли, създавайки илюзията, че съществуват отделни полета за различните частици. А ето го и най-умопомрачителния факт - всички частици, които изграждат всичко около нас, не съществуват реално като такива. Те са просто превод на един космически танц от вибрации. С други думи, светът около нас, в основата си, няма никаква екзистенциална стойност.


Единственото, което наистина има екзистенциална стойност, са трептенията в тези полета, а причината, поради която ние възприемаме тези трептения като „частици“, и следователно като материята, която създава света около нас, са нашите сетива. Човешките сетива долавят тези трептения и им придават различни характеристики – усещания, миризми, вкусове, звуци, форми и цветове. Тези различни възприятия на енергията, декодирани чрез сетивата, се възприемат в съзнанието. Казано по друг начин – сетивата взимат нещо невеществено и го превръщат в нещо веществено. Без съзнание Вселената би била просто абстрактна математика без виталност. Самите полета и енергията в тях са напълно невеществени. Не можем да опознаем истинската им същност, тъй като те са тези, които създават „същността“.  Можем единствено да правим математически изчисления, с които да придобием някакво интелектуално възприятие за дълбоката реалност. Тялото ни е изградено от клетки, те пък от своя страна са изгардени от молекули, молекулите от атоми, атомите от субатомни частици, а субатомните частици са невеществени трептения, които можем само да изразим чрез вълнови диаграми. Това е причината, поради която учените в сферата на физиката разглеждат частиците и като вълни. Следователно всеки един атом в тялото ни е свързан с всеки друг атом във Вселената, тъй като всички частици са продукт на едни и същи полета. Всичко е свързано с всичко останало на най-финото ниво на съществуване.


В тази част ще фокусираме вниманието си основно върху кварките, тъй като те са най-елементарните, познати за днешната наука, градивни частици на материята. Професор Дерек Лейнубер в Аделайдския Университет е създал симулация, използвайки супер компютър, която илюстрира как кварките взаимодействат помежду си чрез глуони (силно ядрено взаимодействие).


Кадрите в секунда на тази симулация са 1, 000, 000, 000, 000, 000, 000, 000, 000 и показват трептенията само в изключително малка точка от пространството. Червените петна представляват местоположенията в тази точка от пространството, където енергията е най-концентрирана. Там където се проявяват трептения в кварковото поле, чифтове от кварки и анти-кварки се създават, а когато се сблъскат, те се взаимоунищожават и енергията, получена от техния сблъсък, се придава на другите видове полета, които на свой ред създават други частици и т.н. Например сблъсъкът на електрон с неговата противоположна частица антиматерия - "позитрон", рефлектира в придаване на енергия върху електромагнитното поле, което на свой ред създава фотони, но енергията никога не се губи, тя само променя своята форма.


ЕНЕРГИЙНА ТРЪБА И МАСАТА НА МАТЕРИЯТА

"Енергийната тръба" представлява пространството между кварките, намиращи се в протоните и неутроните. Това пространство създава "вакуум"- местоположение в полето с възможно най-ниско състояние на енергията. Но тъй като кварките постоянно се движат, създават и унищожават спрямо ефектите на останалите полета, които влияят на кварковото поле, то и енергийните тръби намиращи се между кварките, постоянно се появяват, изчезват и движат. Този процес на постоянна енергийна промяна в пространството се случва с невъображима скорост. Тоест опитът да се създаде вакуум става изключително сложен. Трите основни кварки, които създават протоните и неутроните придават едва 0.05% от тяхната маса. Останалата част от масата на протоните и неутроните идва не само от "хигс полето" открито и доказано през 2012, но също така и от постоянното трептене на кварковото поле, което създава кварки и анти-кварки, които се самоунищожават при сблъсъка си, както и от кинетичната и потенциална енергия на трите кварки, които създават всеки един протон и неутрон. Истинската природа на тези полета и техните енергии са неосезаеми за нашите пет сетива, както и за каквото и да било материално средство, с което можем да се опитаме да видим тяхната истинска същност, такава каквато е, а не такава каквато ние я възприемаме да бъде. Ние виждаме единствено ефекта на тези полета чрез превръщането им в реалност благодарение на сетивата и съзнанието ни. Някои интересни въпроси, с които науката все още изпитва големи затруднения, са защо и как изобщо трептенията съществуват, и защо материята изведнъж е била произведена в по-големи количества от анти-материята, което е довело до Големия Взрив.

Автор: Васил Стоянов
Powered by Blogger.