Magnet
Magneter, som lekene som er festet til kjøleskapet ditt hjemme eller hesteskoene du ble vist på skolen, har flere uvanlige egenskaper. Først av alt tiltrekkes magneter av jern- og stålgjenstander, for eksempel døren til et kjøleskap. I tillegg har de stolper.
Før to magneter nærmere hverandre. Sydpolen til en magnet vil bli tiltrukket av nordpolen til den andre. Nordpolen til en magnet frastøter nordpolen til den andre.
Magnetisk og elektrisk strøm
Magnetfeltet genereres av elektrisk strøm, det vil si ved å bevege elektroner. Elektroner som beveger seg rundt en atomkjerne har en negativ ladning. Den rettede bevegelsen av ladninger fra ett sted til et annet kalles elektrisk strøm. En elektrisk strøm skaper et magnetfelt rundt seg selv.
Dette feltet, med sine kraftlinjer, som en løkke, dekker banen til elektrisk strøm, som en bue som står over veien. For eksempel når en bordlampe slås på og det går en strøm gjennom kobbertrådene, det vil si at elektronene i ledningen hopper fra atom til atom og det dannes et svakt magnetfelt rundt ledningen. I høyspentoverføringslinjer er strømmen mye sterkere enn i en bordlampe, så det dannes et veldig sterkt magnetfelt rundt ledningene til slike linjer. Dermed er elektrisitet og magnetisme to sider av samme sak – elektromagnetisme.
Relatert materiale:
Hvorfor liker katter å sove offentlig?
Elektronbevegelse og magnetfelt
Bevegelsen av elektroner i hvert atom skaper et lite magnetfelt rundt det. Et elektron som beveger seg i bane danner et virvellignende magnetfelt. Men det meste av magnetfeltet skapes ikke av elektronets bevegelse i bane rundt kjernen, men av atomets bevegelse rundt sin akse, det såkalte spinn av elektronet. Spinn karakteriserer rotasjonen av et elektron rundt en akse, som bevegelsen til en planet rundt sin akse.
Hvorfor materialer er magnetiske og ikke magnetiske
I de fleste materialer, som plast, er magnetfeltene til individuelle atomer tilfeldig orientert og kansellerer hverandre. Men i materialer som jern kan atomene orienteres slik at magnetfeltene deres legger seg sammen, slik at et stykke stål blir magnetisert. Atomer i materialer er forbundet i grupper som kalles magnetiske domener. De magnetiske feltene til ett enkelt domene er orientert i én retning. Det vil si at hvert domene er en liten magnet.
Det er vanskelig å finne et felt der magneter ikke vil bli brukt. Pedagogiske leker, nyttig tilbehør og komplekst industrielt utstyr er bare en liten brøkdel av det virkelig store antallet alternativer for bruk. Samtidig er det få som vet hvordan magneter fungerer og hva som er hemmeligheten bak deres attraktive kraft. For å svare på disse spørsmålene må du dykke ned i det grunnleggende om fysikk, men ikke bekymre deg - dykket vil være kort og grunt. Men etter å ha blitt kjent med teorien, vil du lære hva en magnet består av, og naturen til dens magnetiske kraft vil bli mye klarere for deg.
Elektron er den minste og enkleste magneten
Ethvert stoff består av atomer, og atomer består på sin side av en kjerne som positivt og negativt ladede partikler - protoner og elektroner - roterer rundt. Temaet for vår interesse er nettopp elektroner. Bevegelsen deres skaper en elektrisk strøm i lederne. I tillegg er hvert elektron en miniatyrkilde til et magnetfelt og faktisk en enkel magnet. Det er bare at i sammensetningen av de fleste materialer er bevegelsesretningen til disse partiklene kaotisk. Som et resultat balanserer anklagene hverandre. Og når rotasjonsretningen til et stort antall elektroner i deres baner faller sammen, oppstår en konstant magnetisk kraft.
Magnetenhet
Så vi har sortert ut elektronene. Og nå er vi veldig nærme på å svare på spørsmålet om hvordan magneter fungerer. For at et materiale skal tiltrekke seg et jernstykke, må retningen til elektronene i strukturen sammenfalle. I dette tilfellet danner atomene ordnede regioner kalt domener. Hvert domene har et par poler: nord og sør. En konstant bevegelseslinje av magnetiske krefter passerer gjennom dem. De går inn i sørpolen og går ut av nordpolen. Dette arrangementet betyr at nordpolen alltid vil tiltrekke seg sørpolen til en annen magnet, mens like poler vil frastøte.
Hvordan en magnet tiltrekker metaller
Magnetisk kraft påvirker ikke alle stoffer. Bare visse materialer kan tiltrekkes: jern, nikkel, kobolt og sjeldne jordmetaller. En steinbit av jern er ikke en naturlig magnet, men når den utsettes for et magnetfelt, omorganiseres strukturen til domener med nord- og sørpoler. Dermed kan stål magnetiseres og beholde sin endrede struktur i lang tid.
Hvordan lages magneter?
Vi har allerede funnet ut hva en magnet består av. Det er et materiale der retningen til domenene sammenfaller. Et sterkt magnetfelt eller elektrisk strøm kan brukes for å gi bergarten disse egenskapene. For øyeblikket har folk lært å lage veldig kraftige magneter, hvis tiltrekningskraft er titalls ganger større enn deres egen vekt og varer i hundrevis av år. Vi snakker om sjeldne jordarters supermagneter basert på neodymlegering. Slike produkter som veier 2-3 kg kan inneholde gjenstander som veier 300 kg eller mer. Hva består en neodymmagnet av og hva forårsaker slike fantastiske egenskaper?
Enkelt stål er ikke egnet for vellykket produksjon av produkter med en kraftig tiltrekningskraft. Dette krever en spesiell sammensetning som gjør at domenene kan bestilles så effektivt som mulig og opprettholde stabiliteten til den nye strukturen. For å forstå hva en neodymmagnet består av, se for deg et metallpulver av neodym, jern og bor, som ved bruk av industrielle installasjoner vil magnetiseres av et sterkt felt og sintres til en stiv struktur. For å beskytte dette materialet er det belagt med et slitesterkt galvanisert skall. Denne produksjonsteknologien lar oss produsere produkter i ulike størrelser og former. I sortimentet til World of Magnets nettbutikk finner du et stort utvalg av magnetiske produkter for jobb, underholdning og hverdagsliv.
Hva får noen metaller til å bli tiltrukket av en magnet? Hvorfor tiltrekker ikke en magnet alle metaller? Hvorfor tiltrekker den ene siden av en magnet og den andre frastøter metall? Og hva gjør neodymmetaller så sterke?
For å svare på alle disse spørsmålene, må du først definere selve magneten og forstå dens prinsipp. Magneter er kropper som har evnen til å tiltrekke seg jern- og stålobjekter og frastøte noen andre på grunn av virkningen av magnetfeltet deres. De magnetiske feltlinjene går fra sørpolen til magneten og går ut fra nordpolen. En permanent eller hard magnet skaper hele tiden sitt eget magnetfelt. En elektromagnet eller myk magnet kan skape magnetiske felt bare i nærvær av et magnetfelt og bare i kort tid mens den er i handlingssonen til et bestemt magnetfelt. Elektromagneter skaper magnetiske felt bare når elektrisitet passerer gjennom ledningen til spolen.
Inntil nylig ble alle magneter laget av metallelementer eller legeringer. Sammensetningen av magneten bestemte dens kraft. For eksempel:
Keramiske magneter, som de som brukes i kjøleskap og for å utføre primitive eksperimenter, inneholder jernmalm i tillegg til keramiske komposittmaterialer. De fleste keramiske magneter, også kalt jernmagneter, har ikke mye tiltrekningskraft.
«Alnico-magneter» består av legeringer av aluminium, nikkel og kobolt. De er kraftigere enn keramiske magneter, men mye svakere enn noen sjeldne elementer.
Neodymmagneter er sammensatt av jern, bor og grunnstoffet neodym, som sjelden finnes i naturen.
Kobolt-samarium-magneter inkluderer kobolt og de sjeldne elementene samarium. I løpet av de siste årene har forskere også oppdaget magnetiske polymerer, eller såkalte plastmagneter. Noen av dem er veldig fleksible og plastiske. Noen fungerer imidlertid kun ved ekstremt lave temperaturer, mens andre bare kan løfte svært lette materialer, som metallspon. Men for å ha egenskapene til en magnet, trenger hvert av disse metallene en kraft.
Lage magneter
Mange moderne elektroniske enheter er basert på magneter. Bruken av magneter for produksjon av enheter begynte relativt nylig, fordi magneter som finnes i naturen ikke har den nødvendige styrken til å betjene utstyr, og først når folk klarte å gjøre dem kraftigere, ble de et uunnværlig element i produksjonen. Jernstein, en type magnetitt, regnes som den sterkeste magneten som finnes i naturen. Den er i stand til å tiltrekke seg små gjenstander som binders og stifter.Et sted på 1100-tallet oppdaget folk at jernmalm kunne brukes til å magnetisere jernpartikler – det var slik folk skapte kompasset. De la også merke til at hvis du hele tiden beveger en magnet langs en jernnål, blir nålen magnetisert. Selve nålen trekkes i nord-sør retning. Senere forklarte den berømte forskeren William Gilbert at bevegelsen av den magnetiserte nålen i nord-sør-retningen skjer på grunn av det faktum at vår planet Jorden er veldig lik en enorm magnet med to poler - nord- og sørpolene. Kompassnålen er ikke like sterk som mange permanente magneter som brukes i dag. Men den fysiske prosessen som magnetiserer kompassnåler og biter av neodymlegering er nesten den samme. Det handler om mikroskopiske områder kalt magnetiske domener, som er en del av strukturen til ferromagnetiske materialer som jern, kobolt og nikkel. Hvert domene er en liten, separat magnet med en nord- og sørpol. I ikke-magnetiserte ferromagnetiske materialer peker hver av nordpolene i en annen retning. Magnetiske domener som peker i motsatte retninger opphever hverandre, slik at materialet i seg selv ikke produserer et magnetfelt.
I magneter, derimot, peker praktisk talt alle, eller i det minste de fleste, av de magnetiske domenene i én retning. I stedet for å oppheve hverandre, kombineres mikroskopiske magnetiske felt for å skape ett stort magnetfelt. Jo flere domener som peker i samme retning, jo sterkere er magnetfeltet. Magnetfeltet til hvert domene strekker seg fra nordpolen til sørpolen.
Dette forklarer hvorfor, hvis du bryter en magnet i to, får du to små magneter med nord- og sørpoler. Dette forklarer også hvorfor motsatte poler tiltrekker seg - kraftlinjer kommer ut av nordpolen til en magnet og inn i sørpolen til den andre, noe som får metallene til å tiltrekke seg og skaper en større magnet. Frastøting skjer etter samme prinsipp - kraftlinjene beveger seg i motsatte retninger, og som et resultat av en slik kollisjon begynner magnetene å frastøte hverandre.
Lage magneter
For å lage en magnet trenger du bare å "rette" de magnetiske domenene til metallet i én retning. For å gjøre dette må du magnetisere selve metallet. La oss vurdere saken med en nål igjen: hvis magneten hele tiden beveges i én retning langs nålen, er retningen til alle dens områder (domener) justert. Du kan imidlertid justere magnetiske domener på andre måter, for eksempel:Plasser metallet i et sterkt magnetfelt i nord-sør retning. -- Flytt magneten i en nord-sør-retning, støt den konstant med en hammer, og juster dens magnetiske domener. -- Før en elektrisk strøm gjennom magneten.
Forskere foreslår at to av disse metodene forklarer hvordan naturlige magneter dannes i naturen. Andre forskere hevder at magnetisk jernmalm blir en magnet bare når den blir truffet av lynet. Atter andre mener at jernmalm i naturen ble til en magnet på tidspunktet for dannelsen av jorden og har overlevd til i dag.
Den vanligste metoden for å lage magneter i dag er prosessen med å plassere metall i et magnetfelt. Magnetfeltet roterer rundt det gitte objektet og begynner å justere alle dets domener. Imidlertid kan det på dette tidspunktet være et etterslep i en av disse relaterte prosessene, som kalles hysterese. Det kan ta flere minutter å få domenene til å endre retning i én retning. Her er hva som skjer under denne prosessen: Magnetiske områder begynner å rotere, og stiller seg på linje langs den nord-sør magnetiske feltlinjen.
Områder som allerede er orientert i nord-sør retning blir større, mens områdene rundt blir mindre. Domeneveggene, grensene mellom nabodomener, utvides gradvis, noe som får selve domenet til å vokse seg større. I et veldig sterkt magnetfelt forsvinner noen domenevegger helt.
Det viser seg at kraften til magneten avhenger av mengden kraft som brukes for å endre retningen til domenene. Styrken til magnetene avhenger av hvor vanskelig det var å justere disse domenene. Materialer som er vanskelige å magnetisere beholder sin magnetisme i lengre perioder, mens materialer som er lette å magnetisere har en tendens til å avmagnetiseres raskt.
Du kan redusere styrken til en magnet eller avmagnetisere den fullstendig hvis du retter magnetfeltet i motsatt retning. Du kan også avmagnetisere et materiale hvis du varmer det opp til Curie-punktet, dvs. temperaturgrensen for den ferroelektriske tilstanden der materialet begynner å miste sin magnetisme. Høy temperatur avmagnetiserer materialet og eksiterer magnetiske partikler, og forstyrrer likevekten i de magnetiske domenene.
Transport av magneter
Store, kraftige magneter brukes i mange områder av menneskelig aktivitet – fra registrering av data til å lede strøm gjennom ledninger. Men den største vanskeligheten med å bruke dem i praksis er hvordan man transporterer magnetene. Under transport kan magneter skade andre gjenstander, eller andre gjenstander kan skade dem, noe som gjør dem vanskelige eller praktisk talt umulige å bruke. I tillegg tiltrekker magneter hele tiden forskjellige ferromagnetiske rusk, som da er svært vanskelig og noen ganger farlig å bli kvitt.Derfor, under transport, plasseres veldig store magneter i spesielle bokser eller ferromagnetiske materialer transporteres ganske enkelt, hvorfra magneter er laget ved hjelp av spesialutstyr. I hovedsak er slikt utstyr en enkel elektromagnet.
Hvorfor fester magneter seg til hverandre?
Du vet sikkert fra fysikktimene dine at når en elektrisk strøm går gjennom en ledning, skaper den et magnetfelt. I permanente magneter skapes også et magnetfelt ved bevegelse av en elektrisk ladning. Men magnetfeltet i magneter dannes ikke på grunn av strømbevegelsen gjennom ledningene, men på grunn av elektronenes bevegelse.
Mange tror at elektroner er bittesmå partikler som kretser rundt kjernen til et atom, som planeter som kretser rundt solen. Men som kvantefysikere forklarer, er bevegelsen av elektroner mye mer kompleks enn dette. Først fyller elektroner de skallformede orbitalene til et atom, der de oppfører seg som både partikler og bølger. Elektroner har ladning og masse og kan bevege seg i forskjellige retninger.
Og selv om elektronene til et atom ikke beveger seg lange avstander, er en slik bevegelse nok til å skape et lite magnetfelt. Og fordi de sammenkoblede elektronene beveger seg i motsatte retninger, kansellerer magnetfeltene deres hverandre. I atomene til ferromagnetiske elementer, tvert imot, er ikke elektroner sammenkoblet og beveger seg i én retning. For eksempel har jern så mange som fire usammenhengende elektroner som beveger seg i én retning. Fordi de ikke har motstandsfelt, har disse elektronene et orbitalt magnetisk moment. Et magnetisk moment er en vektor som har sin egen størrelse og retning.
I metaller som jern forårsaker det magnetiske kretsmomentet at naboatomer justerer seg langs nord-sør kraftlinjer. Jern har, som andre ferromagnetiske materialer, en krystallinsk struktur. Når de avkjøles etter støpeprosessen, stiller grupper av atomer fra parallelle spinnende baner opp i den krystallinske strukturen. Dette er hvordan magnetiske domener dannes.
Du har kanskje lagt merke til at materialene som lager gode magneter også er i stand til å tiltrekke seg magneter selv. Dette skjer fordi magneter tiltrekker seg materialer med uparrede elektroner som spinner i samme retning. Med andre ord, kvaliteten som gjør et metall til en magnet, tiltrekker også metallet til magneter. Mange andre grunnstoffer er diamagnetiske - de er laget av uparrede atomer som skaper et magnetfelt som litt frastøter en magnet. Flere materialer samhandler ikke med magneter i det hele tatt.
Magnetisk feltmåling
Du kan måle magnetfeltet ved hjelp av spesielle instrumenter, for eksempel en fluksmåler. Det kan beskrives på flere måter: -- Magnetiske feltlinjer måles i weber (WB). I elektromagnetiske systemer sammenlignes denne fluksen med strøm.
Feltstyrke, eller flukstetthet, måles i Tesla (T) eller i enheten Gauss (G). En Tesla er lik 10.000 Gauss.
Feltstyrke kan også måles i weber per kvadratmeter. -- Størrelsen på magnetfeltet måles i ampere per meter eller oersted.
Myter om magneten
Vi kommer over magneter hele dagen lang. De er for eksempel i datamaskiner: harddisken registrerer all informasjon ved hjelp av en magnet, og magneter brukes også i mange dataskjermer. Magneter er også en integrert del av TV-er med katodestrålerør, høyttalere, mikrofoner, generatorer, transformatorer, elektriske motorer, kassettbånd, kompasser og hastighetsmålere for biler. Magneter har fantastiske egenskaper. De kan indusere strøm i ledningene og få den elektriske motoren til å rotere. Et sterkt nok magnetfelt kan løfte små gjenstander eller til og med små dyr. Magnetiske levitasjonstog utvikler høy hastighet kun på grunn av magnetisk trykk. Ifølge magasinet Wired, setter noen til og med inn små neodymmagneter i fingrene for å oppdage elektromagnetiske felt.Magnetisk resonansavbildningsenheter, som opererer ved hjelp av et magnetfelt, lar leger undersøke de indre organene til pasienter. Leger bruker også elektromagnetiske pulserende felt for å se om knuste bein gror skikkelig etter et sammenstøt. Et lignende elektromagnetisk felt brukes av astronauter som er i null tyngdekraft i lang tid for å forhindre muskelbelastning og beinbrudd.
Magneter brukes også i veterinærpraksis for å behandle dyr. For eksempel lider kyr ofte av traumatisk retikuloperikarditt, en kompleks sykdom som utvikler seg hos disse dyrene, som ofte svelger små metallgjenstander sammen med fôret som kan skade mageveggene, lungene eller hjertet til dyret. Derfor, ofte før de mater kyr, bruker erfarne bønder en magnet for å rense maten fra små uspiselige deler. Men hvis kua allerede har fått i seg skadelige metaller, får hun magneten sammen med maten. Lange, tynne alnico-magneter, også kalt «kumagneter», tiltrekker seg alle metaller og hindrer dem i å skade magen til kua. Slike magneter hjelper virkelig med å kurere et sykt dyr, men det er fortsatt bedre å sikre at ingen skadelige elementer kommer inn i kuens mat. Når det gjelder mennesker, er de kontraindisert fra å svelge magneter, siden når de kommer inn i forskjellige deler av kroppen, vil de fortsatt bli tiltrukket, noe som kan føre til blokkering av blodstrømmen og ødeleggelse av bløtvev. Derfor, når en person svelger en magnet, trenger han kirurgi.
Noen mennesker tror at magnetisk terapi er fremtiden for medisin, da det er en av de enkleste, men effektive behandlingene for mange sykdommer. Mange mennesker har allerede blitt overbevist om virkningen av et magnetfelt i praksis. Magnetiske armbånd, halskjeder, puter og mange andre lignende produkter er bedre enn piller for å behandle en lang rekke sykdommer - fra leddgikt til kreft. Noen leger mener også at et glass magnetisert vann som et forebyggende tiltak kan eliminere utseendet til de fleste ubehagelige plager. I Amerika brukes rundt 500 millioner dollar årlig på magnetterapi, og mennesker rundt om i verden bruker i gjennomsnitt 5 milliarder dollar på slik behandling.
Tilhengere av magnetterapi har ulike tolkninger av nytten av denne behandlingsmetoden. Noen sier at magneten er i stand til å tiltrekke seg jern som finnes i hemoglobin i blodet, og dermed forbedre blodsirkulasjonen. Andre hevder at magnetfeltet på en eller annen måte endrer strukturen til naboceller. Men samtidig har vitenskapelige studier ikke bekreftet at bruk av statiske magneter kan lindre en person fra smerte eller kurere en sykdom.
Noen talsmenn foreslår også at alle mennesker bruker magneter for å rense vann i hjemmene sine. Som produsentene selv sier, kan store magneter rense hardt vann ved å fjerne alle skadelige ferromagnetiske legeringer fra det. Forskere sier imidlertid at det ikke er ferromagneter som gjør vannet hardt. To års bruk av magneter i praksis viste dessuten ingen endringer i vannsammensetningen.
Men selv om magneter neppe har en helbredende effekt, er de likevel verdt å studere. Hvem vet, kanskje i fremtiden vil vi oppdage de nyttige egenskapene til magneter.
Vår forståelse av materiens grunnleggende struktur har utviklet seg gradvis. Atomteorien om materiens struktur viste at ikke alt i verden fungerer slik det ser ut ved første øyekast, og at kompleksiteter på ett nivå lett kan forklares på neste detaljnivå. Gjennom det tjuende århundre, etter oppdagelsen av strukturen til atomet (det vil si etter utseendet til Bohr-modellen av atomet), var forskernes innsats fokusert på å avdekke strukturen til atomkjernen.
Det ble opprinnelig antatt at det bare var to typer partikler i atomkjernen - nøytroner og protoner. Fra 1930-tallet begynte imidlertid forskere i økende grad å oppnå eksperimentelle resultater som var uforklarlige innenfor rammen av den klassiske Bohr-modellen. Dette fikk forskere til å tro at kjernen faktisk er et dynamisk system av forskjellige partikler, hvis raske dannelse, interaksjon og forfall spiller en nøkkelrolle i kjernefysiske prosesser. På begynnelsen av 1950-tallet hadde studiet av disse elementærpartiklene, som de ble kalt, nådd spissen for fysisk vitenskap."
elementy.ru/trefil/46
«Den generelle teorien om interaksjoner er basert på prinsippet om kontinuitet.
Det første trinnet i å lage en generell teori var materialiseringen av det abstrakte prinsippet om kontinuitet til den virkelig eksisterende verden som vi observerer rundt oss. Som et resultat av en slik materialisering kom forfatteren til konklusjonen om eksistensen av den indre strukturen til det fysiske vakuumet. Et vakuum er et rom som kontinuerlig er fylt med fundamentale partikler - bioner - de ulike bevegelsene, arrangementene og assosiasjonene som kan forklare all rikdommen og mangfoldet i naturen og sinnet.
Som et resultat ble det opprettet en ny generell teori, som, basert på ett prinsipp, og derfor identisk, konsistent og logisk koblet visuell (materiale), snarere enn virtuelle partikler, beskriver naturlige fenomener og fenomener i det menneskelige sinn.
Hovedoppgaven er prinsippet om kontinuitet.
Kontinuitetsprinsippet innebærer at ikke en eneste prosess som faktisk eksisterer i naturen kan begynne spontant og ende uten spor. Alle prosesser som kan beskrives med matematiske formler kan kun beregnes ved bruk av kontinuerlige relasjoner eller funksjoner. Alle endringer har sine grunner, hastigheten på overføring av interaksjoner bestemmes av egenskapene til miljøet der objekter samhandler. Men disse gjenstandene selv endrer på sin side miljøet de befinner seg i og samhandler.
\
Et felt er et sett med elementer som aritmetiske operasjoner er definert for. Feltet er også kontinuerlig - ett element i feltet går jevnt over i et annet, det er umulig å indikere grensen mellom dem.
Denne definisjonen av feltet følger også av kontinuitetsprinsippet. Det (definisjon) krever en beskrivelse av elementet som er ansvarlig for alle typer felt og interaksjoner.
I den generelle teorien om interaksjoner, i motsetning til de for tiden dominerende teoriene om kvantemekanikk og relativitetsteorien, er et slikt element eksplisitt definert.
Dette elementet er bion. Hele universets rom, både vakuum og partikler, består av bioner. En bion er en elementær dipol, det vil si en partikkel som består av to sammenkoblede ladninger, identiske i størrelse, men forskjellige i fortegn. Den totale ladningen til bion er null. Den detaljerte strukturen til bion er vist på siden Strukturen til det fysiske vakuumet.
\
Det er umulig å indikere grensene til bion (en klar analogi med jordens atmosfære, hvis grense ikke kan bestemmes nøyaktig), siden alle overganger er veldig, veldig jevne. Derfor er det praktisk talt ingen intern friksjon mellom bioner. Påvirkningen av slik "friksjon" blir imidlertid merkbar på store avstander, og observeres av oss som et rødt skifte.
Elektrisk felt i den generelle teorien om interaksjoner.
Eksistensen av et elektrisk felt i ethvert område i rommet vil representere en sone med konsekvent lokaliserte og orienterte bioner på en bestemt måte.
b-i-o-n.ru/_mod_files/ce_image...
Magnetfelt i den generelle teorien om interaksjoner.
Magnetfeltet vil representere en viss dynamisk konfigurasjon av plasseringen og bevegelsen til bionene.
b-i-o-n.ru/theory/elim/
Et elektrisk felt er et område i rommet der det fysiske vakuumet har en bestemt ordnet struktur. I nærvær av et elektrisk felt, utøver vakuumet en kraft på den elektriske testladningen. Denne effekten skyldes plasseringen av bioner i et gitt område i rommet.
Dessverre har vi ennå ikke klart å trenge gjennom mysteriet om hvordan en elektrisk ladning fungerer. Ellers dukker følgende bilde opp. Enhver ladning, la den være negativ for eksempel, skaper følgende orientering av bioner rundt seg selv - et elektrostatisk felt.
Hoveddelen av energien tilhører ladningen, som har en viss størrelse. Og energien til det elektriske feltet er energien til det ordnede arrangementet av bioner (hver ordre har en energibasis). Det er også tydelig hvordan fjerne ladninger "føler" hverandre. Disse "sensitive organene" er bioner orientert på en bestemt måte. La oss merke oss en annen viktig konklusjon. Hastigheten for etablering av det elektriske feltet bestemmes av rotasjonshastigheten til bionene slik at de blir orientert i forhold til ladningen som vist på figuren. Og dette forklarer hvorfor etableringshastigheten til det elektriske feltet er lik lysets hastighet: i begge prosessene må bionene overføre rotasjon til hverandre.
Etter å ha tatt det enkle neste steget, kan vi med sikkerhet si at magnetfeltet representerer den neste dynamiske konfigurasjonen av bioner.
b-i-o-n.ru/theory/elim
Det er verdt å merke seg at magnetfeltet ikke manifesterer seg på noen måte før det er gjenstander som det er i stand til å påvirke (en kompassnål eller en elektrisk ladning).
Prinsippet for magnetfeltsuperposisjon. Bionrotasjonsaksene inntar en mellomposisjon, avhengig av retningen og styrken til de samvirkende feltene.
Effekten av et magnetfelt på en ladning i bevegelse.
"
Magnetfeltet virker ikke på en ladning i hvile, fordi roterende bioner vil skape svingninger av en slik ladning, men vi vil ikke kunne oppdage slike svingninger på grunn av deres litenhet.
Overraskende nok, i ikke en eneste lærebok fant jeg ikke bare et svar, men til og med et spørsmål som åpenbart burde dukke opp hos alle som begynner å studere magnetiske fenomener.
Her er spørsmålet. Hvorfor avhenger ikke det magnetiske momentet til en strømførende krets av formen på denne kretsen, men bare av dens areal? Jeg tror at et slikt spørsmål ikke stilles nettopp fordi ingen vet svaret på det. Basert på våre ideer er svaret åpenbart. Magnetfeltet til kretsen er summen av magnetfeltene til bioner. Og antall bioner som skaper et magnetfelt bestemmes av kretsens areal og avhenger ikke av formen."
Hvis du ser bredere, uten å gå inn i teorien, fungerer en magnet ved å pulsere et magnetfelt. Takket være denne pulseringen, orden i bevegelsen av kraftpartikler, oppstår en generell kraft som påvirker omkringliggende objekter. Påvirkningen overføres av et magnetfelt, der partikler og kvanter også kan frigjøres.
Bion-teorien skiller bion som en elementær partikkel. Du ser hvor grunnleggende det er.
Gravitonromteorien identifiserer graviton som kvantumet til hele universet. Og gir de grunnleggende lovene som styrer universet.
n-t.ru/tp/ns/tg.htm Teori om gravitonrom
"Dialektikken i utviklingen av vitenskapen består i den kvantitative akkumuleringen av slike abstrakte konsepter ("demoner"), som beskriver flere og flere nye mønstre i naturen, som på et visst stadium når et kritisk nivå av kompleksitet krever alltid et kvalitativt sprang, en dyp revisjon av grunnleggende konsepter, fjerning av "demonitet" fra akkumulerte abstraksjoner, og avslører deres meningsfulle essens på språket til en ny generaliserende teori.
*
TPG postulerer den fysiske (faktiske) eksistensen av et transitivt rom, hvis elementer, innenfor rammen av denne teorien, kalles gravitoner.
*
De. Vi antar at det er gravitons fysiske rom (PG) som sikrer den universelle sammenkoblingen av fysiske objekter tilgjengelig for vår kunnskap, og er det minste nødvendige stoffet uten hvilket vitenskapelig kunnskap i prinsippet er umulig.
*
TPG postulerer diskretiteten og den grunnleggende udeleligheten til gravitoner, deres fravær av noen indre struktur. De. Gravitonen, innenfor rammen av TPG, fungerer som en absolutt elementær partikkel, i denne forstand nær atomet til Demokrit. I matematisk forstand er en graviton et tomt sett (nullsett).
*
Den viktigste og eneste egenskapen til en graviton er dens evne til å kopiere seg selv, og generere en ny graviton. Denne egenskapen definerer en relasjon av strengt ufullkommen rekkefølge på settet med PG-er: 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 postulerer kontinuiteten og maksimal tetthet til PG, og fyller hele universet tilgjengelig for kunnskap på en slik måte at ethvert fysisk objekt i dette universet kan assosieres med en ikke-tom undergruppe av PG, som unikt bestemmer posisjonen til dette objektet i PG, og derfor i universet.
*
PG er et metrisk rom. Som en naturlig PG-metrikk kan vi velge minimum antall overganger fra en nabograviton til en annen, nødvendig for å lukke den transitive kjeden som forbinder et par gravitoner, hvor avstanden vi bestemmer mellom.
"
Egenskapene til gravitonen tillater oss å snakke om kvantenaturen til dette konseptet. Gravitonen er et bevegelseskvante, realisert ved at gravitonen kopierer seg selv og "fødselen" av en ny graviton. I matematisk forstand kan denne handlingen settes i samsvar med å legge en til et allerede eksisterende naturlig tall.
"
En annen konsekvens av PGs egen bevegelse er resonansfenomener som genererer virtuelle elementærpartikler, spesielt fotoner fra den kosmiske mikrobølgebakgrunnsstrålingen.
*
Ved å bruke de grunnleggende konseptene til TPG har vi bygget en fysisk modell av rom, som ikke er en passiv beholder av andre fysiske objekter, men selv aktivt endrer og beveger seg. Dessverre vil ingen tenkelige instrumenter gi oss muligheten til å direkte studere aktiviteten til drivhusgasser, siden gravitoner gjennomsyrer alle objekter og samhandler med de minste elementene i deres indre struktur. Likevel kan vi få meningsfull informasjon om gravitons bevegelse ved å studere mønstrene og resonansfenomenene til den såkalte reliktstrålingen, som i stor grad skyldes aktiviteten til drivhusgasser.
*
Naturen til gravitasjonsinteraksjon
"At tyngdekraften bør være en iboende, iboende og essensiell egenskap ved materie, og derved gjøre ethvert legeme i stand til å virke på et annet på avstand gjennom et vakuum, uten noe mellomledd som og gjennom hvilken handlingen og kraften kan overføres fra en kropp til en annen, det virker for meg som en så åpenbar absurditet at, etter min dype overbevisning, ikke en eneste person som i det hele tatt er erfaren i filosofiske spørsmål og utstyrt med evnen til å tenke, vil være enig i det." (fra Newtons brev til Richard Bentley).
**
Innenfor rammen av TPG er tyngdekraften fratatt sin kraftnatur og er fullstendig definert nøyaktig som bevegelsesmønsteret til fysiske objekter som "binder" frie gravitoner med hele volumet av deres indre struktur, siden gravitoner fritt trenger inn i ethvert fysisk objekt, som integrerte elementer i dens indre struktur. Alle fysiske objekter "absorberer" gravitoner, og forvrenger den isotropiske spredningen av drivhusgasser. Det er på grunn av dette at ganske nære og massive romobjekter danner kompakte klynger, som klarer å kompensere for ekspansjonen av drivhusgasser i klyngen. Men disse klyngene selv, atskilt av slike volumer av drivhusgasser, hvis spredning de ikke er i stand til å kompensere for, spres jo raskere, jo større volumet av drivhusgasser skiller dem. De. den samme mekanismen bestemmer både effekten av "tiltrekning" og effekten av utvidelsen av galakser.
***
La oss nå vurdere mer detaljert mekanismen for "absorpsjon" av gravitoner av fysiske objekter. Intensiteten til en slik "absorpsjon" avhenger betydelig av den indre strukturen til objekter og bestemmes av tilstedeværelsen av spesifikke strukturer i denne strukturen, så vel som antallet. Tyngdekraftens "absorpsjon" av en fri graviton er den enkleste og svakeste av slike mekanismer, som ikke krever noen spesielle strukturer er involvert i handlingen av slik "absorpsjon". Enhver annen type interaksjon bruker interaksjonspartikler som tilsvarer denne typen, definert på en viss undergruppe av gravitoner, derfor er effektiviteten av slik interaksjon mye høyere i samhandlingshandlingen, mange gravitoner blir "absorbert" sammen med partikkelen som er definert på dem . La oss også merke oss at i slike interaksjoner må ett av objektene opptre i samme rolle som PG spiller i gravitasjonsinteraksjon, dvs. den må generere flere og flere nye partikler av en gitt interaksjon, ved å bruke de helt spesifikke strukturene som vi nevnte ovenfor for slik aktivitet. Dermed forblir det generelle opplegget for enhver interaksjon alltid det samme, og interaksjonskraften bestemmes av "volumet" av interaksjonspartikler og aktiviteten til kilden som genererer dem."
Man kan forstå magnetisk interaksjon som en modell for generering og absorpsjon av elementærpartikler i et magnetfelt. Dessuten har partiklene forskjellige frekvenser, og derfor dannes et potensielt felt, bestående av spenningsnivåer, en regnbue. Partikler "flyter" langs disse nivåene. De kan absorberes av andre partikler, for eksempel ioner av krystallgitteret til noen metaller, men påvirkningen av magnetfeltet på dem vil fortsette. Metallet tiltrekkes av magnetens kropp.
Superstrengteori, til tross for navnet, tegner et klart bilde av verden. Bedre: det fremhever de mange banene for interaksjon i verden.
ergeal.ru/other/superstrings.htm Superstring Theory (Dmitry Polyakov)
"Så strengen er en slags primær skapelse i det synlige universet.
Dette objektet er ikke materiell, men det kan tilnærmet forestille seg i form av en slags strukket tråd, tau eller for eksempel en fiolinstreng som flyr i ti-dimensjonal rom-tid.
Flyvende i ti dimensjoner, opplever dette utvidede objektet også interne vibrasjoner. Fra disse vibrasjonene (eller oktavene) kommer all materie (og, som det vil bli klart senere, ikke bare materie). De. all variasjonen av partikler i naturen er ganske enkelt forskjellige oktaver av en til syvende og sist primordial skapelse - strengen. Et godt eksempel på to så forskjellige oktaver som stammer fra en enkelt streng er gravitasjon og lys (gravitoner og fotoner). Riktignok er det noen finesser her - det er nødvendig å skille mellom spektrene til lukkede og åpne strenger, men nå må disse detaljene utelates.
Så, hvordan studere et slikt objekt, hvordan ti dimensjoner oppstår, og hvordan finne riktig komprimering av ti dimensjoner til vår firedimensjonale verden?
Da vi ikke klarer å "fange" strengen, følger vi sporene og undersøker banen. Akkurat som banen til et punkt er en buet linje, er banen til et endimensjonalt utvidet objekt (streng) en todimensjonal OVERFLATE.
Således, matematisk, er strengteori dynamikken til todimensjonale tilfeldige overflater innebygd i høyere dimensjonalt rom.
Hver slik overflate kalles et WORLD SHEET.
Generelt spiller alle slags symmetrier en ekstremt viktig rolle i universet.
Fra symmetrien til en bestemt fysisk modell kan man ofte trekke de viktigste konklusjonene om dens (modellens) dynamikk, evolusjon, mutasjon, etc.
I strengteori er en slik hjørnesteinssymmetri den såkalte. REPARAMETRISERINGSINVARIANSE (eller "gruppe av diffeomorfismer"). Denne invariansen, som snakker veldig grovt og omtrentlig, betyr følgende. La oss mentalt forestille oss en observatør som "satte seg" på et av verdensarkene "feid" av en snor. I hendene hans er en fleksibel linjal, ved hjelp av hvilken han undersøker de geometriske egenskapene til overflaten til World Sheet. Så de geometriske egenskapene til overflaten avhenger åpenbart ikke av graden av linjalen. Uavhengigheten til World Sheet-strukturen fra skalaen til den "mentale herskeren" kalles Reparameterization Invariance (eller R-invarians).
Til tross for sin tilsynelatende enkelhet, fører dette prinsippet til ekstremt viktige konsekvenser. Først av alt, er det gyldig på kvantenivå?
^
Ånder er felt (bølger, vibrasjoner, partikler), hvor sannsynligheten for observasjon er negativ.
For en rasjonalist er dette selvfølgelig absurd: Tross alt ligger den klassiske sannsynligheten for enhver hendelse alltid mellom 0 (når hendelsen absolutt ikke vil skje) og 1 (når den tvert imot definitivt vil skje).
Sannsynligheten for at Spirits dukker opp er imidlertid negativ. Dette er en av de mulige definisjonene av ånder. Apofatisk definisjon. I denne forbindelse blir jeg minnet om definisjonen av Kjærlighet av Abba Dorotheus: «Gud er sentrum av en sirkel senteret."
Så, la oss oppsummere de første resultatene.
Vi møtte observatøren, som ble plassert på verdensarket med en linjal. Og graderingen av herskeren, ved første øyekast, er vilkårlig, og verdensarket er likegyldig til denne vilkårligheten.
Denne likegyldigheten (eller symmetrien) kalles reparameteriseringsinvarians (R-invarians, gruppe av diffeomorfismer).
Behovet for å koble likegyldighet med usikkerhet fører til konklusjonen at universet er ti-dimensjonalt.
Faktisk er alt noe mer komplisert.
Med en hvilken som helst hersker vil selvfølgelig ingen slippe en observatør inn på verdenslisten. Den ti-dimensjonale verden er lys, streng og tolererer ikke noe kneble. For enhver kneble med World Sheet, ville jævelens hersker bli tatt bort for alltid, og han ville bli godt pisket, som en protestant.
^
Men hvis observatøren ikke er en protestant, får han en hersker bestemt en gang for alle, bekreftet, uendret i århundrer, og med denne strengt utvalgte enkeltherskeren får han komme inn på verdenslisten.
I Superstring Theory kalles dette ritualet "gauge locking".
Som et resultat av å fikse kalibreringen, oppstår Faddeev-Popov Spirits.
Det er disse åndene som overlater herskeren til observatøren.
Valget av kalibrering er imidlertid bare en rent eksoterisk politifunksjon til Faddeev-Popov Spirits. Det eksoteriske, avanserte oppdraget til disse åndene er å velge riktig komprimering og deretter å generere solitoner og kaos i den komprimerte verden.
Hvordan akkurat dette skjer er et veldig subtilt spørsmål og ikke helt klart; Jeg vil prøve å beskrive denne prosessen så kort og tydelig som mulig, og utelate tekniske detaljer så mye som mulig.
Alle anmeldelser på Superstring Theory inneholder den såkalte. Teorem om fravær av ånder. Denne teoremet sier at åndene, selv om de bestemmer valget av kalibrering, likevel ikke direkte påvirker vibrasjonene til strengen (vibrasjonene som genererer materie). Med andre ord, ifølge teoremet inneholder ikke strengens spektrum Spirits, dvs. Åndenes rom er fullstendig atskilt fra emanasjonene av materie, og ånder er ikke noe mer enn en gjenstand for kalibreringsfiksering. Vi kan si at dette er Ånder - en konsekvens av observatørens ufullkommenhet, som på ingen måte er forbundet med dynamikken i strengen. Dette er et klassisk resultat, mer eller mindre sant i en rekke tilfeller. Imidlertid er anvendeligheten av denne teoremet begrenset, fordi alle kjente bevis tar ikke hensyn til en ekstremt viktig nyanse. Denne nyansen er forbundet med den såkalte. "brudd på symmetrien til malerier."
Hva det er? Tenk på en vilkårlig vibrasjon av en streng: for eksempel en utstråling av lys (foton). Det viser seg at det er flere forskjellige måter å beskrive denne utstrålingen på. Nemlig i strengteori beskrives emanasjoner ved hjelp av såkalte. "vertex-operatorer". Hver emanasjon tilsvarer flere antatt likeverdige toppunktoperatorer. Disse ekvivalente operatørene skiller seg fra hverandre ved deres "åndsnummer", dvs. strukturen til Dukhov Faddeev-Popov.
Hver slik ekvivalent beskrivelse av den samme emanasjonen kalles et bilde. Det er en såkalt "konvensjonell visdom", som insisterer på ekvivalensen til malerier, dvs. toppunktoperatorer med forskjellige vindtall. Denne antagelsen er kjent som "bildeendrende symmetri av toppunktoperatorer".
Denne "konvensjonelle visdommen" er stilltiende antydet i beviset for fraværsteoremet. En mer nøye analyse viser imidlertid at denne symmetrien ikke eksisterer (mer presist, den eksisterer i noen tilfeller og er ødelagt i andre). På grunn av bruddet på Symmetry of Pictures, blir teoremet nevnt ovenfor også brutt i en rekke tilfeller. Og dette betyr - Ånder spiller en direkte rolle i strengens vibrasjoner, materierommene og Ånder er ikke uavhengige, men er sammenvevd på den mest subtile måten.
Skjæringspunktet mellom disse rommene spiller en avgjørende rolle i dynamisk komprimering og dannelsen av kaos. "
En annen visjon om superstrengteori elementy.ru/trefil/21211
"Ulike versjoner av strengteori regnes nå som de viktigste utfordrerne til tittelen på en omfattende universell teori som forklarer naturen til alle ting. Og dette er en slags hellig gral av teoretiske fysikere involvert i teorien om elementærpartikler og kosmologi. Den universelle teorien (også teorien om alle ting) inneholder bare noen få ligninger som kombinerer hele menneskets kunnskap om naturen til interaksjoner og egenskapene til de grunnleggende elementene i materien som universet er bygget fra. I dag har strengteori blitt kombinert med konseptet supersymmetri, som et resultat av at teorien om superstrenger ble født, og i dag er dette det maksimale som har blitt oppnådd når det gjelder å forene teorien om alle fire hovedinteraksjoner (krefter som virker inn natur).
*****
For klarhetens skyld kan samvirkende partikler betraktes som universets "murstein", og bærerpartikler kan betraktes som sement.
*****
Innenfor standardmodellen fungerer kvarker som byggeklosser, og målebosoner, som disse kvarkene utveksler med hverandre, fungerer som interaksjonsbærere. Teorien om supersymmetri går enda lenger og sier at kvarker og leptoner i seg selv ikke er grunnleggende: de består alle av enda tyngre og ikke eksperimentelt oppdagede strukturer (byggesteiner) av materie, holdt sammen av en enda sterkere "sement" av superenergipartikler -bærere av interaksjoner enn kvarker sammensatt av hadroner og bosoner. Naturligvis har ingen av spådommene til teorien om supersymmetri ennå blitt testet i laboratorieforhold, men de hypotetiske skjulte komponentene i den materielle verden har allerede navn - for eksempel elektronet (elektronets supersymmetriske partner), squark, etc. Eksistensen av disse partiklene er imidlertid en teoretisert type spådd entydig.
*****
Bildet av universet som tilbys av disse teoriene, er imidlertid ganske enkelt å visualisere. På skalaer i størrelsesorden 10–35 m, det vil si 20 størrelsesordener mindre enn diameteren til det samme protonet, som inkluderer tre bundne kvarker, skiller strukturen til materie seg fra det vi er vant til selv på elementært nivå. partikler. På så små avstander (og ved så høye interaksjonsenergier at det er utenkelig) blir materie til en serie feltstående bølger, lik de som begeistres i strengene til musikkinstrumenter. Som en gitarstreng, i en slik streng, i tillegg til grunntonen, kan mange overtoner eller harmoniske begeistres. Hver harmonisk har sin egen energitilstand. I henhold til relativitetsprinsippet (se relativitetsteori) er energi og masse ekvivalente, noe som betyr at jo høyere frekvensen av den harmoniske bølgevibrasjonen til strengen er, jo høyere er energien, og jo høyere masse har den observerte partikkelen.
Men hvis det er ganske enkelt å visualisere en stående bølge i en gitarstreng, er de stående bølgene foreslått av superstrengteorien vanskelige å visualisere - faktum er at vibrasjonene til superstrenger oppstår i et rom som har 11 dimensjoner. Vi er vant til firedimensjonalt rom, som inneholder tre romlige og en tidsdimensjon (venstre-høyre, opp-ned, forover-bakover, fortid-fremtid). I superstrengrom er ting mye mer komplisert (se boks). Teoretiske fysikere kommer rundt det glatte problemet med "ekstra" romlige dimensjoner ved å hevde at de er "skjulte" (eller, i vitenskapelige termer, "komprimerte") og derfor ikke observeres ved vanlige energier.
Nylig har strengteori blitt videreutviklet i form av teorien om flerdimensjonale membraner - i hovedsak er disse de samme strengene, men flate. Som en av forfatterne tilfeldig spøkte, skiller membraner seg fra strenger på omtrent samme måte som nudler skiller seg fra vermicelli.
Dette er kanskje alt som kort kan fortelles om en av teoriene som, ikke uten grunn, i dag hevder å være den universelle teorien om den store foreningen av alle kraftinteraksjoner. "
ru.wikipedia.org/wiki/%D0%A2%D... Superstrengteori.
En universell teori som forklarer alle fysiske interaksjoner: elementy.ru/trefil/21216
"Det er fire grunnleggende krefter i naturen, og alle fysiske fenomener oppstår som et resultat av interaksjoner mellom fysiske objekter som er forårsaket av en eller flere av disse kreftene. De fire typene interaksjoner, i synkende rekkefølge av styrke, er:
* sterk interaksjon som holder kvarker i hadroner og nukleoner i atomkjernen;
* elektromagnetisk interaksjon mellom elektriske ladninger og magneter;
* svak interaksjon, som er ansvarlig for noen typer radioaktive forfallsreaksjoner; Og
* gravitasjonsinteraksjon.
I klassisk Newtonsk mekanikk er enhver kraft bare en tiltrekkende eller frastøtende kraft som forårsaker en endring i naturen til bevegelsen til en fysisk kropp. I moderne kvanteteorier tolkes imidlertid kraftbegrepet (nå tolket som samspillet mellom elementærpartikler) noe annerledes. Kraftinteraksjon anses nå å være et resultat av utvekslingen av en interaksjonsbærerpartikkel mellom to samvirkende partikler. Med denne tilnærmingen skyldes den elektromagnetiske interaksjonen mellom for eksempel to elektroner utvekslingen av et foton mellom dem, og på samme måte fører utvekslingen av andre mellomliggende partikler til fremveksten av tre andre typer interaksjoner. (Se Standardmodell for detaljer.)
Videre er arten av interaksjonen bestemt av de fysiske egenskapene til bærerpartiklene. Spesielt Newtons lov om universell gravitasjon og Coulombs lov har samme matematiske formulering nettopp fordi bærerne av interaksjon i begge tilfeller er partikler som mangler hvilemasse. Svake interaksjoner vises bare på ekstremt korte avstander (faktisk bare inne i atomkjernen), siden deres bærere - målebosoner - er veldig tunge partikler. Sterke interaksjoner vises også bare på mikroskopiske avstander, men av en annen grunn: her handler det om "fangst av kvarker" inne i hadroner og fermioner (se standardmodellen).
De optimistiske betegnelsene «universell teori», «teori om alt», «grand unified theory» og «ultimate theory» brukes nå for enhver teori som prøver å forene alle fire interaksjoner, og ser på dem som forskjellige manifestasjoner av en enkelt og stor kraft. . Hvis dette var mulig, ville bildet av verdens struktur blitt forenklet til det ytterste. All materie ville bare bestå av kvarker og leptoner (se standardmodellen), og krefter av en enkelt natur ville virke mellom alle disse partiklene. Ligningene som beskriver de grunnleggende interaksjonene mellom dem ville være så korte og klare at de kunne passe på et postkort, mens de i hovedsak beskriver grunnlaget for hver eneste prosess observert i universet. I følge nobelprisvinneren, den amerikanske teoretiske fysikeren Steven Weinberg (1933–1996), "ville dette være en dyp teori, hvorfra interferensmønsteret til universets struktur ville utstråle som piler i alle retninger, og dypere teoretiske fundament ville ikke kreves i fremtiden." Som man kan se av de kontinuerlige konjunktive stemningene i sitatet, eksisterer fortsatt ikke en slik teori. Alt som gjenstår for oss er å skissere de omtrentlige konturene av prosessen som kan føre til utviklingen av en så omfattende teori.
~
Alle foreningsteorier bygger på det faktum at ved tilstrekkelig høye interaksjonsenergier mellom partikler (når de har en hastighet nær lysets begrensende hastighet), "smelter isen", viskes linjen mellom forskjellige typer interaksjoner ut, og alle krefter begynne å handle likt. Dessuten forutsier teorier at dette ikke skjer samtidig for alle fire kreftene, men gradvis, ettersom interaksjonsenergiene øker.
Den laveste energiterskelen der den første sammensmeltingen av krefter av forskjellige typer kan skje er ekstremt høy, men er allerede innenfor rekkevidden av de mest moderne akseleratorene. Partikkelenergiene i de tidlige stadiene av Big Bang var ekstremt høye (se også Tidlig univers). I de første 10–10 s sikret de foreningen av svake kjernefysiske og elektromagnetiske krefter til elektrosvak interaksjon. Først fra dette øyeblikket skilte alle de fire kreftene vi kjente til til slutt. Inntil dette øyeblikket var det bare tre grunnleggende krefter: sterke, elektrosvake og gravitasjonsinteraksjoner.
~
Den neste foreningen skjer ved energier langt utover det som er oppnåelig i jordiske laboratorier - de eksisterte i universet i de første 10e(–35) av dets eksistens. Med utgangspunkt i disse energiene, kombineres den elektrosvake interaksjonen med den sterke. Teorier som beskriver prosessen med en slik forening kalles store foreningsteorier (GUT). Det er umulig å teste dem i eksperimentelle omgivelser, men de forutsier godt forløpet av en rekke prosesser som skjer ved lavere energier, og dette tjener som indirekte bekreftelse av deres sannhet. På TBT-nivå er imidlertid vår evne til å teste universelle teorier uttømt. Deretter begynner feltet for superforeningsteorier (SUT) eller universelle teorier - og bare ved å nevne dem, lyser en gnist opp i øynene til teoretiske fysikere. Konsekvent TSR vil gjøre det mulig å forene tyngdekraften med en enkelt sterk-elektro-svak interaksjon, og universets struktur vil få den enkleste mulige forklaringen."
Menneskets søken etter lover og formler som forklarer alle fysiske fenomener er notert. Dette søket inkluderer prosesser på mikronivå og makronivå. De er forskjellige i styrken eller energien som utveksles.
Interaksjon på magnetfeltnivå er beskrevet av elektromagnetisme.
"Elektromagnetisme*
Studiet av elektromagnetiske fenomener begynte med Oersteds oppdagelse. I 1820 viste Oersted at en ledning som en elektrisk strøm flyter gjennom får en magnetisk nål til å bøye seg. Han undersøkte dette avviket i detalj fra den kvalitative siden, men ga ingen generell regel for hvordan retningen til avviket kunne bestemmes i hvert enkelt tilfelle. Etter Oersted kom funnene etter hverandre. Ampere (1820) publiserte sine arbeider om virkningen av strøm på strøm eller strøm på en magnet. Ampere har en generell regel for virkningen av strøm på en magnetisk nål: hvis du ser for deg at du befinner deg i en leder som vender mot magnetnålen og dessuten slik at strømmen ledes fra bena til hodet, avviker nordpolen til venstre. Deretter vil vi se at Ampere reduserte elektromagnetiske fenomener til elektrodynamiske fenomener (1823). Arbeidet til Arago går også tilbake til 1820, som la merke til at en ledning som en elektrisk strøm flyter gjennom tiltrekker seg jernspon. Han var den første som magnetiserte jern- og ståltråder ved å plassere dem inne i en spole av kobbertråder som strøm gikk gjennom. Han klarte også å magnetisere en nål ved å plassere den i en spole og tømme en Leyden-krukke gjennom spolen. Uavhengig av Arago ble magnetiseringen av stål og jern med strøm oppdaget av Davy.
De første kvantitative bestemmelsene av effekten av strøm på en magnet dateres også tilbake til 1820 og tilhører Biot og Savart.
Hvis du forsterker en liten magnetnål sn nær en lang vertikal leder AB og statiserer jordfeltet med en magnet NS (fig. 1), finner du følgende:
1. Når det går strøm gjennom en leder, settes magnetnålen med sin lengde i rett vinkel på vinkelrett senket fra midten av nålen ned på lederen.
2. Kraften som virker på den ene eller andre polen n og s er vinkelrett på planet trukket gjennom lederen og denne polen
3. Kraften som en gitt strøm som går gjennom en veldig lang rett leder virker på en magnetnål er omvendt proporsjonal med avstanden fra lederen til magnetnålen.
Alle disse observasjonene og andre kan utledes fra følgende elementære mengdelov, kjent som Laplace-Biot-Savart-loven:
dF = k(imSin θ ds)/r2, (1),
hvor dF er virkningen av strømelementet på den magnetiske polen; i - strømstyrke; m er mengden magnetisme, θ er vinkelen laget av retningen til strømmen i elementet med linjen som forbinder polen med strømelementet; ds er lengden på det gjeldende elementet; r er avstanden til det aktuelle elementet fra polen; k - proporsjonalitetskoeffisient.
Basert på loven er handling lik reaksjon, Ampere konkluderte med at den magnetiske polen må virke på strømelementet med samme kraft
dФ = k(imSin θ ds)/r2, (2)
direkte motsatt i retning av kraften dF, som også virker i samme retning og danner en rett vinkel med planet som går gjennom polen og det gitte elementet. Selv om uttrykk (1) og (2) stemmer godt overens med eksperimenter, må de ikke desto mindre ses på ikke som en naturlov, men som et praktisk middel til å beskrive den kvantitative siden av prosesser. Hovedårsaken til dette er at vi ikke kjenner andre strømmer enn lukkede, og derfor er antagelsen om elementet strøm i det vesentlige feil. Videre, hvis vi legger til uttrykk (1) og (2) noen funksjoner bare begrenset av betingelsen om at deres integral langs en lukket kontur er lik null, vil samsvaret med eksperimentene ikke være mindre fullstendig.
Alle de ovennevnte fakta fører til konklusjonen at elektrisk strøm forårsaker et magnetfelt rundt seg selv. For den magnetiske kraften til dette feltet må alle lover som er gyldige for et magnetfelt generelt være gyldige. Spesielt er det ganske passende å introdusere konseptet med magnetiske feltlinjer forårsaket av elektrisk strøm. Retningen til kraftlinjene i dette tilfellet kan bestemmes på vanlig måte ved hjelp av jernspon. Hvis du fører en vertikal ledning med strøm gjennom et horisontalt ark av papp og drysser sagflis på pappen, vil sagflisen, når den bankes lett, bli ordnet i konsentriske sirkler, hvis bare lederen er lang nok.
Siden kraftlinjene rundt ledningen er lukket, og siden kraftlinjen bestemmer banen langs hvilken en magnetismeenhet vil bevege seg i et gitt felt, er det klart at det er mulig å få den magnetiske polen til å rotere rundt strømmen . Den første enheten der slik rotasjon ble utført ble bygget av Faraday. Det er klart at styrken til strømmen kan bedømmes ut fra styrken til magnetfeltet. Vi kommer nå til dette spørsmålet.
Ved å vurdere det magnetiske potensialet til en veldig lang rettlinjet strøm, kan vi enkelt bevise at dette potensialet er flerverdier. På et gitt punkt kan det ha et uendelig stort antall forskjellige verdier, som skiller seg fra hverandre med 4 kmi π, hvor k er en koeffisient, de resterende bokstavene er kjent. Dette forklarer muligheten for kontinuerlig rotasjon av den magnetiske polen rundt strømmen. 4 kmi π er arbeidet utført under en omdreining av stangen; den er hentet fra energien til strømkilden. Av spesiell interesse er tilfellet med lukket strøm. Vi kan forestille oss en lukket strøm i form av en sløyfe laget på en ledning som strøm flyter gjennom. Løkken har en vilkårlig form. De to endene av løkken rulles inn i en bunt (ledning) og går til et fjernt element.