О природе физического вакуума - Arhum.ru

31.10.2007, 15:28

О природе физического вакуума
Косинов Н.В., Гарбарук В.И., Поляков Д.В.

Анотация

В настоящей работе развиваются идеи, изложенные ранее в статьях "Энергетический феномен вакуума"[5] и "Энергетический феномен вакуума-2"[6].

Исследуется проблема природы физического вакуума. Рассматриваются требования, при удовлетворении которых физический вакуум может быть отнесен к наиболее фундаментальному виду физической реальности. Делается вывод, что физический объект, претендующий на фундаментальный статус, должен обладать свойством непрерывности. В этом случае он обладает наибольшей общностью и не имеет ограничений, свойственных множеству объектов и явлений, имеющих вторичный статус. Физический вакуум, обладающий свойством непрерывности, расширяет класс известных физических объектов. Вещество и вакуум соотносятся между собой как взаимодополняющие противоположности, они находятся в отношениях дополнительности, соответствующих принципу дополнительности Н.Бора. Новый подход к изучению физического вакуума открывает S-теорема Климонтовича. Закон уменьшения энтропии дает ключ к разрешению фундаментальной коллизии непрерывности и дискретности, которая до сих пор не нашла своего решения.

1.Загадка природы физического вакуума.

Стимулом стойкого интереса к физическому вакууму является надежда ученых на то, что он откроет доступ к океану экологически чистой вакуумной энергии. Очевидно, что эти надежды не беспочвенны. В рамках квантовой электродинамики теория указывает на реальность существования в физическом вакууме "океана" энергии. Плотность энергии вакуума W определяется соотношением [19]:

где: h – постоянная Планка, a – коэффициент, ν – частота.

Отсюда следует, что энергия вакуума может быть очень большой. Однако, вследствие высокой симметрии вакуума, непосредственный доступ к этой энергии весьма затруднителен. В результате, находясь, по существу, среди океана энергии, человечество вынуждено пользоваться только традиционными способами ее получения, основанными на сжигании природных энергоносителей. Тем не менее, при нарушении симметрии вакуума доступ к океану энергии возможен. Поэтому внимание исследователей привлекают новые физические эффекты и феномены в надежде на то, что они позволят заставить физический вакуум "работать".

При достижении критического уровня возбуждения физический вакуум порождает элементарные частицы – электроны и позитроны. Поэтому многих исследователей интересует способность вакуума генерировать электроэнергию. Эффект Казимира указывает на возможность извлечения механической энергии из вакуума. Достижению реальных результатов, в плане практического использования энергии физического вакуума, мешает отсутствие понимания его природы. Загадка природы физического вакуума остается одной из серьезных нерешенных проблем фундаментальной физики.

По современным представлениям в основе всех физических явлений лежат квантованные поля. Вакуумное состояние является основным состоянием любого квантованного поля. Отсюда следует, что физический вакуум является самым фундаментальным видом физической реальности [8]. В настоящее время преобладает концепция, в рамках которой считается, что вещество происходит из физического вакуума и его свойства проистекают из свойств физического вакуума. Я.Б.Зельдович исследовал даже более амбициозную проблему – происхождение всей Вселенной из вакуума [7]. Он показал, что твердо установленные законы Природы при этом не нарушаются. Строго выполняются закон сохранения электрического заряда и закон сохранения энергии. Единственный закон, который не выполняется при рождении Вселенной из вакуума – это закон сохранения барионного заряда. Отается непонятным, куда подевалось огромное количество антивещества, которое должно было появиться из физического вакуума. Поэтому решение проблемы физического вакуума представляет интерес, как для фундаментальной науки, так и для прикладных исследований. Несмотря на большой интерес к нему, физический вакуум по-прежнему остается загадочным объектом, которому, тем не менее, наука определяет наиболее фундаментальный статус.

2. Философские проблемы вакуума.

Ученые считают физический вакуум особым состоянием материи, претендующим на первооснову мира. В ряде философских концепций в качестве основы мира рассматривается "ничто", или "содержательная пустота". При этом подразумевается, что именно "относительное ничто", лишенное конкретных свойств и ограничений, присущих обычным физическим объектам, должно обладать особой общностью и фундаментальностью и, таким образом, охватывать все многообразие физических объектов и явлений. Философы древнего Востока утверждали, что наиболее фундаментальная реальность мира не может иметь никаких конкретных характеристик и, тем самым, напоминает небытие. [8]. Очень похожими признаками ученые наделяют физический вакуум [8]. При этом, физический вакуум, будучи относительным небытием и "содержательной пустотой" является вовсе не самым бедным, а наоборот, самым содержательным, самым "богатым" видом физической реальности [8]. Считается, что физический вакуум, являясь потенциальным бытием, способен породить все множество объектов и явлений наблюдаемого мира.

Несмотря на то, что актуально физический вакуум ничего не содержит, он содержит все потенциально. Поэтому, вследствие наибольшей общности, он может выступать в качестве онтологической основы всего многообразия объектов и явлений в мире. В этом смысле, пустота – самая содержательная и наиболее фундаментальная сущность. Такое понимание физического вакуума заставляет признать реальность существования не только в теории, но и в Природе и "ничто" и "нечто". Последнее существует как проявленное бытие – в виде наблюдаемого вещественно-полевого мира, а "ничто" существует как непроявленное бытие - в виде физического вакуума. Поэтому, непроявленное бытие, при распространении этого понятия на физический вакуум, следует рассматривать как самостоятельную физическую сущность, которую необходимо изучать.

Физический вакуум непосредственно не наблюдается, но проявление его свойств регистрируется в экспериментах. К вакуумным эффектам относятся: рождение электронно-позитронной пары, эффект Лэмба-Ризерфорда, эффект Казимира. В результате поляризации вакуума электрическое поле заряженной частицы отличается от кулоновского. Это приводит к лембовскому сдвигу энергетических уровней и к появлению аномального магнитного момента у частиц. При воздействии высокоэнергетичного фотона на физический вакуум в поле ядра возникают вещественные частицы – электрон и позитрон. Эффект Казимира указывает на возникновение сил, сближающих две пластины, находящиеся в вакууме. Эти эффекты указывают на то, что вакуум является реальным физическим объектом.

продолжение
http://kosinov.314159.ru/kosinov7.htm http://www.trinitas.ru/rus/doc/0231/008a/02310024.htm

Еще ссылка интересная
http://www.jnana.ru/science/mir_vacuum.html

Феникс Джонатанович ДонХуанЦзы · 25.02.2014, 19:15

СВЕТ ИЗ ВАКУУМА

Свет из вакуума17 Март 2012 1:33

Одно из самых удивительных предсказаний квантовой теории — то, что вакуум не является абсолютной пустотой. На самом деле он кишмя кишит виртуальными частицами, которые при определенных условиях то появляются, то вновь исчезают, как кролики в шляпе у фокусника. Долгое время «пощупать» этих «зверюшек» не удавалось.

нового типа для косНо в мае этого года ученые из Технологического университета Чалмерса в Гётеборге (Швеция) провели эксперимент и извлекли потоки фотонов из вакуума, то есть как бы «проявили» спрятанные в нем виртуальные частицы. Тем самым они подтвердили важнейшее положение квантовой теории.
Частицы, порождаемые вакуумом, называют виртуальными, поскольку их существование крайне мимолетно. В соответствии с современными представлениями, они рождаются пaрами «частица — античастица» и исчезают в результате аннигиляции. Так, виртуальная пара «электрон — позитрон» аннигилирует с образованием виртуального фотона, который снова превращается в электрон-позитронную пару, и т. д. Рождение и уничтожение виртуальных частиц и есть квантовые флуктуации. Для элементарных частиц вакуум — это просто низшее энергетическое состояние соответствующих частице полей. И если полю, находящемуся в вакуумном состоянии, сообщить достаточную энергию, то происходит его возбуждение, то есть рождение частиц, квантов этого поля.
Как же «выбить» виртуальные частицы из вакуума? Первыми такой теоретический метод предложили голландский физик Хендрик Казимир и его коллега Дирк Полдер в 1948 году. Они пришли к выводу, что между двумя очень близко расположенными параллельными гладкими плоскостями должна возникать сила притяжения, обусловленная только квантовыми эффектами в вакууме. Подобный эффект можно сравнить с известными случаями неожиданного притяжения и столкновения кораблей в море. Когда два лайнера, раскачивающиеся из стороны в сторону в условиях сильного волнения, оказываются на расстоянии меньше 40 м друг от друга, в пространстве между ними прекращается волнение. Спокойное море между корпусами создает меньшее давление, в результате возникает сила, стремящаяся притянуть их.
Эффект Казимира: между двумя проводящими пластинами, расположенными на расстоянии нескольких десятков или сотен нанометров, рождаются только виртуальные фотоны с длинами волн, кратными расстоянию. Вне пластин — любые виртуальные фотоны. Так флуктуации вакуума толкают пластины навстречу друг другу.

Такой же эффект, предположил Казимир, должен наблюдаться и между двумя зеркалами в вакууме. Его можно образно описать как «отрицательное давление», когда вакуум лишен не только обычных частиц, но и части виртуальных, то есть из него откачали все и еще чуть-чуть. Это гипотетическое явление было названо «эффектом Казимира». Сила притяжения обратно пропорциональна четвертой степени расстояния между пластинами, то есть с уменьшением расстояния резко возрастает. Но даже при субмикронных расстояниях она остается настолько малой, что экспериментально обнаружить эффект Казимира удалось только через десять лет после его предсказания, а провести непосредственные измерения — в 1996 году.
Позднее был придуман другой возможный эксперимент. Согласно теоретическим выкладкам, схожее явление можно наблюдать, если разогнать зеркало в вакууме до скорости, близкой к скорости света. В ходе движения его поверхность поглощала бы энергию виртуальных частиц, а затем испускала бы ее в виде реальных фотонов. Но как технически выполнить такой опыт?
Кристофер Уилсон и его коллеги из Технологического университета Чалмерса в Гётеборге решили эту хитрую задачу: достаточно заставить зеркало колебаться с огромной частотой. Тогда оно тоже должно «искриться» фотонами. Для опыта они использовали сверхпроводящий квантовый интерференционный прибор (superconducting quantum interference device, SQUID), чрезвычайно чувствительный к магнитным полям.
В этом устройстве миниатюрная металлическая петля с двумя специальными контактами — сверхпроводниками, отделенными друг от друга тонким слоем диэлектрика, подвергалась воздействию переменного магнитного поля, колеблющегося с частотой 11 млрд раз в секунду. Под воздействием поля петля совершала колебания с небольшой амплитудой, но развивала при этом скорость в 5% от скорости света. Такой, по расчетам, было достаточно, чтобы «подтолкнуть» виртуальные частицы к выходу из вакуума и проявить динамический эффект Казимира. Охладив установку до достаточно низкой температуры, физики попробовали зарегистрировать рождающиеся кванты электромагнитного излучения — и обнаружили искомые сверхвысокочастотные фотоны, «выпрыгнувшие» из вакуума, причем их частота была равна половине частоты колебания зеркала. Именно такие данные предсказывала квантовая теория.
Выводы данных исследований могут стать неоценимой помощью ученым, занимающимся изучением так называемой радиации Хокинга — энергии, излучаемой черными дырами. Те же самые принципы квантовой механики, которые принуждают «искриться» движущееся зеркало, заставляют черные дыры «пылать» различными видами излучения.
Безусловно, открытие шведских физиков достойно внимания. Если улучшить характеристики эксперимента, можно построить генератор виртуальных частиц и извлекать из пустого пространства неограниченное количество энергии. А может, удастся сконструировать двигатель совершенно нового космического корабля.

http://the-day-x.ru/svet-iz-vakuuma.html#more-9022

31.10.2007, 15:28	#1
RomIg Guest Сообщений: n/a	О природе физического вакуума О природе физического вакуума Косинов Н.В., Гарбарук В.И., Поляков Д.В. Анотация В настоящей работе развиваются идеи, изложенные ранее в статьях "Энергетический феномен вакуума"[5] и "Энергетический феномен вакуума-2"[6]. Исследуется проблема природы физического вакуума. Рассматриваются требования, при удовлетворении которых физический вакуум может быть отнесен к наиболее фундаментальному виду физической реальности. Делается вывод, что физический объект, претендующий на фундаментальный статус, должен обладать свойством непрерывности. В этом случае он обладает наибольшей общностью и не имеет ограничений, свойственных множеству объектов и явлений, имеющих вторичный статус. Физический вакуум, обладающий свойством непрерывности, расширяет класс известных физических объектов. Вещество и вакуум соотносятся между собой как взаимодополняющие противоположности, они находятся в отношениях дополнительности, соответствующих принципу дополнительности Н.Бора. Новый подход к изучению физического вакуума открывает S-теорема Климонтовича. Закон уменьшения энтропии дает ключ к разрешению фундаментальной коллизии непрерывности и дискретности, которая до сих пор не нашла своего решения. 1.Загадка природы физического вакуума. Стимулом стойкого интереса к физическому вакууму является надежда ученых на то, что он откроет доступ к океану экологически чистой вакуумной энергии. Очевидно, что эти надежды не беспочвенны. В рамках квантовой электродинамики теория указывает на реальность существования в физическом вакууме "океана" энергии. Плотность энергии вакуума W определяется соотношением [19]: где: h – постоянная Планка, a – коэффициент, ν – частота. Отсюда следует, что энергия вакуума может быть очень большой. Однако, вследствие высокой симметрии вакуума, непосредственный доступ к этой энергии весьма затруднителен. В результате, находясь, по существу, среди океана энергии, человечество вынуждено пользоваться только традиционными способами ее получения, основанными на сжигании природных энергоносителей. Тем не менее, при нарушении симметрии вакуума доступ к океану энергии возможен. Поэтому внимание исследователей привлекают новые физические эффекты и феномены в надежде на то, что они позволят заставить физический вакуум "работать". При достижении критического уровня возбуждения физический вакуум порождает элементарные частицы – электроны и позитроны. Поэтому многих исследователей интересует способность вакуума генерировать электроэнергию. Эффект Казимира указывает на возможность извлечения механической энергии из вакуума. Достижению реальных результатов, в плане практического использования энергии физического вакуума, мешает отсутствие понимания его природы. Загадка природы физического вакуума остается одной из серьезных нерешенных проблем фундаментальной физики. По современным представлениям в основе всех физических явлений лежат квантованные поля. Вакуумное состояние является основным состоянием любого квантованного поля. Отсюда следует, что физический вакуум является самым фундаментальным видом физической реальности [8]. В настоящее время преобладает концепция, в рамках которой считается, что вещество происходит из физического вакуума и его свойства проистекают из свойств физического вакуума. Я.Б.Зельдович исследовал даже более амбициозную проблему – происхождение всей Вселенной из вакуума [7]. Он показал, что твердо установленные законы Природы при этом не нарушаются. Строго выполняются закон сохранения электрического заряда и закон сохранения энергии. Единственный закон, который не выполняется при рождении Вселенной из вакуума – это закон сохранения барионного заряда. Отается непонятным, куда подевалось огромное количество антивещества, которое должно было появиться из физического вакуума. Поэтому решение проблемы физического вакуума представляет интерес, как для фундаментальной науки, так и для прикладных исследований. Несмотря на большой интерес к нему, физический вакуум по-прежнему остается загадочным объектом, которому, тем не менее, наука определяет наиболее фундаментальный статус. 2. Философские проблемы вакуума. Ученые считают физический вакуум особым состоянием материи, претендующим на первооснову мира. В ряде философских концепций в качестве основы мира рассматривается "ничто", или "содержательная пустота". При этом подразумевается, что именно "относительное ничто", лишенное конкретных свойств и ограничений, присущих обычным физическим объектам, должно обладать особой общностью и фундаментальностью и, таким образом, охватывать все многообразие физических объектов и явлений. Философы древнего Востока утверждали, что наиболее фундаментальная реальность мира не может иметь никаких конкретных характеристик и, тем самым, напоминает небытие. [8]. Очень похожими признаками ученые наделяют физический вакуум [8]. При этом, физический вакуум, будучи относительным небытием и "содержательной пустотой" является вовсе не самым бедным, а наоборот, самым содержательным, самым "богатым" видом физической реальности [8]. Считается, что физический вакуум, являясь потенциальным бытием, способен породить все множество объектов и явлений наблюдаемого мира. Несмотря на то, что актуально физический вакуум ничего не содержит, он содержит все потенциально. Поэтому, вследствие наибольшей общности, он может выступать в качестве онтологической основы всего многообразия объектов и явлений в мире. В этом смысле, пустота – самая содержательная и наиболее фундаментальная сущность. Такое понимание физического вакуума заставляет признать реальность существования не только в теории, но и в Природе и "ничто" и "нечто". Последнее существует как проявленное бытие – в виде наблюдаемого вещественно-полевого мира, а "ничто" существует как непроявленное бытие - в виде физического вакуума. Поэтому, непроявленное бытие, при распространении этого понятия на физический вакуум, следует рассматривать как самостоятельную физическую сущность, которую необходимо изучать. Физический вакуум непосредственно не наблюдается, но проявление его свойств регистрируется в экспериментах. К вакуумным эффектам относятся: рождение электронно-позитронной пары, эффект Лэмба-Ризерфорда, эффект Казимира. В результате поляризации вакуума электрическое поле заряженной частицы отличается от кулоновского. Это приводит к лембовскому сдвигу энергетических уровней и к появлению аномального магнитного момента у частиц. При воздействии высокоэнергетичного фотона на физический вакуум в поле ядра возникают вещественные частицы – электрон и позитрон. Эффект Казимира указывает на возникновение сил, сближающих две пластины, находящиеся в вакууме. Эти эффекты указывают на то, что вакуум является реальным физическим объектом. продолжение http://kosinov.314159.ru/kosinov7.htm http://www.trinitas.ru/rus/doc/0231/008a/02310024.htm Еще ссылка интересная http://www.jnana.ru/science/mir_vacuum.html

25.02.2014, 19:15	#2
Феникс Джонатанович ДонХуанЦзы Senior Member МегаБолтун Регистрация: 02.06.2006 Адрес: Москва Сообщений: 72,287 Записей в дневнике: 4 Вес репутации: 10	СВЕТ ИЗ ВАКУУМА Свет из вакуума17 Март 2012 1:33 Одно из самых удивительных предсказаний квантовой теории — то, что вакуум не является абсолютной пустотой. На самом деле он кишмя кишит виртуальными частицами, которые при определенных условиях то появляются, то вновь исчезают, как кролики в шляпе у фокусника. Долгое время «пощупать» этих «зверюшек» не удавалось. нового типа для косНо в мае этого года ученые из Технологического университета Чалмерса в Гётеборге (Швеция) провели эксперимент и извлекли потоки фотонов из вакуума, то есть как бы «проявили» спрятанные в нем виртуальные частицы. Тем самым они подтвердили важнейшее положение квантовой теории. Частицы, порождаемые вакуумом, называют виртуальными, поскольку их существование крайне мимолетно. В соответствии с современными представлениями, они рождаются пaрами «частица — античастица» и исчезают в результате аннигиляции. Так, виртуальная пара «электрон — позитрон» аннигилирует с образованием виртуального фотона, который снова превращается в электрон-позитронную пару, и т. д. Рождение и уничтожение виртуальных частиц и есть квантовые флуктуации. Для элементарных частиц вакуум — это просто низшее энергетическое состояние соответствующих частице полей. И если полю, находящемуся в вакуумном состоянии, сообщить достаточную энергию, то происходит его возбуждение, то есть рождение частиц, квантов этого поля. Как же «выбить» виртуальные частицы из вакуума? Первыми такой теоретический метод предложили голландский физик Хендрик Казимир и его коллега Дирк Полдер в 1948 году. Они пришли к выводу, что между двумя очень близко расположенными параллельными гладкими плоскостями должна возникать сила притяжения, обусловленная только квантовыми эффектами в вакууме. Подобный эффект можно сравнить с известными случаями неожиданного притяжения и столкновения кораблей в море. Когда два лайнера, раскачивающиеся из стороны в сторону в условиях сильного волнения, оказываются на расстоянии меньше 40 м друг от друга, в пространстве между ними прекращается волнение. Спокойное море между корпусами создает меньшее давление, в результате возникает сила, стремящаяся притянуть их. Эффект Казимира: между двумя проводящими пластинами, расположенными на расстоянии нескольких десятков или сотен нанометров, рождаются только виртуальные фотоны с длинами волн, кратными расстоянию. Вне пластин — любые виртуальные фотоны. Так флуктуации вакуума толкают пластины навстречу друг другу. Такой же эффект, предположил Казимир, должен наблюдаться и между двумя зеркалами в вакууме. Его можно образно описать как «отрицательное давление», когда вакуум лишен не только обычных частиц, но и части виртуальных, то есть из него откачали все и еще чуть-чуть. Это гипотетическое явление было названо «эффектом Казимира». Сила притяжения обратно пропорциональна четвертой степени расстояния между пластинами, то есть с уменьшением расстояния резко возрастает. Но даже при субмикронных расстояниях она остается настолько малой, что экспериментально обнаружить эффект Казимира удалось только через десять лет после его предсказания, а провести непосредственные измерения — в 1996 году. Позднее был придуман другой возможный эксперимент. Согласно теоретическим выкладкам, схожее явление можно наблюдать, если разогнать зеркало в вакууме до скорости, близкой к скорости света. В ходе движения его поверхность поглощала бы энергию виртуальных частиц, а затем испускала бы ее в виде реальных фотонов. Но как технически выполнить такой опыт? Кристофер Уилсон и его коллеги из Технологического университета Чалмерса в Гётеборге решили эту хитрую задачу: достаточно заставить зеркало колебаться с огромной частотой. Тогда оно тоже должно «искриться» фотонами. Для опыта они использовали сверхпроводящий квантовый интерференционный прибор (superconducting quantum interference device, SQUID), чрезвычайно чувствительный к магнитным полям. В этом устройстве миниатюрная металлическая петля с двумя специальными контактами — сверхпроводниками, отделенными друг от друга тонким слоем диэлектрика, подвергалась воздействию переменного магнитного поля, колеблющегося с частотой 11 млрд раз в секунду. Под воздействием поля петля совершала колебания с небольшой амплитудой, но развивала при этом скорость в 5% от скорости света. Такой, по расчетам, было достаточно, чтобы «подтолкнуть» виртуальные частицы к выходу из вакуума и проявить динамический эффект Казимира. Охладив установку до достаточно низкой температуры, физики попробовали зарегистрировать рождающиеся кванты электромагнитного излучения — и обнаружили искомые сверхвысокочастотные фотоны, «выпрыгнувшие» из вакуума, причем их частота была равна половине частоты колебания зеркала. Именно такие данные предсказывала квантовая теория. Выводы данных исследований могут стать неоценимой помощью ученым, занимающимся изучением так называемой радиации Хокинга — энергии, излучаемой черными дырами. Те же самые принципы квантовой механики, которые принуждают «искриться» движущееся зеркало, заставляют черные дыры «пылать» различными видами излучения. Безусловно, открытие шведских физиков достойно внимания. Если улучшить характеристики эксперимента, можно построить генератор виртуальных частиц и извлекать из пустого пространства неограниченное количество энергии. А может, удастся сконструировать двигатель совершенно нового космического корабля. http://the-day-x.ru/svet-iz-vakuuma.html#more-9022 __________________ Твори Любовь ЗДЕСЬ и СЕЙЧАС! ЗАВТРА может быть ПОЗДНО!