Фундаментальные взаимодействия и законы сохранения

Четность является фундаментальным понятием. Она характеризует свойства симметрии ядер, элементарных частиц и вообще любых физических систем по отношению к зеркальным отражениям. Важность этого понятия обусловлена законом сохранения четности, согласно которому физическая система, обладающая зеркальной симметрией в начальном состоянии, сохраняет эту симметрию во все последующие моменты времени. Этот закон справедлив как для электромагнитных взаимодействий, определяющих структуру атомов и молекул, так и для ядерных сил, определяющих структуру ядер. О нарушении закона сохранения четности в так называемых слабых взаимодействиях см. гл. VI, 4, п. 10 и гл. VII, 8, п. 7. [c.73]

Таким образом, краткое рассмотрение процессов, происходящих при взаимодействии ускоренных ионов с веществом, показывает, что технологические возможности ионных пучков велики. Разработка технологии ионной имплантации должна базироваться на количественном описании физических процессов взаимодействия ускоренных частиц с твердым телом на основе фундаментальных законов физики, и в первую очередь закона сохранения энергии. Несмотря на совместное действие упругих ядерных и неупругих электронных взаимодействий, можно рассматривать отдельно упругие и неупругие взаимодействия, считая их независимыми. Наиболее важным с практической точки зрения в механизме взаимодействия ускоренных ионов с металлическим твердым телом является глубина их проникновения. [c.169]

Гейзенберг с самого начала столкнулся со следующей трудностью. Все было бы относительно просто, если бы все типы взаимодействий элементарных частиц обнаруживали одинаковую степень симметрии. Тогда нужно подчинить этой симметрии фундаментальное уравнение теории одновременно та же симметрия проявилась бы во взаимодействии любых квазичастиц. Однако хорошо известно, что взаимодействия элементарных частиц характеризуются как раз неодинаковой степенью симметрии при переходе от сильного взаимодействия к электромагнитному теряется изотопическая симметрия, при последующем переходе к слабому взаимодействию перестает работать закон сохранения четности и т. д. Гейзенберг прекрасно понимал, что немыслимо придумать сколько-нибудь простое фундаментальное уравнение, которое автоматически обнаруживало бы разную степень симметрии во взаимодействии квазичастиц различного типа. [c.176]

Законы сохранения выражают фундаментальные свойства природы — эту истину мы осознали еще в школьные годы, когда узнали о законе сохранения материи и энергии. Физика частиц существенно приумножила число известных законов сохранения, выявив нри этом и такие, для которых существует иерархия взаимодействий в более сильных они выполняются, в более слабых — пет. [c.115]

Глава 3 составляет кульминацию всей книги в том смысле, что в ней дана сводка общих уравнений, описывающих электродинамику нелинейных сред в нерелятивистском приближении (уравнения Максвелла в разных формах уравнения, выражающие фундаментальные законы сохранения, с источниковыми членами, описывающими взаимодействие с электромагнитным полем основные термодинамические неравенства для поляризующихся и намагничивающихся материалов соотношения на разрывах, необходимые для исследования ударных волн нелинейные определяющие уравнения для нескольких больших классов материалов). В этой главе существенно использованы более ранние работы автора этой книги со своими коллегами. Она заканчивает первую часть книги, посвященную основным свойствам материалов и общим уравнениям. [c.15]

До сих пор мы рассматривали дифракцию света на неограниченной плоской звуковой волне. В представлении частиц неограниченной плоской волне соответствует частица (фонон) с определенным импульсом и определенной энергией. Брэгговская дифракция рассматривается как сумма отдельных столкновений, в каждом из которых происходит поглощение или испускание фонона фотоном. Эти фундаментальные процессы могут иметь место, только когда сохраняются и энергия, и импульс. Поскольку частота звука существенно меньше оптических частот, для сохранения энергии и импульса требуется, чтобы волновые векторы фотона и фонона образовывали равнобедренный треугольник (см. рис. 9.3). Такая брэгговская дифракция означает, что волна, падающая под углом Брэгга вд — = ar sin (Х/2лЛ), дифрагирует с поглощением фонона. Может ли дифрагированная волна поглотить другой фонон и претерпеть рассеяние на больший угол Для случая неограниченной акустической волны ответ на этот вопрос отрицательный, поскольку в этом случае законы сохранения энергии и импульса не могут выполняться одновременно. Это иллюстрирует рис. 9.9, б. Волновой вектор О соответствует волне, падающей под углом Брэгга вд. Волновой вектор 1 представляет волну, дифрагированную с поглощением фонона. При поглощении другого фонона с тем же волновым вектором К закон сохранения импульса не будет выполняться (рис. 9.9, б). На рис. 9.9, а показаны также многократный или последовательный процесс трехчастичного взаимодействия, который включает в себя поглощение фононов со слегка различающимися волновыми векторами. В последнем случае выполняются как закон сохранения энергии, так и закон сохранения импульса. Таким образом, можно заключить, что многократные процессы рассеяния не могут происходить, когда волновой вектор звуковой волны однозначно определен, как это имеет место в случае неограниченной плоской волны. Многократные процессы рассеяния возможны лишь в том случае, когда акустические волновые векторы К имеют некоторое угловое распределение. Последнее отвечает случаю, когда акустическая волна представляет собой пучок конечного размера. [c.380]

Механика сплошной среды (МСС) — раздел теоретической физики, в котором изучаются макроскопические движения твердых, жидких и газообразных сред. В ней вводятся фундаментальное понятие материального континуума и полевые характеристические функции, 01феделяющие внутреннее состояние, движение и взаимодействие частиц среды, взаимодействия между различными контактирующими средами. Для этих функций устанавливаются конечные, дифференциальные и другие функциональные уравнения, представляющие физические свойства среды в виде, определяющих соотношений, и законы сохранения массы, импульса, энергии и баланса энтропии. Выясняются начальные и граничные условия, при которых все характеристические функции в средах могут быть найдены чисто математически аналитическими и числовыми методами. [c.3]

III.35). В этом и состоит закон сохранения четности. Одним из фундаментальных открытий 1956 г. было открытие Цзян Дао-ли и Чжень Нин-янга о несохранении четности при спонтанном распаде элементарных частиц, за который ответственны слабые взаимодействия. [c.360]

Ушжалыше свойства слабого взаимодействия. Особенности слабого взаимодействия резко выделяют его среди других типов фундаментальных взаимодействий. В процессах, идущих с участием слабого взаимодействия, нарушаются зарядовая (Q, пространственная (Р) и временна.я (Т) четности, а также законы сохранения странности и изоспина. Ввиду того что эти понятия встречаются в данном пособии впервые, остановимся на них несколько более подробно. [c.196]

В пределах каждой отдельной фазы правомерны обычные дифференциальные уравнения сплошной среды, отражающие фундаментальные законы сохранения массы, импульса и энергии. Далее их будем просто иы ноштъ уравнениями сохранения. На межфазных поверхностях обязаны выполняться определенные граничные условия, отражающие эффекты взаимодействия фаз. Эти условия кратко будем иио.ноъ2аъ условиями совместности. [c.12]

ПЛОТНЫХ газах всегда существуют долгоживущие корреляции, обусловленные коллективными эффектами. Некоторые причины, порождающие подобные корреляции, имеют фундаментальный характер. Например, независимо от интенсивности межчастич-ного взаимодействия и плотности системы, должны выполняться локальные законы сохранения. Еще одним источником долгоживущих корреляций являются связанные состояния, или составные частицы, образующиеся благодаря притягивающей части потенциала взаимодействия. Выбрав в качестве нулевого приближения макроскопическое состояние без корреляций, мы оказываемся перед необходимостью учитывать в последующих приближениях огромное число взаимодействий, обеспечивающих восстановление корреляций. [c.208]

В этой части анализируется одно из фундаментальных понятий, роль которого в интерпретации ядерных взаимодействий все возрастает, именно матрица рассеяния (5-ма-трица), и рассматриваются основные свойства этой матрицы. На основании теории матрицы рассеяния и теории преобразований Дирака излагаются связанные с законами сохранения свойства поперечных сечений ядерных реакций. Используемая в книге теория преобразований Дирака дает возможность простого введения — без использования теории групп — различных коэффициентов векторного сложения, применяемых в теории ядерных реакций (коэффициенты Клебша—Жордана, коэффициенты Рака, коэффициенты Z, коэффициенты X). [c.6]

В механике сплошной среды тело представляют в виде некоторой субстанции, называемой материальным континуумом, непрерывно заполняющей объем геометрического пространства. Бесконечно малый объем тела также называется частицей. Феноменологически вводятся пoняtия плотности, перемещения и скорости, внутренней энергии, температуры, энтропии и потока тепла как непрерывно дифференцируемых функций координат и времени. Вводятся фундаментальные понятия внутренних напряжений и деформаций и постулируется существование связи между ними и температурой, отражающей в конечном счете статистику движения и взаимодействия атомов. Б МСС используются основные уравнения динамики системы и статистической механики, в первую очередь законы сохранения массы, импульса, энергии и баланса энтропии. Обоснование этого и установление соответствия [c.7]

В слабых взаимодействиях, обусловливающих бета-распад яде]), а также распады многих элементарных частиц, закон сохранения Ч. нарушается. Фундаментальная гипотеза о песохранении Ч. в слабых взаимодействиях была выдвинута и подробно проанализирована в 1956 г. Ли и Янгом [3] и подтверждена экспериментально в 1957 г. Ву и др. в -распаде ядер [4], а также Ледерманом и др. в распаде мюона [5]. Песохранение Ч. проявляется также в распадах К-мезонов и гиперонов. Ю. Г. Лбовым и др. получены указания на слабое нарушение закона сохранения Ч, при рассеянии нейтронов на ядрах [6]. [c.411]

За последние годы знания о природе и особенностях механизма изнашивания материалов значительно расширились благодаря применению нри исследовании совершенных методик и средств изучения изменений, происходящих в поверхностных слоях изнашиваемого материала, установлению связи между характером взаимодействия твердых тел в зопе контакта и реальным строением поверхностного слоя металла. В любом случае при всех условиях процесс изпашивапия осуществляется в соответствии с фундаментальными законами природы, в частности законом сохранения энергии. Для того, чтобы отделить от монолитной детали некоторый мнкро или макро объем нужно затратить энергию, но крайней мере, равную величине энергии, необходимой для образования двух новых поверхностей соответствующей площади. Изменение внутренней энергии изнашиваемого материала равно величине энергии новых поверхностей, образующихся при разрушении, и энергии, аккумулируемой в металле в виде скрытой энергии деформации нри взаимодействии с изнашивающей средой. При этом происходит разрыв межатомных связей, приводящий к отделению одной части кристаллической решётки от другой и образованию новых поверхностей. Эти явления требуют для своего осуществления определённых энергических затрат и могут осуществляться, если металлу сообщено необходимое её количество. [c.5]

Сохранение энергии стало фундаментальным принципом физики. На ранних этапах развития ядерной физики при исследовании -излучения, которое часто называют 0-распадом, было обнаружено, что энергия проду ктов не равна энергии начального ядра. Это открытие привело некоторых физиков к сомнениям в абсолютности закона сохранения энергии, в связи с чем встал вопрос Возможно ли, что в некоторых процессах закон сохранения энергии может нарушаться Исходя из представления о незыблемости закона сохранения энергии, Вольфганг Паули (1900-1958) в 1930 г. высказал предположение о том, что недостающую энергию уносила какая-то неизвестная частица, которая чрезвычайно слабо взаимодействовала с другими частицами и поэтому обнаружить ее было трудно. Позднее эта частица получила название нейтрино-Правильность гипотезы Паули была доказана через 25 лет. Экспериментальное подтверждение существования нейтрино получено в 1956 г. в результате тщательных экспериментов, проведенных Фредериком Рейнесом и Клайдом Коуэном. С тех пор вера в закон сохранения энергии укрепилась и оставалась [c.72]

В научном плане использование этого фундаментального понятия способствовало построению качественно новых моделей мироздания, раскрытию структуры вещества и порождающих его молекулярных, межатомных и внутриатомных взаимодействий. Открытый еще в ХУП1 веке и строго сформулированный в середине XIX века фундаментальный закон сохранения энергии стал базой и стимулом создания квантовой механики, физики твердого тела и, главное, современных научных представлений об объективности и универсальности законов существующего мира. [c.17]

Принципы И. делятся на два осн. класса. И. первого класса, наиб, фундаментальная, характеризует геом. структуру пространства-времепи. Однородность и изотропность нространства и однородность времени приводят к И. физ. законов относительно группы сдвигов координат и времени и пространств, вращений. Для изолиров. системы отсюда следует сохранение импульса, энергии и момента импульса. Эта И. является составной частью относительности принципа, содержащего дополнительно утверждение об И. относительно выбора инерц. системы отсчёта. В нерелятивистской теории полной группой И. является группа Галилея (см. Галилея принцип относительности), а релятивистская И.— это И. относительно преобразований Пуанкаре группы. И. первого класса универсальна и отиосится ко всем типам взаимодействий, к классич. и квантовой теории. В квантовой теории поля столь же универсальна СРТ-Ж. (см. Теорема СРТ), следующая из релятивистской инвариантности и причинности принципа. [c.137]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...