С чем сравнить?. Часть 3

В процессе поляризации вакуума внешнее поле образует виртуальную пару частица-античастица, которая потом аннигилирует с образованием виртуального калибровочного бозона, а он, в свою очередь, поглощается реальными частицами. Таким образом, поляризация вакуума вызывает в пространстве некоторое распределение заряда, которое в свою очеедь действует на внешнее поле. Основными эффектами, вызванными поляризацией вакуума, являются:

• Экранировка заряда в абелевых теориях (константа взаимодействия увеличивается с ростом переданного импульса, как в КЭД) и антиэкранировка заряда в неабелевых теориях (константа взаимодействия уменьшается с ростом переданного импульса, что приводит к асимптотической свободе взаимодействия, как, например, в КХД).

Бозоны, напротив, подчиняются статистике Бозе—Эйнштейна, и лаже макроскопическое количество бозонов при определенных условиях может находиться в одном и том же состоянии — бозе -эйнштейновской конденсация (эффект перехода всех бозонов в коллективное основное состояние при определенных условиях — например, этим эффектом обусловлены сверхтекучесть и сверхпроводимость).

• Искажение кулоновского поля атомного ядра и, как следствие, сдвиг атомных уровней — лэмбовский сдвиг.

• Изменение спектра нулевых колебаний в областях с границами и (или) в пространствах с нетривиальной топологией — Эффект Казимира [209] (наиболее известное механическое проявление флуктуации вакуума, которые подавляются или усиливаются в зависимости от от того, соответствуют их частоты резонансным для потенциальной ямы в рассматриваемой области или нет). Итак, два идеальных плоских параллел-ных зеркала благодаря эффекту Казимира притягиваются друг к другу (и это наблюдается в многочисленных экспериментах — см., например, [76]) с силой, которая пропорциональна площади общей части зеркал и обратно пропорциональна 4-й степени расстояния между зеркалами. Кроме этих геометрических величин, сила зависит только от фундаментальных констант — постоянной Планка и скорости света.

Физический вакуум является одним из основных понятий для теории, так как любой вектор состояния в принципе может быть получен при действии на вакуумное состояние оператора рождения частиц. Кроме того, согласно принципу эквивалентности энергия вакуума входит в уравнения ОТО и, следовательно, приводит к вкладу в космологическую постоянную. Однако практически для всех теорий (исключая некоторые суперсимметричные) этот вклад оказывается существенно больше (причем на несколько десятков порядков даже после перенормировок) верхнего предела плотности космологической постоянной для нашей Метагалактики [20,240].

В ряде теорий рассматриваются несколько вакуумных состояний, например, в электрослабой теории [47]. В случае, когда симметрия вакуумного состояния ниже, чем симметрия исходного лагранжиана, происходит спонтанное нарушение симметрии. В этом случае вакуум наблюдаемых частиц не обладает полной симметрией исходного лагранжиана. Например, лагранжиан элек-; трослабого взаимодействия обладает симметрией относительно по-1 воротов в изотопическом пространстве, а гамма-кванты и Z°-6o-' зоны переходят друг в друга при таких поворотах, но их массы этих частиц сильно различаются по причине отличного от нуля вакуумного среднего хиггсовского поля, которое и выделяет определенное направление в изотопическом пространстве. Ввиду того что поля описываются размерными величинами, вакуумные конденсаты

 

Другие части:

С чем сравнить?. Часть 1

С чем сравнить?. Часть 2

С чем сравнить?. Часть 3

С чем сравнить?. Часть 4