Magnet
Magnetidel, nagu kodus külmiku külge kleebitud mänguasjadel või koolis näidatud hobuseraudadel, on mitmeid ebatavalisi omadusi. Esiteks tõmbavad magneteid raud- ja terasesemed, näiteks külmiku uks. Lisaks on neil postid.
Tooge kaks magnetit üksteisele lähemale. Ühe magneti lõunapoolus tõmbab teise magneti põhjapooluse poole. Ühe magneti põhjapoolus tõrjub teise magneti põhjapoolust.
Magnet- ja elektrivool
Magnetvälja tekitab elektrivool, see tähendab liikuvad elektronid. Aatomituuma ümber liikuvad elektronid kannavad negatiivset laengut. Laengute suunatud liikumist ühest kohast teise nimetatakse elektrivooluks. Elektrivool loob enda ümber magnetvälja.
See väli oma jõujoontega katab nagu aas elektrivoolu tee, nagu tee kohal seisev kaar. Näiteks kui laualamp põlema panna ja läbi vaskjuhtmete voolab vool ehk siis juhtmes olevad elektronid hüppavad aatomilt aatomile ja traadi ümber tekib nõrk magnetväli. Kõrgepinge ülekandeliinides on vool palju tugevam kui laualambis, mistõttu tekib selliste liinide juhtmete ümber väga tugev magnetväli. Seega on elekter ja magnetism ühe mündi kaks külge – elektromagnetism.
Seotud materjalid:
Miks kassidele meeldib avalikult magada?
Elektronide liikumine ja magnetväli
Elektronide liikumine igas aatomis loob selle ümber väikese magnetvälja. Orbiidil liikuv elektron moodustab keeriselaadse magnetvälja. Kuid suurem osa magnetväljast tekib mitte elektroni liikumisel ümber tuuma orbiidil, vaid aatomi liikumisel ümber oma telje, nn elektroni spinni. Spin iseloomustab elektroni pöörlemist ümber telje, nagu planeedi liikumist ümber oma telje.
Miks materjalid on magnetilised ja mitte magnetilised?
Enamikus materjalides, näiteks plastides, on üksikute aatomite magnetväljad juhuslikult orienteeritud ja tühistavad üksteist. Kuid sellistes materjalides nagu raud, saab aatomeid suunata nii, et nende magnetväljad liidetakse, nii et terasetükk magnetiseerub. Materjalides sisalduvad aatomid on ühendatud rühmadesse, mida nimetatakse magnetdomeenideks. Ühe üksiku domeeni magnetväljad on orienteeritud ühes suunas. See tähendab, et iga domeen on väike magnet.
Raske on leida välja, kus magneteid ei kasutataks. Õppemänguasjad, kasulikud tarvikud ja keerukad tööstusseadmed on vaid väike osa nende kasutusvõimaluste tõeliselt suurest hulgast. Samas teavad vähesed, kuidas magnetid töötavad ja mis on nende külgetõmbejõu saladus. Nendele küsimustele vastamiseks peate sukelduma füüsika põhitõdedesse, kuid ärge muretsege – sukeldumine on lühike ja madal. Kuid pärast teooriaga tutvumist saate teada, millest magnet koosneb ja selle magnetjõu olemus saab teile palju selgemaks.
Elektron on väikseim ja lihtsam magnet
Iga aine koosneb aatomitest ja aatomid omakorda tuumast, mille ümber pöörlevad positiivselt ja negatiivselt laetud osakesed – prootonid ja elektronid. Meie huviobjektiks on just elektronid. Nende liikumine tekitab juhtides elektrivoolu. Lisaks on iga elektron miniatuurne magnetvälja allikas ja tegelikult lihtne magnet. Lihtsalt enamiku materjalide koostises on nende osakeste liikumissuund kaootiline. Selle tulemusena tasakaalustavad nende tasud üksteist. Ja kui suure hulga elektronide pöörlemissuund nende orbiitidel langeb kokku, tekib pidev magnetjõud.
Magnetseade
Niisiis, me sorteerisime elektronid välja. Ja nüüd oleme väga lähedal sellele, et vastata küsimusele, kuidas magnetid on üles ehitatud. Et materjal rauast kivitükki ligi tõmbaks, peab elektronide suund selle struktuuris kokku langema. Sel juhul moodustavad aatomid järjestatud piirkonnad, mida nimetatakse domeenideks. Igal domeenil on pooluste paar: põhi ja lõuna. Neid läbib pidev magnetjõudude liikumisjoon. Nad sisenevad lõunapoolusele ja väljuvad põhjapoolusest. See paigutus tähendab, et põhjapoolus tõmbab alati teise magneti lõunapoolust, samas kui sarnased poolused tõrjuvad.
Kuidas magnet meelitab metalle
Magnetjõud ei mõjuta kõiki aineid. Meelitada saab ainult teatud materjale: raud, nikkel, koobalt ja haruldased muldmetallid. Rauast kivitükk ei ole looduslik magnet, kuid magnetväljaga kokku puutudes toimub selle struktuur ümber põhja- ja lõunapoolusega domeenideks. Seega saab terast magnetiseerida ja säilitada oma muutunud struktuuri pikka aega.
Kuidas tehakse magneteid?
Oleme juba välja mõelnud, millest magnet koosneb. See on materjal, milles domeenide orientatsioon langeb kokku. Nende omaduste andmiseks kivimile saab kasutada tugevat magnetvälja või elektrivoolu. Hetkel on inimesed õppinud valmistama väga võimsaid magneteid, mille tõmbejõud on kümneid kordi suurem nende enda kaalust ja kestab sadu aastaid. Me räägime haruldaste muldmetallide supermagnetitest, mis põhinevad neodüümisulamil. Sellised 2-3 kg kaaluvad tooted mahutavad esemeid, mis kaaluvad 300 kg või rohkem. Millest koosneb neodüümmagnet ja mis põhjustab selliseid hämmastavaid omadusi?
Lihtne teras ei sobi võimsa tõmbejõuga toodete edukaks tootmiseks. Selleks on vaja spetsiaalset koostist, mis võimaldab domeene võimalikult tõhusalt järjestada ja säilitada uue struktuuri stabiilsuse. Et mõista, millest neodüümmagnet koosneb, kujutage ette neodüümi, raua ja boori metallipulbrit, mis tööstusrajatiste abil magnetiseeritakse tugeva väljaga ja paagutatakse jäigaks struktuuriks. Selle materjali kaitsmiseks on see kaetud vastupidava tsingitud kestaga. See tootmistehnoloogia võimaldab meil toota erineva suuruse ja kujuga tooteid. Veebipoe World of Magnets sortimendist leiate tohutult erinevaid magnettooteid tööks, meelelahutuseks ja igapäevaeluks.
Mis põhjustab mõne metalli magneti ligitõmbamise? Miks magnet ei tõmba kõiki metalle? Miks magneti üks pool tõmbab metalli ja teine tõrjub? Ja mis teeb neodüümmetallid nii tugevaks?
Kõigile neile küsimustele vastamiseks peate kõigepealt määratlema magneti enda ja mõistma selle põhimõtet. Magnetid on kehad, millel on magnetvälja toime tõttu võime tõmmata ligi rauast ja terasest esemeid ning tõrjuda teisi. Magnetvälja jooned kulgevad magneti lõunapoolusest ja väljuvad põhjapoolusest. Püsi- või kõvamagnet loob pidevalt oma magnetvälja. Elektromagnet või pehme magnet võib tekitada magnetvälju ainult magnetvälja olemasolul ja ainult lühikest aega, kui see on konkreetse magnetvälja toimepiirkonnas. Elektromagnetid tekitavad magnetvälju ainult siis, kui elekter läbib pooli traati.
Kuni viimase ajani valmistati kõik magnetid metallist elementidest või sulamitest. Magneti koostis määras selle võimsuse. Näiteks:
Keraamilised magnetid, nagu need, mida kasutatakse külmikutes ja primitiivsete katsete tegemiseks, sisaldavad lisaks keraamilistele komposiitmaterjalidele ka rauamaaki. Enamikul keraamilistest magnetitest, mida nimetatakse ka raudmagnetiteks, ei ole erilist külgetõmbejõudu.
"Alnico magnetid" koosnevad alumiiniumi, nikli ja koobalti sulamitest. Need on võimsamad kui keraamilised magnetid, kuid palju nõrgemad kui mõned haruldased elemendid.
Neodüümmagnetid koosnevad rauast, boorist ja elemendist neodüüm, mida looduses leidub harva.
Koobalt-samariumi magnetid hõlmavad koobaltit ja haruldasi elemente samarium. Viimase paari aasta jooksul on teadlased avastanud ka magnetpolümeere ehk niinimetatud plastmagneteid. Mõned neist on väga paindlikud ja plastilised. Mõned töötavad aga ainult ülimadalatel temperatuuridel, teised aga suudavad tõsta vaid väga kergeid materjale, näiteks metallviilusid. Kuid magneti omaduste saamiseks vajab igaüks neist metallidest jõudu.
Magnetite valmistamine
Paljud kaasaegsed elektroonikaseadmed põhinevad magnetitel. Magneteid hakati seadmete tootmiseks kasutama suhteliselt hiljuti, sest looduses eksisteerivatel magnetitel puudub seadmete käitamiseks vajalik tugevus ning alles siis, kui inimesed jõudsid need võimsamaks muuta, muutusid neist tootmises asendamatuks elemendiks. Raudkivi, teatud tüüpi magnetiiti, peetakse kõige tugevamaks looduses leiduvaks magnetiks. See on võimeline meelitama väikeseid esemeid, nagu kirjaklambrid ja klambrid.Kusagil 12. sajandil avastasid inimesed, et rauamaaki saab kasutada rauaosakeste magnetiseerimiseks – nii lõid inimesed kompassi. Samuti märkasid nad, et kui liigutate pidevalt magnetit mööda raudnõela, muutub nõel magnetiseerituks. Nõel ise tõmmatakse põhja-lõuna suunas. Hiljem selgitas kuulus teadlane William Gilbert, et magnetiseeritud nõela liikumine põhja-lõuna suunas toimub tänu sellele, et meie planeet Maa on väga sarnane kahe poolusega - põhja- ja lõunapoolusega - tohutu magnetiga. Kompassinõel pole nii tugev kui paljud tänapäeval kasutatavad püsimagnetid. Kuid füüsiline protsess, mis magnetiseerib kompassi nõelu ja neodüümisulami tükke, on peaaegu sama. See kõik puudutab mikroskoopilisi piirkondi, mida nimetatakse magnetdomeenideks ja mis on osa ferromagnetiliste materjalide, nagu raud, koobalt ja nikkel, struktuurist. Iga domeen on pisike, eraldiseisev magnet põhja- ja lõunapoolusega. Magnetiseerimata ferromagnetilistes materjalides osutab iga põhjapoolus erinevas suunas. Vastassuunas olevad magnetdomeenid tühistavad üksteist, mistõttu materjal ise ei tekita magnetvälja.
Seevastu magnetites on peaaegu kõik või vähemalt enamik magnetdomeenidest suunatud ühes suunas. Selle asemel, et üksteist tühistada, ühinevad mikroskoopilised magnetväljad üheks suureks magnetväljaks. Mida rohkem domeene osutab samas suunas, seda tugevam on magnetväli. Iga domeeni magnetväli ulatub selle põhjapoolusest lõunapooluseni.
See selgitab, miks magneti pooleks murdmisel saadakse kaks väikest põhja- ja lõunapoolusega magnetit. See seletab ka, miks vastaspoolused tõmbuvad – jõujooned väljuvad ühe magneti põhjapoolusest ja teise lõunapoolusesse, pannes metallid tõmbuma ja tekitama ühe suurema magneti. Tõrjumine toimub sama põhimõtte järgi – jõujooned liiguvad vastassuundades ning sellise kokkupõrke tulemusena hakkavad magnetid üksteist tõrjuma.
Magnetite valmistamine
Magneti valmistamiseks peate lihtsalt "suunama" metalli magnetdomeenid ühes suunas. Selleks peate metalli ennast magnetiseerima. Vaatleme uuesti nõela juhtumit: kui magnetit liigutatakse pidevalt mööda nõela ühes suunas, on kõigi selle alade (domeenide) suund joondatud. Magnetdomeene saate joondada ka muul viisil, näiteks:Asetage metall tugevasse magnetvälja põhja-lõuna suunas. -- Liigutage magnetit põhja-lõuna suunas, lüües seda pidevalt haamriga, joondades selle magnetdomeene. -- Laske magnetist läbi elektrivool.
Teadlased viitavad sellele, et kaks neist meetoditest selgitavad, kuidas looduslikud magnetid looduses tekivad. Teised teadlased väidavad, et magnetiline rauamaak muutub magnetiks ainult siis, kui seda tabab välk. Teised aga usuvad, et looduses leiduv rauamaak muutus Maa tekkimise ajal magnetiks ja on säilinud tänapäevani.
Tänapäeval on kõige levinum magnetite valmistamise meetod metalli asetamine magnetvälja. Magnetväli pöörleb antud objekti ümber ja hakkab joondama kõiki selle domeene. Kuid sel hetkel võib ühes neist seotud protsessidest, mida nimetatakse hüstereesiks, esineda viivitus. Domeenide suuna muutmiseks ühes suunas võib kuluda mitu minutit. Selle protsessi käigus juhtub järgmine: magnetpiirkonnad hakkavad pöörlema, joondudes piki põhja-lõuna suunalist magnetvälja joont.
Juba põhja-lõuna suunal orienteeritud alad muutuvad suuremaks, ümbritsevad aga väiksemaks. Domeeni seinad, naaberdomeenide vahelised piirid, laienevad järk-järgult, põhjustades domeeni enda kasvamist. Väga tugevas magnetväljas kaovad mõned domeeniseinad täielikult.
Selgub, et magneti võimsus sõltub domeenide suuna muutmiseks kasutatava jõu suurusest. Magnetite tugevus sõltub sellest, kui raske oli neid domeene joondada. Materjalid, mida on raske magnetiseerida, säilitavad oma magnetismi pikema aja jooksul, samas kui materjalid, mida on lihtne magnetiseerida, kipuvad kiiresti demagnetiseeruma.
Magneti tugevust saate vähendada või täielikult demagnetiseerida, kui suunate magnetvälja vastupidises suunas. Samuti saad materjali demagnetiseerida, kui kuumutad seda Curie punktini, s.t. ferroelektrilise oleku temperatuuripiir, mille juures materjal hakkab kaotama oma magnetismi. Kõrge temperatuur demagnetiseerib materjali ja ergastab magnetosakesi, häirides magnetdomeenide tasakaalu.
Magnetite transport
Suuri võimsaid magneteid kasutatakse paljudes inimtegevuse valdkondades – alates andmete salvestamisest kuni voolu juhtimiseni läbi juhtmete. Kuid peamine raskus nende praktikas kasutamisel on magnetite transportimine. Transpordi ajal võivad magnetid kahjustada teisi esemeid või muud esemed võivad neid kahjustada, muutes nende kasutamise raskeks või praktiliselt võimatuks. Lisaks tõmbavad magnetid pidevalt ligi erinevat ferromagnetilist prahti, millest on siis väga raske ja mõnikord ohtlik vabaneda.Seetõttu paigutatakse transportimisel väga suured magnetid spetsiaalsetesse kastidesse või transporditakse lihtsalt ferromagnetilisi materjale, millest valmistatakse spetsiaalse varustuse abil magnetid. Sisuliselt on selline varustus lihtne elektromagnet.
Miks magnetid üksteise külge "kleepuvad"?
Tõenäoliselt teate oma füüsikatundidest, et kui elektrivool läbib juhet, tekitab see magnetvälja. Püsimagnetites tekib magnetväli ka elektrilaengu liikumisel. Kuid magnetväli magnetites ei moodustu mitte voolu liikumise tõttu läbi juhtmete, vaid elektronide liikumise tõttu.
Paljud inimesed usuvad, et elektronid on väikesed osakesed, mis tiirlevad ümber aatomi tuuma, nagu planeedid, mis tiirlevad ümber päikese. Kuid nagu kvantfüüsikud selgitavad, on elektronide liikumine palju keerulisem kui see. Esiteks täidavad elektronid aatomi kestakujulised orbitaalid, kus nad käituvad nii osakeste kui ka lainetena. Elektronidel on laeng ja mass ning nad võivad liikuda erinevates suundades.
Ja kuigi aatomi elektronid ei liigu pikki vahemaid, piisab sellisest liikumisest tillukese magnetvälja tekitamiseks. Ja kuna paarunud elektronid liiguvad vastassuundades, siis nende magnetväljad tühistavad üksteist. Seevastu ferromagnetiliste elementide aatomites ei ole elektronid paaritud ja liiguvad ühes suunas. Näiteks raual on tervelt neli omavahel ühendatud elektroni, mis liiguvad ühes suunas. Kuna neil ei ole takistusvälju, on neil elektronidel orbitaalne magnetmoment. Magnetmoment on vektor, millel on oma suurus ja suund.
Metallides, nagu raud, põhjustab orbiidi magnetmoment naaberaatomite joondumist mööda põhja-lõuna suunalisi jõujooni. Raud, nagu ka teised ferromagnetilised materjalid, on kristalse struktuuriga. Kui nad pärast valamist jahtuvad, joonduvad paralleelselt pöörlevatelt orbiitidelt pärit aatomirühmad kristallistruktuuri sees. Nii tekivad magnetdomeenid.
Võib-olla olete märganud, et materjalid, millest tehakse häid magneteid, on võimelised ka ise magneteid ligi tõmbama. See juhtub seetõttu, et magnetid tõmbavad materjale paaritute elektronidega, mis pöörlevad samas suunas. Teisisõnu, kvaliteet, mis muudab metalli magnetiks, tõmbab ka metalli magnetite poole. Paljud teised elemendid on diamagnetilised – need koosnevad paaritutest aatomitest, mis loovad magnetvälja, mis magnetit kergelt tõrjub. Mitmed materjalid ei suhtle magnetitega üldse.
Magnetvälja mõõtmine
Magnetvälja saate mõõta spetsiaalsete instrumentidega, näiteks voolumõõturiga. Seda saab kirjeldada mitmel viisil: -- Magnetvälja jooni mõõdetakse weberites (WB). Elektromagnetilistes süsteemides võrreldakse seda voogu vooluga.
Väljatugevust ehk voo tihedust mõõdetakse Teslas (T) või Gaussi ühikutes (G). Üks Tesla võrdub 10 000 Gaussiga.
Väljatugevust saab mõõta ka veeblites ruutmeetri kohta. -- Magnetvälja suurust mõõdetakse amprites meetri kohta või oerstedides.
Müüdid magneti kohta
Magnetidega tegeleme terve päeva. Neid on näiteks arvutites: kõvaketas salvestab kogu info magneti abil ning magneteid kasutatakse ka paljudes arvutimonitorides. Magnetid on ka elektronkiiretorutelerite, kõlarite, mikrofonide, generaatorite, trafode, elektrimootorite, kassettlintide, kompasside ja autode spidomeetrite lahutamatu osa. Magnetidel on hämmastavad omadused. Need võivad indutseerida juhtmetes voolu ja põhjustada elektrimootori pöörlemise. Piisavalt tugev magnetväli võib tõsta väikseid esemeid või isegi väikseid loomi. Magnetlevitatsioonirongid arendavad suurt kiirust ainult magnetilise tõuke tõttu. Ajakirja Wired andmetel sisestavad mõned inimesed elektromagnetväljade tuvastamiseks sõrmedesse isegi pisikesi neodüümmagneteid.Magnetvälja abil töötavad magnetresonantstomograafia seadmed võimaldavad arstidel uurida patsientide siseorganeid. Arstid kasutavad ka elektromagnetilisi impulssvälju, et näha, kas luumurrud paranevad pärast lööki korralikult. Sarnast elektromagnetvälja kasutavad astronaudid, kes on pikka aega nullgravitatsioonis, et vältida lihaspingeid ja luude murdumist.
Magneteid kasutatakse ka veterinaarpraktikas loomade ravimiseks. Näiteks põevad lehmad sageli traumaatilise retikuloperikardiidi – nendel loomadel areneva keerulise haiguse – all, kes sageli neelavad koos söödaga alla väikseid metallesemeid, mis võivad kahjustada looma mao seinu, kopse või südant. Seetõttu kasutavad kogenud põllumehed sageli enne lehmade toitmist magneti abil toitu väikestest mittesöödavatest osadest. Kui aga lehm on juba kahjulikke metalle sisse söönud, antakse magnet talle koos toiduga kaasa. Pikad õhukesed alnicomagnetid, mida nimetatakse ka "lehmamagnetiteks", tõmbavad ligi kõik metallid ja ei lase neil lehma kõhtu kahjustada. Sellised magnetid aitavad tõesti haiget looma ravida, kuid parem on siiski jälgida, et lehma toidu sisse ei satuks kahjulikke elemente. Inimestele on magnetite allaneelamine vastunäidustatud, sest kui nad satuvad erinevatesse kehaosadesse, tõmbavad nad endiselt ligi, mis võib põhjustada verevoolu blokeerimise ja pehmete kudede hävimise. Seega, kui inimene neelab magneti, vajab ta operatsiooni.
Mõned inimesed usuvad, et magnetteraapia on meditsiini tulevik, kuna see on üks lihtsamaid, kuid tõhusamaid ravimeetodeid paljude haiguste raviks. Paljud inimesed on juba praktikas veendunud magnetvälja toimimises. Magnetkäevõrud, kaelakeed, padjad ja paljud teised sarnased tooted on pillidest paremad paljude haiguste – artriidist vähini – ravimisel. Mõned arstid usuvad ka, et ennetava meetmena klaas magnetiseeritud vett võib kõrvaldada enamiku ebameeldivate vaevuste ilmnemise. Ameerikas kulutatakse magnetravile umbes 500 miljonit dollarit aastas ja inimesed üle maailma kulutavad sellisele ravile keskmiselt 5 miljardit dollarit.
Magnetteraapia pooldajatel on selle ravimeetodi kasulikkuse kohta erinev tõlgendus. Mõned ütlevad, et magnet on võimeline meelitama hemoglobiinis sisalduvat rauda veres, parandades seeläbi vereringet. Teised väidavad, et magnetväli muudab kuidagi naaberrakkude struktuuri. Kuid samal ajal ei ole teaduslikud uuringud kinnitanud, et staatiliste magnetite kasutamine võib inimest valust vabastada või haigust ravida.
Mõned pooldajad viitavad ka sellele, et kõik inimesed kasutavad oma kodudes vee puhastamiseks magneteid. Nagu tootjad ise ütlevad, saavad suured magnetid puhastada kõva vett, eemaldades sellest kõik kahjulikud ferromagnetilised sulamid. Teadlased aga ütlevad, et ferromagnetid ei tee vett kõvaks. Pealegi ei näidanud kaks aastat magnetite kasutamist praktikas mingeid muutusi vee koostises.
Kuid kuigi magnetid tõenäoliselt tervendavat toimet ei avalda, tasub neid siiski uurida. Kes teab, ehk avastame tulevikus magnetite kasulikud omadused.
Meie arusaam aine põhistruktuurist on järk-järgult arenenud. Aine ehituse aatomiteooria näitas, et kõik maailmas ei tööta nii, nagu esmapilgul paistab, ja et ühe tasandi keerukus on järgmisel detailitasandil hõlpsasti seletatav. Kogu kahekümnendal sajandil, pärast aatomi struktuuri avastamist (see tähendab pärast Bohri aatomimudeli ilmumist), olid teadlaste jõupingutused suunatud aatomituuma struktuuri lahtiharutamisele.
Algselt eeldati, et aatomituumas on ainult kahte tüüpi osakesi – neutroneid ja prootoneid. Kuid alates 1930. aastatest hakkasid teadlased üha enam saama klassikalise Bohri mudeli raames seletamatuid katsetulemusi. See pani teadlased uskuma, et tuum on tegelikult mitmekesiste osakeste dünaamiline süsteem, mille kiirel kujunemisel, vastasmõjul ja lagunemisel on tuumaprotsessides võtmeroll. 1950. aastate alguseks oli nende elementaarosakeste uurimine, nagu neid nimetati, jõudnud füüsikateaduse esirinnas.
elementy.ru/trefil/46
“Üldine interaktsiooniteooria põhineb järjepidevuse printsiibil.
Esimeseks sammuks üldise teooria loomisel oli järjepidevuse abstraktse printsiibi materialiseerimine reaalselt eksisteerivas maailmas, mida me enda ümber vaatleme. Sellise materialiseerumise tulemusena jõudis autor järeldusele füüsilise vaakumi sisemise struktuuri olemasolu kohta. Vaakum on ruum, mis on pidevalt täidetud põhiosakestega – bioonidega – mille erinevad liikumised, paigutused ja assotsiatsioonid võivad seletada looduse ja meele kogu rikkust ja mitmekesisust.
Selle tulemusena loodi uus üldteooria, mis ühel printsiibil ja seetõttu identsel, järjekindlal ja loogiliselt seotud visuaalsel (materjalil), mitte virtuaalosakestel, kirjeldab loodusnähtusi ja inimmõistuse nähtusi.
Peamine tees on järjepidevuse printsiip.
Järjepidevuse printsiip tähendab, et ükski looduses reaalselt eksisteeriv protsess ei saa alata spontaanselt ega lõppeda jäljetult. Kõiki matemaatiliste valemitega kirjeldatavaid protsesse saab arvutada ainult pidevate seoste või funktsioonide abil. Kõikidel muutustel on oma põhjused, mis tahes interaktsioonide edastuskiiruse määravad objektid interakteeruva keskkonna omadused. Kuid need objektid ise muudavad omakorda keskkonda, kus nad asuvad ja suhtlevad.
\
Väli on elementide kogum, mille jaoks on määratletud aritmeetilised toimingud. Väli on ka pidev - üks välja element läheb sujuvalt üle teiseks, nende vahelist piiri on võimatu näidata.
Selline valdkonna määratlus tuleneb ka järjepidevuse põhimõttest. See (definitsioon) nõuab igat tüüpi väljade ja interaktsioonide eest vastutava elemendi kirjeldust.
Üldises interaktsiooniteoorias, erinevalt praegu domineerivatest kvantmehaanika teooriatest ja relatiivsusteooriast, on selline element selgesõnaliselt määratletud.
See element on bioon. Kogu Universumi ruum, nii vaakum kui ka osakesed, koosneb biooonidest. Bioon on elementaarne dipool, st osake, mis koosneb kahest ühendatud laengust, mis on suuruselt identsed, kuid erineva märgiga. Biooni kogulaeng on null. Biooni üksikasjalik struktuur on näidatud lehel Füüsilise vaakumi struktuur.
\
Biooni piire on võimatu näidata (selge analoogia Maa atmosfääriga, mille piiri ei saa täpselt kindlaks määrata), kuna kõik üleminekud on väga-väga sujuvad. Seetõttu bioonide vahel praktiliselt puudub sisehõõrdumine. Sellise "hõõrdumise" mõju muutub aga märgatavaks suurte vahemaade tagant ja seda täheldame punase nihkena.
Elektriväli interaktsioonide üldteoorias.
Elektrivälja olemasolu mis tahes ruumipiirkonnas esindab teatud viisil järjekindlalt paiknevate ja orienteeritud bioonide tsooni.
b-i-o-n.ru/_mod_files/ce_image...
Magnetväli interaktsioonide üldteoorias.
Magnetväli esindab bioonide asukoha ja liikumise teatud dünaamilist konfiguratsiooni.
b-i-o-n.ru/theory/elim/
Elektriväli on ruumi piirkond, milles füüsikalisel vaakumil on teatud korrastatud struktuur. Elektrivälja olemasolul avaldab vaakum katsetavale elektrilaengule jõudu. See efekt on tingitud bioonide asukohast antud ruumipiirkonnas.
Kahjuks pole me veel suutnud tungida elektrilaengu toimimise müsteeriumi. Vastasel juhul avaneb järgmine pilt. Igasugune laeng, olgu see näiteks negatiivne, loob enda ümber bioonide järgmise orientatsiooni – elektrostaatilise välja.
Põhiosa energiast kuulub laengule, millel on teatud suurus. Ja elektrivälja energia on bioonide järjestatud paigutuse energia (igal järjekorras on energiapõhi). Samuti on selge, kuidas kauged laengud üksteist “tunnetavad”. Need "tundlikud elundid" on teatud viisil orienteeritud bioonid. Märgime veel ühe olulise järelduse. Elektrivälja tekkimise kiiruse määrab bioonide pöörlemiskiirus, nii et need orienteeruvad laengu suhtes, nagu on näidatud joonisel. Ja see seletab, miks elektrivälja tekkimise kiirus on võrdne valguse kiirusega: mõlemas protsessis peavad bioonid pöörlemist üksteisele üle kandma.
Olles astunud järgmise lihtsa sammu, võime kindlalt öelda, et magnetväli esindab bioonide järgmist dünaamilist konfiguratsiooni.
b-i-o-n.ru/theory/elim
Tasub teada, et magnetväli ei avaldu mingil moel enne, kui pole objekte, mida see on võimeline mõjutama (kompassinõel või elektrilaeng).
Magnetvälja superpositsiooni põhimõte. Bioni pöörlemisteljed hõivavad vahepealse positsiooni, olenevalt interakteeruvate väljade suunast ja tugevusest.
Magnetvälja mõju liikuvale laengule.
"
Magnetväli ei mõju puhkeolekus laengule, sest pöörlevad bioonid tekitavad sellise laengu võnkumisi, kuid me ei suuda selliseid võnkumisi nende väiksuse tõttu tuvastada.
Üllataval kombel ei leidnud ma ühestki õpikust mitte ainult vastust, vaid isegi küsimust, mis ilmselgelt peaks tekkima kõigil, kes magnetnähtusi uurima hakkavad.
Siin on küsimus. Miks voolu kandva ahela magnetmoment ei sõltu selle vooluringi kujust, vaid ainult selle pindalast? Arvan, et sellist küsimust ei esitata just sellepärast, et keegi ei tea sellele vastust. Meie ideede põhjal on vastus ilmne. Ahela magnetväli on bioonide magnetväljade summa. Ja magnetvälja loovate bioonide arvu määrab vooluringi pindala ja see ei sõltu selle kujust.
Kui vaadata laiemalt, ilma teooriasse laskumata, töötab magnet magnetvälja pulseerides. Tänu sellele pulsatsioonile, jõuosakeste liikumise korrapärasusele, tekib üldine jõud, mis mõjutab ümbritsevaid objekte. Löögi kannab üle magnetväli, milles võivad vabaneda ka osakesed ja kvantid.
Bioniteooria eristab bioonit elementaarosakesena. Näete, kui põhimõtteline see on.
Gravitoniruumi teooria identifitseerib gravitoni kogu universumi kvantina. Ja annab põhiseadused, mis valitsevad universumit.
n-t.ru/tp/ns/tg.htm Gravitooniruumi teooria
"Teaduse arengu dialektika seisneb selliste abstraktsete mõistete ("deemonite") kvantitatiivses kuhjumises, kirjeldades üha uusi ja uusi loodusmustreid, mis teatud etapis saavutavad sellise kriisi lahendamise kriitilise taseme nõuab alati kvalitatiivset hüpet, põhimõistete põhjalikku läbivaatamist, kuhjunud abstraktsioonidest “deemonlikkuse” eemaldamist, nende tähendusliku olemuse paljastamist uue üldistava teooria keeles.
*
TPG postuleerib transitiivse ruumi füüsilist (tegelikku) olemasolu, mille elemente selle teooria raames nimetatakse gravitoniteks.
*
Need. Eeldame, et gravitonide füüsiline ruum (PG) on see, mis tagab meie teadmistele ligipääsetavate füüsiliste objektide universaalse seotuse ja on minimaalselt vajalik aine, ilma milleta pole teaduslik teadmine põhimõtteliselt võimatu.
*
TPG postuleerib gravitonide diskreetsust ja fundamentaalset jagamatust, nende sisemise struktuuri puudumist. Need. Graviton toimib TPG raamistikus absoluutse elementaarosakesena, mis on selles mõttes lähedane Demokritose aatomile. Matemaatilises mõttes on graviton tühi hulk (null-hulk).
*
Gravitoni peamine ja ainus omadus on võime ise kopeerida, tekitades uue gravitoni. See omadus defineerib range ebatäiusliku järjekorra seose PG-de hulgal: gi< gi+1, где gi – гравитон-родитель и gi+1 – дочерний гравитон, являющийся копией родителя. Это отношение интенсионально определяет ПГ как транзитивное и антирефлексивное множество, из чего следует также его асимметричность и антисимметричность.
*
TPG postuleerib PG järjepidevust ja maksimaalset tihedust, täites kogu teadmistele ligipääsetava universumi nii, et mis tahes selle universumi füüsilist objekti saab seostada PG mittetühja alamhulgaga, mis määrab unikaalselt selle objekti asukoha. PG-s ja seega ka universumis.
*
PG on meetriline ruum. Loodusliku PG mõõdikuna saame valida minimaalse arvu üleminekuid ühelt naabergravitonilt teisele, mis on vajalik gravitonipaari ühendava transitiivse ahela sulgemiseks, mille vahelise kauguse me määrame.
"
Gravitoni omadused võimaldavad meil rääkida selle kontseptsiooni kvantloomusest. Graviton on liikumiskvant, mis realiseerub gravitoni enda kopeerimisel ja uue gravitoni "sündil". Matemaatilises mõttes võib selle toimingu panna vastavusse juba olemasolevale naturaalarvule ühe lisamisega.
"
PG enda liikumise teine tagajärg on resonantsnähtused, mis tekitavad virtuaalseid elementaarosakesi, eelkõige kosmilise mikrolaine taustkiirguse footoneid.
*
Kasutades TPG põhimõisteid, oleme ehitanud ruumi füüsilise mudeli, mis ei ole teiste füüsiliste objektide passiivne konteiner, vaid ise muutub ja liigub aktiivselt. Kahjuks ei anna ükski mõeldav instrument meile võimalust kasvuhoonegaaside aktiivsust otseselt uurida, kuna gravitonid läbistavad kõiki objekte, toimides nende sisemise struktuuri väikseimate elementidega. Sellegipoolest saame gravitonide liikumise kohta sisukat infot nn kosmilise mikrolaine taustkiirguse mustreid ja resonantsnähtusi uurides, mis on suuresti tingitud kasvuhoonegaaside aktiivsusest.
*
Gravitatsioonilise interaktsiooni olemus
"See gravitatsioon peaks olema mateeria olemuslik, loomuomane ja oluline atribuut, võimaldades seeläbi igal kehal mõjuda teisele vahemaa tagant läbi vaakumi, ilma vahendajata, mille kaudu ja mille kaudu saaks tegevust ja jõudu ühelt kehalt teisele edasi kanda. teine, mulle tundub see nii räige absurd, et minu sügava veendumuse kohaselt ei nõustu sellega mitte ükski inimene, kes on filosoofilistes küsimustes vähegi kogenud ja kellel on mõtlemisvõime. (Newtoni kirjast Richard Bentleyle).
**
TPG raames jäetakse gravitatsioon ilma jõulisest olemusest ja see on täielikult määratletud kui füüsiliste objektide liikumismuster, mis "seob" vabu gravitoneid kogu nende sisestruktuuri mahuga, kuna gravitonid tungivad vabalt läbi mis tahes füüsilise objekti, olles selle sisemise struktuuri lahutamatud elemendid. Kõik füüsilised objektid "neelavad" gravitoneid, moonutades kasvuhoonegaaside isotroopset levikut, tänu sellele moodustavad üsna tihedad ja massiivsed kosmoseobjektid kompaktsed klastrid, mis suudavad kompenseerida kasvuhoonegaaside paisumist klastri sees. Kuid need klastrid ise, mis on eraldatud selliste kasvuhoonegaaside kogustega, mille levikut nad ei suuda kompenseerida, hajuvad, mida kiiremini, seda suurem on kasvuhoonegaaside maht. Need. sama mehhanism määrab nii "tõmbejõu" kui ka galaktikate paisumise mõju.
***
Vaatleme nüüd üksikasjalikumalt gravitonide "neeldumise" mehhanismi füüsiliste objektide poolt. Sellise "neeldumise" intensiivsus sõltub oluliselt objektide sisemisest struktuurist ja selle määrab nii konkreetsete struktuuride olemasolu selles struktuuris kui ka nende arv. Vaba gravitoni gravitatsiooniline “neeldumine” on sellistest mehhanismidest kõige lihtsam ja nõrgem, mis ei vaja erilisi struktuure, sellise “neeldumise” toimingus osaleb ükski graviton. Mis tahes muud tüüpi interaktsioonis kasutatakse sellele tüübile vastavaid interaktsiooniosakesi, mis on määratletud teatud gravitonide alamhulgal, seetõttu on sellise interaktsiooni efektiivsus interaktsiooniaktis palju suurem, paljud gravitonid "neelduvad" koos nendel määratletud osakesega . Pangem ka tähele, et sellistes vastasmõjudes peab üks objektidest toimima samas rollis, mida PG mängib gravitatsioonilises vastasmõjus, s.t. see peab genereerima üha uusi antud interaktsiooni osakesi, kasutades selliseks tegevuseks väga spetsiifilisi struktuure, mida me eespool mainisime. Seega jääb igasuguse interaktsiooni üldine skeem alati samaks ja interaktsiooni võimsuse määrab interaktsiooniosakeste “maht” ja neid genereeriva allika aktiivsus.
Magnetinteraktsiooni võib mõista kui magnetvälja elementaarosakeste tekke ja neeldumise mudelit. Pealegi on osakestel erinev sagedus ja seetõttu moodustub pingetasemetest koosnev potentsiaalväli, vikerkaar. Osakesed "hõljuvad" mööda neid tasemeid. Neid võivad absorbeerida teised osakesed, näiteks mõne metalli kristallvõre ioonid, kuid magnetvälja mõju neile jätkub. Metall tõmbab magneti keha külge.
Superstringiteooria maalib oma nimele vaatamata maailmast selge pildi. Parem: see tõstab esile paljusid interaktsiooni trajektoore maailmas.
ergeal.ru/other/superstrings.htm Superstringiteooria (Dmitry Poljakov)
"Niisiis on string nähtava universumi esmane looming.
See objekt ei ole materiaalne, vaid seda võib ligikaudselt ette kujutada mingisuguse venitatud niidi, köie või näiteks kümnemõõtmelises aegruumis lendava viiulikeele kujul.
Kümnes dimensioonis lennates kogeb see laiendatud objekt ka sisemisi vibratsioone. Nendest vibratsioonidest (või oktaavidest) pärineb kogu mateeria (ja nagu hiljem selgub, mitte ainult mateeria). Need. kogu looduse osakeste mitmekesisus on lihtsalt ühe lõpuks ürgse loomingu – stringi – erinevad oktavid. Hea näide kahest sellisest erinevast oktaavist, mis pärinevad ühest nöörist, on gravitatsioon ja valgus (gravitonid ja footonid). Tõsi, siin on mõningaid nüansse – on vaja eristada suletud ja avatud stringide spektreid, kuid nüüd tuleb need detailid välja jätta.
Niisiis, kuidas uurida sellist objekti, kuidas tekib kümme mõõdet ja kuidas leida kümne mõõtme õige tihendus meie neljamõõtmelisse maailma?
Kuna me ei saa stringi kinni püüda, järgime selle jälgi ja uurime selle trajektoori. Nii nagu punkti trajektoor on kõverjoon, on ka ühemõõtmelise laiendatud objekti (stringi) trajektoor kahemõõtmeline PINDA.
Seega on stringiteooria matemaatiliselt kahemõõtmeliste juhuslike pindade dünaamika, mis on paigutatud kõrgemasse ruumi.
Iga sellist pinda nimetatakse MAAILMALEHEKS.
Üldiselt mängivad kõikvõimalikud sümmeetriad Universumis äärmiselt olulist rolli.
Konkreetse füüsikalise mudeli sümmeetria põhjal saab sageli teha kõige olulisemad järeldused selle (mudeli) dünaamika, evolutsiooni, mutatsiooni jms kohta.
Stringiteoorias on selline nurgakivi sümmeetria nn. REPARAMETRISEERIMINE (või “difeomorfismide rühm”). See muutumatus, kui rääkida väga jämedalt ja ligikaudselt, tähendab järgmist. Kujutagem vaimselt ette vaatlejat, kes "istus" ühele nöörist "pühkitud" maailmalehele. Tema käes on painduv joonlaud, mille abil ta uurib Maailmalehe pinna geomeetrilisi omadusi. Seega ei sõltu pinna geomeetrilised omadused ilmselgelt joonlaua astmest. Maailmalehe struktuuri sõltumatust “vaimse valitseja” skaalast nimetatakse reparameterization invarianceks (või R-invariantsuks).
Vaatamata näilisele lihtsusele toob see põhimõte kaasa äärmiselt olulisi tagajärgi. Esiteks, kas see kehtib kvanttasandil?
^
Vaimud on väljad (lained, vibratsioonid, osakesed), mille vaatlemise tõenäosus on negatiivne.
Ratsionalisti jaoks on see muidugi absurdne: lõppude lõpuks jääb iga sündmuse klassikaline tõenäosus alati vahemikku 0 (kui sündmust kindlasti ei juhtu) ja 1 (kui, vastupidi, see kindlasti juhtub).
Vaimude ilmumise tõenäosus on aga negatiivne. See on üks vaimude võimalikest definitsioonidest. Apofaatiline määratlus. Sellega seoses meenub mulle Abba Dorotheuse definitsioon: „Jumal on ringi keskpunkt ja inimesed, kes on armastanud Jumalat, lähenevad keskusele nagu raadiused Keskus."
Niisiis, võtame esimesed tulemused kokku.
Kohtusime Vaatlejaga, kes pandi joonlauaga maailmalehele. Ja valitseja lõpetamine on esmapilgul meelevaldne ja maailmaleht on selle omavoli suhtes ükskõikne.
Seda ükskõiksust (või sümmeetriat) nimetatakse reparameterization invarianceks (R-invariantsus, difeomorfismide rühm).
Vajadus siduda ükskõiksus ebakindlusega viib järeldusele, et Universum on kümnemõõtmeline.
Tegelikult on kõik mõnevõrra keerulisem.
Ükskõik millise valitseja puhul ei lase muidugi keegi vaatlejat maailma nimekirja. Kümnemõõtmeline maailm on helge, range ega talu mingit kägistamist. Iga maailmalehe näpunäide eest võetakse värdja valitseja igaveseks ära ja teda pekstakse korralikult nagu protestanti.
^
Aga kui vaatleja ei ole protestant, antakse talle üks kord kindlaks määratud valitseja, kontrollitud, sajandeid muutumatu, ja selle rangelt valitud üksiku valitsejaga lubatakse ta maailma nimekirja.
Superstringi teoorias nimetatakse seda rituaali "gabariidi lukustamiseks".
Kalibreerimise fikseerimise tulemusena tekivad Faddejevi-Popovi vaimud.
Just need Vaimud annavad valitseja Vaatleja kätte.
Kalibreerimise valik on aga Faddejevi-Popovi vaimude puhtalt eksoteeriline politseifunktsioon. Nende vaimude eksoteeriline, täiustatud missioon on valida õige tihendus ja seejärel tekitada tihendatud maailmas solitoneid ja kaost.
Kuidas see täpselt juhtub, on väga peen küsimus ja pole täiesti selge; Püüan seda protsessi kirjeldada võimalikult lühidalt ja selgelt, jättes nii palju kui võimalik tehnilisi üksikasju välja.
Kõik superstringiteooria ülevaated sisaldavad nn. Teoreem vaimude puudumise kohta. See teoreem väidab, et kuigi vaimud määravad kalibreerimise valiku, ei mõjuta see siiski otseselt stringi vibratsioone (võnkumisi, mis tekitavad ainet). Ehk siis teoreemi järgi ei sisalda stringi spekter Vaimusid, s.t. Vaimude ruum on mateeria emanatsioonidest täiesti eraldiseisev ja Vaimud pole midagi muud kui kalibreerimisfiksatsiooni artefakt. Võime öelda, et need on Vaimud – vaatleja ebatäiuslikkuse tagajärg, mis ei ole kuidagi seotud stringi dünaamikaga. See on klassikaline tulemus, mis on mitmel juhul enam-vähem tõsi. Selle teoreemi rakendatavus on aga piiratud, sest kõik teadaolevad tõendid ei võta arvesse üht äärmiselt olulist nüanssi. See nüanss on seotud nn. "maalide sümmeetria rikkumine".
Mis see on? Mõelge stringi suvalisele vibratsioonile: näiteks valguse emanatsioonile (footonile). Selgub, et selle emanatsiooni kirjeldamiseks on mitu erinevat viisi. Nimelt kirjeldatakse stringiteoorias emanatsioone kasutades nn. "tipuoperaatorid". Iga emanatsioon vastab mitmele väidetavalt samaväärsele tipuoperaatorile. Need samaväärsed operaatorid erinevad üksteisest oma “vaimunumbrite” poolest, st. Dukhov Faddeev-Popovi struktuur.
Iga sellist sama emanatsiooni samaväärset kirjeldust nimetatakse pildiks. On olemas nn "tavatarkus", nõudes maalide samaväärsust, s.t. erinevate tuulenumbritega tipuoperaatorid. Seda eeldust tuntakse kui "tipuoperaatorite kujutist muutvat sümmeetriat".
See "tavapärane tarkus" sisaldub vaikimisi puudumise teoreemi tõestuses. Hoolikam analüüs aga näitab, et seda sümmeetriat ei eksisteeri (täpsemalt on see mõnel juhul olemas ja mõnel juhul rikutud). Piltide sümmeetria rikkumise tõttu rikutakse mitmel juhul ka ülalmainitud teoreemi. Ja see tähendab – Vaimud mängivad stringi vibratsioonides otsest rolli, mateeria ja Vaimude ruumid ei ole iseseisvad, vaid on põimunud kõige peenemal viisil.
Nende ruumide ristumiskoht mängib dünaamilises tihendamises ja kaose kujunemises otsustavat rolli. "
Teine nägemus superstringiteooriast elementy.ru/trefil/21211
"Nüüd peetakse peamisteks kandidaatideks stringiteooria erinevaid versioone kõikehõlmava universaalse teooria tiitlile, mis selgitab kõigi asjade olemust. Ja see on omamoodi elementaarosakeste ja kosmoloogia teooriaga seotud teoreetiliste füüsikute Püha Graal. Universaalne teooria (ka kõigi asjade teooria) sisaldab vaid mõnda võrrandit, mis ühendavad kogu inimkonna teadmised vastastikmõju olemuse ja aine põhielementide omaduste kohta, millest universum on ehitatud. Tänapäeval on stringiteoorial on kombineeritud supersümmeetria kontseptsiooniga, mille tulemusena sündis superstringide teooria ja täna on see maksimum, mis kõigi nelja põhilise vastastikmõju (looduses mõjuvate jõudude) teooria ühtlustamisel on saavutatud.
*****
Selguse huvides võib interakteeruvaid osakesi pidada universumi "tellisteks" ja kandeosakesi tsemendiks.
*****
Standardmudelis toimivad kvargid ehitusplokkidena ja mõõtbosonid, mida need kvargid omavahel vahetavad, toimivad interaktsioonikandjatena. Supersümmeetriateooria läheb veelgi kaugemale ja väidab, et kvargid ja leptonid ise ei ole fundamentaalsed: nad kõik koosnevad veelgi raskematest ja eksperimentaalselt avastamata ainestruktuuridest (ehitusplokkidest), mida hoiab koos veelgi tugevam superenergia osakeste "tsement". - vastastikmõjude kandjad kui hadronitest ja bosonitest koosnevad kvargid. Loomulikult pole ühtegi supersümmeetriateooria ennustust veel laboritingimustes kontrollitud, küll aga on materiaalse maailma hüpoteetilistel peidetud komponentidel juba nimed - näiteks elektron (elektroni supersümmeetriline partner), skvark jne. Nende osakeste olemasolu on aga teoreetiliselt ennustatud.
*****
Nende teooriate pakutavat pilti universumist on aga üsna lihtne visualiseerida. Skaalal suurusjärgus 10–35 m ehk 20 suurusjärku väiksema sama prootoni läbimõõdust, mis sisaldab kolme seotud kvarki, erineb aine struktuur sellest, millega oleme harjunud isegi elementaartasemel. osakesed. Nii väikestel vahemaadel (ja nii suure interaktsioonienergia juures, et see on kujuteldamatu) muutub mateeria väljal seisvateks laineteks, mis on sarnased muusikariistade keelpillides ergastunud lainetega. Nagu kitarrikeeles, võib sellises keeles lisaks põhitoonile ergastuda palju ülemhelisid või harmoonilisi. Igal harmoonikul on oma energiaseisund. Relatiivsusteooria (vt. Relatiivsusteooria) kohaselt on energia ja mass samaväärsed, mis tähendab, et mida kõrgem on stringi harmoonilise laine vibratsiooni sagedus, seda suurem on selle energia ja seda suurem on vaadeldava osakese mass.
Kui aga seisulainet on kitarrikeeles üsna lihtne visualiseerida, siis superstringiteooria poolt pakutud seisulaineid on raske visualiseerida – tõsiasi on see, et superkeelte vibratsioonid tekivad ruumis, millel on 11 dimensiooni. Oleme harjunud neljamõõtmelise ruumiga, mis sisaldab kolme ruumilist ja ühte ajalist mõõdet (vasak-parem, üles-alla, edasi-tagasi, minevik-tulevik). Superstringiruumis on asjad palju keerulisemad (vt kasti). Teoreetilised füüsikud pääsevad ruumiliste mõõtmete libedast probleemist mööda, väites, et need on "peidetud" (või teaduslikult öeldes "tihendatud") ja seetõttu ei vaadelda neid tavaliste energiate juures.
Viimasel ajal on stringiteooriat edasi arendatud mitmemõõtmeliste membraanide teooria näol – sisuliselt on tegemist samade, kuid lamedate keeltega. Nagu üks selle autoritest juhuslikult naljatas, erinevad membraanid nööridest umbes samamoodi nagu nuudlid vermišellidest.
Võib-olla on see kõik, mida saab lühidalt öelda ühe teooria kohta, mis tänapäeval ei pretendeeri ilma põhjuseta kõigi jõudude vastastikmõjude suure ühendamise universaalseks teooriaks. "
ru.wikipedia.org/wiki/%D0%A2%D... Superstringiteooria.
Universaalne teooria, mis selgitab kõiki füüsilisi koostoimeid: elementy.ru/trefil/21216
"Looduses on neli põhijõudu ja kõik füüsikalised nähtused tekivad füüsiliste objektide vastastikmõju tulemusena, mis on põhjustatud ühest või mitmest neist jõududest. Neli tüüpi vastastikmõju tugevuse kahanevas järjekorras on:
* tugev vastastikmõju, mis hoiab kvarke hadronites ja nukleoneid aatomituumas;
* elektromagnetiline interaktsioon elektrilaengute ja magnetite vahel;
* nõrk interaktsioon, mis põhjustab teatud tüüpi radioaktiivseid lagunemisreaktsioone; Ja
* gravitatsiooniline interaktsioon.
Newtoni klassikalises mehaanikas on igasugune jõud lihtsalt külgetõmbe- või tõukejõud, mis põhjustab muutuse füüsilise keha liikumise olemuses. Tänapäevastes kvantteooriates tõlgendatakse jõu mõistet (praegu tõlgendatakse elementaarosakeste vastasmõjuna) aga mõnevõrra erinevalt. Jõu interaktsiooni peetakse nüüd kahe interakteeruva osakese vahelise interaktsiooni kandjaosakese vahetuse tulemuseks. Selle lähenemise korral on elektromagnetiline interaktsioon näiteks kahe elektroni vahel tingitud nendevahelisest footoni vahetusest ja samamoodi põhjustab teiste vaheosakeste vahetus kolme teist tüüpi interaktsiooni tekkimist. (Lisateavet vaadake standardmudelist.)
Lisaks sellele määravad interaktsiooni olemuse kandjaosakeste füüsikalised omadused. Eelkõige on Newtoni universaalse gravitatsiooni seadusel ja Coulombi seadusel sama matemaatiline sõnastus just seetõttu, et mõlemal juhul on vastasmõju kandjateks osakesed, millel puudub puhkemass. Nõrgad interaktsioonid ilmnevad ainult üliväikestel vahemaadel (tegelikult ainult aatomituuma sees), kuna nende kandjad - gabariidibosonid - on väga rasked osakesed. Tugev interaktsioon ilmneb ka ainult mikroskoopilistel kaugustel, kuid erineval põhjusel: siin on kõik seotud hadronite ja fermioonide sees olevate kvarkide püüdmisega (vt standardmudelit).
Optimistlikke silte "universaalne teooria", "kõige teooria", "suur ühtne teooria" ja "ülim teooria" kasutatakse nüüd kõigi teooriate jaoks, mis püüavad ühendada kõiki nelja vastastikmõju, pidades neid mingi üksiku ja suure jõu erinevateks ilminguteks. . Kui see oleks võimalik, oleks pilt maailma ülesehitusest viimse piirini lihtsustatud. Kogu aine koosneks ainult kvarkidest ja leptonitest (vt standardmudelit) ning kõigi nende osakeste vahel toimiksid ühe laadiga jõud. Nende vahelisi põhilisi koostoimeid kirjeldavad võrrandid oleksid nii lühikesed ja selged, et mahuksid postkaardile, kirjeldades samal ajal sisuliselt iga universumis täheldatud protsessi aluseid. Nobeli preemia laureaadi, Ameerika teoreetilise füüsiku Steven Weinbergi (1933–1996) sõnul oleks see sügav teooria, millest universumi struktuuri interferentsmuster kiirgaks nagu nooled igas suunas ja sügavamad teoreetilised alused ei oleks. tulevikus nõutakse." Nagu tsitaadi pidevatest subjunktiivimeeleoludest näha, sellist teooriat siiski ei eksisteeri. Meil jääb üle vaid visandada selle protsessi ligikaudsed kontuurid, mis võivad viia sellise tervikliku teooria väljatöötamiseni.
~
Kõik ühinemisteooriad lähtuvad sellest, et osakeste vahelise interaktsiooni piisavalt kõrge energia korral (kui nende kiirus on valguse piirkiirusele lähedane) "jää sulab", kustub piir eri tüüpi interaktsioonide vahel ja kõik jõud. hakata võrdselt tegutsema. Veelgi enam, teooriad ennustavad, et see ei juhtu mitte üheaegselt kõigi nelja jõu puhul, vaid järk-järgult, kui vastastikmõju energiad suurenevad.
Madalaim energialävi, mille juures saab toimuda eri tüüpi jõudude esimene ühinemine, on ülikõrge, kuid on juba moodsamatele kiirenditele jõukohane. Osakeste energiad olid Suure Paugu algfaasis ülikõrged (vt ka Varajane universum). Esimese 10–10 sekundi jooksul tagasid nad nõrkade tuuma- ja elektromagnetiliste jõudude ühendamise elektronõrgaks interaktsiooniks. Alles sellest hetkest eraldusid lõpuks kõik neli meile tuntud jõudu. Kuni selle hetkeni oli ainult kolm põhijõudu: tugev, elektrinõrk ja gravitatsiooniline vastastikmõju.
~
Järgmine ühinemine toimub energiatel, mis on palju suuremad kui maapealsetes laborites saavutatavad – need eksisteerisid universumis selle olemasolu esimese 10e (–35) jooksul. Nendest energiatest lähtudes ühineb elektrinõrk interaktsioon tugevaga. Teooriaid, mis kirjeldavad sellise ühendamise protsessi, nimetatakse suureks ühendamise teooriateks (GUT). Neid on katsetingimustes võimatu katsetada, kuid nad ennustavad hästi paljude madalamate energiatega toimuvate protsesside kulgu ja see on nende tõesuse kaudne kinnitus. Kuid TBT tasandil on meie võime universaalseid teooriaid testida ammendunud. Järgmisena algab superühinemise teooriate (SUT) ehk universaalsete teooriate valdkond – ja juba nende mainimisel süttib teoreetiliste füüsikute silmis sära. Järjekindel TSR võimaldaks ühendada gravitatsiooni ühe tugeva-elektroonilise interaktsiooniga ja universumi struktuur saaks võimalikult lihtsa selgituse.
Märgitakse inimese seaduste ja valemite otsimist, mis seletavad kõiki füüsilisi nähtusi. See otsing hõlmab mikrotasandi protsesse ja makrotasandi protsesse. Need erinevad vahetatava jõu või energia poolest.
Interaktsiooni magnetvälja tasemel kirjeldab elektromagnetism.
"Elektromagnetism*
Elektromagnetiliste nähtuste uurimine sai alguse Oerstedi avastusest. 1820. aastal näitas Oersted, et traat, mille kaudu voolab elektrivool, põhjustab magnetnõela kõrvalekaldumise. Ta uuris seda kõrvalekallet üksikasjalikult kvalitatiivsest küljest, kuid ei andnud üldist reeglit, mille järgi oleks võimalik igal üksikjuhul kõrvalekalde suunda määrata. Pärast Oerstedi tulid avastused üksteise järel. Ampere (1820) avaldas oma tööd voolu mõjust voolule või voolust magnetile. Amperel kehtib magnetnõelale voolu mõjumise üldreegel: kui kujutate end ette magnetnõela poole suunatud juhis ja pealegi nii, et vool on suunatud jalgadelt pähe, siis kaldub põhjapoolus vasak. Järgmisena näeme, et Ampere taandas elektromagnetilised nähtused elektrodünaamilisteks nähtusteks (1823). 1820. aastast pärineb ka Arago looming, kes märkas, et traat, mille kaudu voolab elektrivool, tõmbab ligi rauaviile. Ta oli esimene, kes magnetiseeris raud- ja terastraadid, asetades need vasktraatide mähisesse, mida läbis vool. Tal õnnestus ka nõela magnetiseerida, asetades selle mähisesse ja tühjendades läbi mähise Leydeni purgi. Aragost sõltumatult avastas Davy terase ja raua magnetiseerimise vooluga.
Ka esimesed kvantitatiivsed määramised voolu mõju kohta magnetile pärinevad 1820. aastast ning kuuluvad Biotile ja Savartile.
Kui tugevdate väikest magnetnõela sn pika vertikaaljuhi AB lähedal ja staatiseerite maavälja magnetiga NS (joonis 1), leiate järgmise:
1. Kui vool läbib juhti, seatakse magnetnõel nii, et selle pikkus on risti nõela keskelt juhile langetatud ristiga.
2. Ühele või teisele poolusele n ja s mõjuv jõud on risti läbi juhi ja selle pooluse tõmmatud tasapinnaga
3. Jõud, millega antud vool, mis läbib väga pikka sirget juhti, mõjub magnetnõelale, on pöördvõrdeline kaugusega juhist magnetnõelani.
Kõik need ja teised tähelepanekud on tuletatavad järgmisest elementaarsuuruse seadusest, mida tuntakse Laplace-Biot-Savarti seadusena:
dF = k(imSin θ ds)/r2, (1),
kus dF on vooluelemendi mõju magnetpoolusele; i - voolutugevus; m on magnetismi suurus, θ on nurk, mille moodustab elemendi voolu suund poolust vooluelemendiga ühendava joonega; ds on praeguse elemendi pikkus; r on kõnealuse elemendi kaugus poolusest; k - proportsionaalsuse koefitsient.
Seaduse alusel on tegevus võrdne reaktsiooniga, järeldas Ampere, et magnetpoolus peab mõjuma vooluelemendile sama jõuga
dФ = k(imSin θ ds)/r2, (2)
otse vastupidises suunas jõule dF, mis samuti mõjub samas suunas, moodustades poolust ja antud elementi läbiva tasapinnaga täisnurga. Kuigi avaldised (1) ja (2) on eksperimentidega hästi kooskõlas, tuleb neid siiski vaadelda mitte kui loodusseadust, vaid kui mugavat vahendit protsesside kvantitatiivse poole kirjeldamiseks. Selle peamiseks põhjuseks on see, et me ei tea muid voolusid peale suletud voolude ja seetõttu on voolu elemendi oletus sisuliselt vale. Lisaks, kui lisame avaldistele (1) ja (2) mõned funktsioonid, mida piirab ainult tingimus, et nende integraal piki suletud kontuuri on võrdne nulliga, siis pole ka kokkusobivus katsetega vähem täielik.
Kõik ülaltoodud faktid viivad järeldusele, et elektrivool tekitab enda ümber magnetvälja. Selle välja magnetjõu jaoks peavad kehtima kõik seadused, mis üldiselt kehtivad magnetvälja kohta. Eelkõige on üsna asjakohane tutvustada elektrivoolust põhjustatud magnetvälja joonte mõistet. Jõujoonte suuna saab sel juhul määrata tavapärasel viisil, kasutades rauast viilu. Kui lasta vertikaalne juhe vooluga läbi horisontaalse papilehe ja puistata papile saepuru, siis kergelt koputades asetseb saepuru kontsentrilisteks ringideks, kui ainult juht on piisavalt pikk.
Kuna jõujooned traadi ümber on suletud ja jõujoon määrab tee, mida mööda magnetismi ühik antud väljas liiguks, on selge, et magnetpoolus on võimalik panna pöörlema ümber voolu. . Esimese seadme, milles selline pöörlemine läbi viidi, ehitas Faraday. Ilmselgelt saab voolu tugevust hinnata magnetvälja tugevuse järgi. Nüüd jõuame selle küsimuseni.
Arvestades väga pika sirgjoonelise voolu magnetpotentsiaali, saame hõlpsasti tõestada, et see potentsiaal on mitme väärtusega. Antud punktis võib sellel olla lõpmatult palju erinevaid väärtusi, mis erinevad üksteisest 4 kmi π võrra, kus k on koefitsient, ülejäänud tähed on teada. See seletab magnetpooluse pideva pöörlemise võimalust ümber voolu. 4 kmi π on pooluse ühe pöörde jooksul tehtud töö; see on võetud vooluallika energiast. Eriti huvitav on suletud voolu juhtum. Võime ette kujutada suletud voolu ahela kujul, mis on tehtud juhtmele, mille kaudu vool voolab. Silmusel on suvaline kuju. Silmuse kaks otsa rullitakse kimbuks (nööriks) ja lähevad kaugesse elementi.