Фундаментальная длина, длина Планка. РЕАЛЬНАЯ ФИЗИКА. Глоссарий по физике

Фундаментальная длина, длина Планка

Фундаментальная длина, длина Планка - универсальная постоянная размерности длины, открытая Максом Планком в 1899 г. определяющая пределы применимости фундам. физ. представлений, квантовой теории, принципа причинности. Через Ф.д. l выражаются масштабы областей пространства-времени и энергии-импульса (линейных размеров х<l, интервалов времени t<l/c, энергии , в к-рых можно ожидать новых явлений, не укладывающихся в рамки существующей физ. картины. Если бы это ожидание оправдалось, то предстояло бы ещё одно революционное преобразование физики, сопоставимое по своим последствиям с созданием теории относительности или квантовой теории. Соответственно Ф.д. вошла бы как существ. элемент в теорию элементарных частиц, играя роль третьей (после с и 2p/h) фундам. размерной константы физики, ограничивающей пределы применимости старых представлений.

С помощью известных характерных физ. параметров можно построить ряд величин размерности длины, к-рые в разное время обсуждались как претенденты на роль Ф. д. Это - комптоновская длина волны электрона

см (эл--магн. взаимодействие), пиона

см и нуклона

см (сильное взаимодействие), характерная длина слабого взаимодействия

см (G_F - фер-миевская константа слабого взаимодействия), гравитационная, или планковская длина

(G - гравитац. постоянная). Отождествление Ф.д. с одной из перечисленных величин сыграло бы огромную роль для физики элементарных частиц, указав, с каким типом взаимодействия будет связано появление новых физ. представлений. Экспериментально установлено, что верх. граница Ф.д. составляет ок. 10^-17см; имеются аргументы в пользу ещё меньшего значения (l<10^-20см). Поэтому величины, связанные с эл--магн., сильным и, скорее всего, слабым взаимодействиями, уже не могут претендовать на роль Ф.д. Весьма вероятно, что Ф.д. окажется гравитац. длина.

Эксперим. метод определения Ф.д. основан на сравнении с опытом результатов расчёта разл. физ. эффектов, выполненного в соответствии с существующей теорией. Такое сравнение (во всех случаях, когда оно могло быть проведено) до сих пор не показало к--л. расхождений. Поэтому эксперимент даёт пока лишь верх. границу Ф. д. Для этой цели используются прежде всего опыты при высоких энергиях, выполняемые на ускорителях и характеризующиеся относительно невысокой точностью. К ним относятся опыты по проверке нек-рых предсказаний квантовой электродинамики (рождение и аннигиляция пар, рассеяние электронов на электронах и т. д.), а также дисперсионных соотношений для рассеяния пионов на нуклонах. К др. типу принадлежат прецизионные статич. эксперименты: измерения аномального магн. момента электрона и мюона, лэмбовского сдвига уровней энергии и т. д. Обсуждались предложения по использованию информации, идущей от космич. объектов,- космич. лучей сверхвысоких энергий (~10¹⁹ эВ), пульсаров, квазаров, чёрных дыр.

Существует ряд моделей теории, содержащей Ф.д. (варианты нелокальной квантовой теории поля, теорий квантованного пространства-времени и др.). Нек-рые из них применяются при планировании и обработке результатов экспериментов по определению Ф. д.

Острота проблемы Ф. д. существенно ослабела в связи с успехами квантовой теории поля (теории электрослабого взаимодействия, квантовой хромодинамики, великого объединения), основывающейся на обычных фундам. представлениях физики. Вместе с тем, согласно совр. представлениям, на расстояниях порядка гравитац. длины происходит радикальное (хотя и не революционное) изменение физ. картины мира: начинают проявляться дополнит. измерения пространства-времени, квантовые флуктуации метрики и др. В таком ограниченном смысле эту длину уже сегодня отождествляют с Ф. д.

Литература по

Тамм И. Е., Собр. науч. трудов, г. 2, М., 1975; Марков М. А., Гипероны и К-мезоны, М., 1958; его же, О природе материи, М., 1976; Сахаров А. Д., Существует ли элементарная длина?, "Физика в школе", 1968, № 2, с. 6; Блохинцев Д. И., Пространство и время в микромире, 2 изд., М., 1982; Киржниц Д. А., Проблема фундаментальной длины, "Природа", 1973, № 1, с. 38; его же, Элементарная длина, там же, 1991, № 10, с. 8.

Д. А. Киржниц.

к библиотеке к оглавлению FAQ по эфирной физике ТОЭЭ ТЭЦ ТПОИ ТИ

Знаете ли Вы, почему "черные дыры" - фикция?
Согласно релятивистской мифологии, "чёрная дыра - это область в пространстве-времени, гравитационное притяжение которой настолько велико, что покинуть её не могут даже объекты, движущиеся со скоростью света (в том числе и кванты самого света). Граница этой области называется горизонтом событий, а её характерный размер - гравитационным радиусом. В простейшем случае сферически симметричной чёрной дыры он равен радиусу Шварцшильда".
На самом деле миф о черных дырах есть порождение мифа о фотоне - пушечном ядре. Этот миф родился еще в античные времена. Математическое развитие он получил в трудах Исаака Ньютона в виде корпускулярной теории света. Корпускуле света приписывалась масса. Из этого следовало, что при высоких ускорениях свободного падения возможен поворот траектории луча света вспять, по параболе, как это происходит с пушечным ядром в гравитационном поле Земли.
Отсюда родились сказки о "радиусе Шварцшильда", "черных дырах Хокинга" и прочих безудержных фантазиях пропагандистов релятивизма.
Впрочем, эти сказки несколько древнее. В 1795 году математик Пьер Симон Лаплас писал:
"Если бы диаметр светящейся звезды с той же плотностью, что и Земля, в 250 раз превосходил бы диаметр Солнца, то вследствие притяжения звезды ни один из испущенных ею лучей не смог бы дойти до нас; следовательно, не исключено, что самые большие из светящихся тел по этой причине являются невидимыми." [цитата по Брагинский В.Б., Полнарёв А. Г. Удивительная гравитация. - М., Наука, 1985]
Однако, как выяснилось в 20-м веке, фотон не обладает массой и не может взаимодействовать с гравитационным полем как весомое вещество. Фотон - это квантованная электромагнитная волна, то есть даже не объект, а процесс. А процессы не могут иметь веса, так как они не являются вещественными объектами. Это всего-лишь движение некоторой среды. (сравните с аналогами: движение воды, движение воздуха, колебания почвы). Подробнее читайте в FAQ по эфирной физике.

НОВОСТИ ФОРУМА

Рыцари теории эфира