О массе фотона в квантовой электродинамике

Расчетные методы квантовой электродинамики успешно применяются и для расчета практически важных процессов взаимодействия Y-квантов с атомами и ядрами. В этих расчетах ядро трактуется просто как точечный, или размазанный по объему ядра, но жестко связанный, заряд Ze. Здесь, конечно, надо иметь в виду, что, кроме таких чисто электромагнитных взаимодействий, могут идти еще фотоядерные реакции (см. гл. IV, И), а также процессы, связанные с поляризуемостью ядер. Однако интерференция между этими разнородными процессами практически отсутствует. Поэтому все их можно рассчитывать независимо. В чисто электромагнитном взаимодействии у-квантов с атомами и ядрами практически важнейшими процессами являются фотоэффект и рождение пар. Фотоэффект состоит в том, что у-квант поглощается атомом, из которого вылетает электрон. Свободный электрон поглотить фотон не может, так как при этом нельзя одновременно соблюсти законы сохранения энергии и импульса. Очевидно поэтому, что фотоэффект в основном будет идти при энергиях, сравнимых с энергией связи электрона в атоме, и что основную роль (порядка 80% при has > /, где I — ионизационный потенциал) будет играть фотоэффект с самой глубокой /С-оболочки атома. И действительно, сечение фотоэффекта резко падает при увеличении энергии у-кванта. Закон сохранения импульса при фотоэффекте практически не действует, потому что ядру фотон может отдать большой импульс, практически не передавая ему энергии (из-за большой массы ядра). Закон сохранения энергии выражается соотношением Эйнштейна [c.339]

О массе фотона в квантовой электродинамике [c.11]

Остановимся далее на применении рассмотренного метода к квантовой электродинамике, т. е. к случаю, который может представить реальный интерес в связи с ожиданием результатов опытов на встречных пучках. Серьезная трудность, с которой столкнулся ряд авторов (см., например, [16]), состоит в формальном нарушении в нелокальной электродинамике градиентной инвариантности — появлении отличной от нуля массы фотона. Ниже будет указан простой способ преодоления этой трудности (по поводу других возможностей см. [7]). [c.148]

Квантовые свойства С., обнаружившиеся при изучении спектров и действий С., не объяснимы теорией Максвелла. Для создания единой теории С., обнимающей как законы распространения, так и процессы излучения и поглощения С., необходима новая квантовая электродинамика. Отсутствие таковой заставило наряду с волновым представлением о С. пользоваться во многих случаях видоизмененной корпускулярной теорией С. Помимо объяснения спектральных закономерностей и действий С. теория фотонов совместима с рядом явлений, которые ранее рассматривались ка1 очевидное доказательство волновой природы С. При этом необходимо помимо квантовых соотношений пользоваться выводами теории относительности. Примером может служить классический опыт Фуко, доказавший, что вопреки корпускулярной механич. теории Ньютона скорость С. в веществе меньше, чем в пустоте. Если корпускула Ньютона с массой т и скоростью с падает под углом г на границу раздела пустоты и среды и, преломляясь под углом г, движется со скоростью и, то тангенциальная слагающая количества движения корпускулы должна остаться неизменной при переходе границы, откуда следует, что [c.148]

Масса фотона равна нулю, и по этой причине радиус действия электромагнитного взаимодействия равняется бесконечности. Однако в 1936 г. Прока предложил свой вариант квантовой электродинамики, приписав фотону конечную массу Шу. Уравнения Прока переходят в уравнения Максвелла, если массу покоя фотона положить равной нулю = 0. Из уравнений Прока следует конечный радиус взаимодействия X л h/ж, который по смыслу является эффективной длиной свободного пробега между двумя актами взаимодействия в соответствии с принципом неопределенности Ал Ар = h. [c.180]

Теория слабых взаимодействий с промежуточным бозоном формально очень сходна с квантовой электродинамикой передача взаимодействия в обеих теориях осуществляется с помощью квантов—бозонов. Однако квант электромагнитной теории— фотон—не имеет массы, а кванты слабого взаимодействия— промежуточные бозоны—из-за малого радиуса действия слабых сил должны быть тяжелыми. Оказывается, это и является основным и, казалось бы, непреодолимым препятствием для [c.361]

Теория Эйнштейна — неквантовая теория. В этом отношении она подобна классич, электродинамике Максвелла. Однако наиб, общие рассуждения показывают, что гравитац. поле должно подчиняться квантовым законам точно так же. как и эл.-магн. поле. В противном случае возникли бы противоречия с принципом неопределенности для электронов, фотонов и т. д. Применение квантовой теории к гравитации показывает, что гравитац. волны можно рассматривать как поток квантов — гравитонов. Гравитоны представляют собой нейтральные частицы с нулевой массой покоя и со спином 2 (в единицах й). [c.192]

К сожалению, возможности проверки квантовой электродинамики ограничены эффектами, обусловленными процессами с участием сильно взаимодействующих частиц, потому что соответствующие диаграммы уже не поддаются точному расчету. В первую очередь начинает сказываться вкрапление р-мезонной линии, а также пионной петли в фотонную линию (рис. 7.69). В опытах первой группы эти поправки становятся существенными, начиная с уже доступных расстояний см. В опытах второй группы эта поправка сказывается по-разному, в зависимости от конкретных условий. Раньше всего вклад диаграммы рис. 7.69, а становится заметным в р-мезонном резонансе для процессов е" -f е+ е + е и е + е Г + j,+. Оба экспериментальных сечения при энергии 765 МэВ, соответствующей массе р-мезона, имеют отчетливые резонансы, следующие из расчетов по квантовой электродинамике. Это нарушение КЭД происходит уже на расстоянии порядка Ю см. Однако вдали от резонансов (или для процесса е + е е + е, в котором таких резонансов нет) поправки за счет сильных взаимодействий начнут сказываться только от расстояний порядка 5х X10 см, т. е. при энергиях столкновения порядка 10—15 ГэВ (в СЦИ). Ускорители на встречных пучках на такие энергии сейчас строятся. На них можно будет провести последнюю проверку пределов применимости КЭД. При более высоких энергиях эффекты [c.395]

Теорию /3-распада Ферми создавал вскоре после появления основных идей квантовой электродинамики. Поэтому он допускал, что по аналогии с электромагнитным взаимодействием, переносчиком которого являются фотоны, переносчиками слабого взаимодействия могут быть также какие-то векторные частицы (т. е. бозоны со спином 1, как у фотона). Но они в отличие от фотонов должны быть тяжелыми, поскольку радиус слабого взаимодействия мал (см. соотношепие (2.2)), и заряженными, так как при /3-распаде меняется электрический заряд ядер. Поиск этих бозонов, обозначенных символом W (от английского weak — слабый ), проводился в ряде экспериментов, однако никаких указаний на И -бозоны с массой в пределах до 20 ГэВ обнаружено не было. [c.172]

Фотоны — элементы поля. Фотон — частица с массой покоя, равной нулю, и спином 5 = 1. Спин фотона проявляется поляризацией поля. Число проекций спина не 25-1-1 = 3, а только 2, что, как показывается в квантовой электродинамике, является следствием равенства нулю массы покоя. Отражением наличия только двух проекций спина является поперечность поляризации электромагнитного поля в свободном пространстве (условие поперечности (11уА = О, где А — векторный потенциал). [c.11]

Согласно идее, выдвинутой Юкава в 1935 г., нуклоны в ядре взаимодействуют друг с другом, обмениваясь мезонами, подобно тому как притяжение или отталкивание электрич. зарядов осуществляется путем обмена фотонами. Из-за того, что масса фотона равна нулю, обусловленные фотонами кулоповские силы являются силами дальнодействующими. Конечному радиусу ядерных сил, как заключил уже Юкава, отвечает масса мезона порядка 300 (точнее — 278) электронных масс. Теория электромагнитных процессов — квантовая электродинамика — обладает завершенным математич. аппаратом и находится в количественном согласии с опытом. В отличие от электродинамикп, М. находится пока в процессе построения и еще очень далека от завершения. [c.174]

КВАНТОВАЯ ЭЛЕКТРОДИНАМИКА (КЭД), квантовая теория взаимодействующих эл.-магн. полей и заряж. ч-ц. Часто КЭД называют ту часть квант, теории поля, в к-рой рассматривается вз-ствие эл.-магн. и электронно-позитронного полей. Эл.-магн. поле в такой теории появляется как калибровочное поле. Квантом этого поля явл. фотон — ч-ца с нулевой массой покоя и спином 1, а вз-ствие двух эл-нов есть результат обмена между ними виртуальными фотонами. Безразмерной константой, характеризующей интенсивность взаимодействия, явл. постоянная тонкой структуры а=е2/ с Vi37 [точнее, -1=137,035987(29)]. Благодаря малой величине а осн. расчётным методом в КЭД явл. возмущений теория, наглядное графич. изображение к-рой дают Фейнмана диаграммы. [c.270]

ФОТОН (у) (от греч. ph5s, род. падеж photos—свет) — элементарная частика, квант эл.-магн. поля. Масса покоя Ф. Шу равна нулю (экспери.м. ограничение /и,<5 10 г), и поэтому его скорость равна скорости света. Слип Ф. равен I (в единицах А), и, следовательно, Ф. относится к бозонам. Частица со спином J и ненулевой массой покоя, согласно квантовой механике, имеет 2J+ спиновых состояний, различающихся проекцией спина, но, поскольку т., = 0, Ф. может находиться только в двух спиновых состояниях с проекциями спина на направление движения спиралыюстью) 1 этому свойству в классич. электродинамике соответствует поперечность эл.-магн. волны, [c.354]

Сосуществуют две концепции Э. п. классическая и квантовая. Макроскопическое (классическое) Э. п. рассматривается как непрерывное силовое поле, обладающее распределённой энергией, массой, импульсом, моментом импульса (см. Электродинамика). В квантовой физике Э, п. интерпретируют как газ элементарных частиц—фотонов, а распределённые векторные величшщ, подчиняющиеся ур-ниям поля, описывают комплексную амплитуду вероятности обнаружения фотона в данный момент времени в данной области пространства с данным поляризац. состоянием (см. Квантова.ч электродинамика). Согласованность этих двух противоположных, на первый взгляд, концепций объясняется тем, что фотоны имеют целый слии и подчиняются статистике Бозе— Эйнштейна, т, е. способны образовывать конденсат— занимать одно и то же квантовомеханическое состояние. Конденсат большого числа фотонов определяет свойства классич. Э, п. [c.542]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...