Zakłócenia terminologiczne - "cząstka"

user152294 10/04/2017. 6 answers, 2.545 views
quantum-field-theory particle-physics terminology

Jestem zdezorientowany, jeśli chodzi o słowo "cząstka" używane w kontekście akademickim. Niektórzy profesorowie na moim uniwersytecie są nieugięci ze względu na fakt, że cząsteczki nie istnieją, i tylko pola, jak na QFT. Jeden z nich pokazał mi nawet cytat z jednej z książek QM Juliana Schwingera, w której sam stwierdza ten przypuszczalny fakt. Chodzę do różnych profesorów z prośbą o wyjaśnienia, ale wciąż jestem trochę zdezorientowany, więc pomyślałem, że mogę tu przeprowadzić konsultację. Niektórzy profesorowie, o których pytałem, mówią, że są tylko symulacje cząstek, ale "fizyka cząstek elementarnych" jest nadal ważnym obszarem badań, a nawet strona Wikipedii (wiem o) dla QFT definiuje ją jako "... ramy teoretyczne do konstruowania modeli mechaniki kwantowej particles subatomowych w fizyce particle elementarnych. " Tak więc jestem po prostu zdezorientowany, jeśli chodzi o użycie słowa "cząstka", które jest używane dzisiaj, jeśli QFT jest powszechnie akceptowaną teorią, a QFT mówi, że nie ma cząstek, a jedynie wzbudzenia pól.

5 Comments
19 ACuriousMind♦ 10/04/2017
O wiele bardziej istotną kwestią leżącą u podstaw jest tutaj definicja twojej "profesji" (i twojej) "istnienia", która w mniejszym stopniu dotyczy fizyki, a bardziej epistemologii i filozofii nauki w ogóle. W zależności od rzeczywistego znaczenia "istnienia", stwierdzenie "cząstki istnieją" może być wszystkimi trzema "prawymi", "złymi" lub "niezdecydowanymi".
3 Harry Johnston 10/04/2017
Jak mówi przysłowie: "Mapa nie jest terytorium, ale nie można złożyć terytorium i umieścić w schowku."
safesphere 10/04/2017
@ ACCuriousMind Dobry punkt. Soo ... w której definicji istnienia istnieją pola prawdopodobieństwa w rzeczywistości? (Nie twierdzę, że taka definicja nie jest możliwa, naprawdę uważam, że jest to możliwe, jestem ciekawy, czy możesz ją podać).

6 Answers


anna v 10/04/2017.

Ludzie, którzy twierdzą, że istnieją tylko pola cząstek podane w tabeli cząstek elementarnych cząstek i cząstek, są zjawiskiem emergentnym, platonicy . Tj. Wierzą, że funkcje matematyczne istnieją jako formy, a natura wypełnia pleśń odpowiednim zachowaniem. Są to teoretycy fizyczni.

Eksperymentujący fizycy podążają za przekonaniami, że Nature istnieje, a matematyka jest narzędziem, które pozwala modelować naturę, opisywać ją i przewidywać przyszłe zachowania, ale w tej chwili nie ma ultimate teorii ani punktu widzenia.

Kiedy byłem na studiach magisterskich w 1961 roku, nauczyłem się teorii pola w kursie fizyki jądrowej, operatorzy kreacji i unilacji pracowali nad jądrami (zapomniałem większość rzeczy), a fizycy jądrowi nadal nad tym pracują. . Dlatego uważam teorię pola za piękne narzędzie obliczeniowe dla wielu układów cząsteczek, ale dla mnie, jako fizyka eksperymentalnego, cząstki istnieją.

Zamieszanie ustępuje, jeśli zdefiniujemy cząstkę w fizyce klasycznej, jak nazwa poszła na promienie kosmiczne, a fizyka cząstek stała się pojęciem i czym jest kwantowa teoria pola.

Cząstka w mechanice klasycznej może być kinematycznie opisana przez jej masę, a ruch jej środka masy jest unikalną i specyficzną trajektorią i charakteryzuje jej ruch. Punktem uderzenia cząstki klasycznej jest konkretny (x, y, z) w czasie t. Piłka uderza w ścianę w punkcie.

Spójrz na ten obraz z komory bąbelkowej i powiedz, że nie są to cząstki zdefiniowane w klasycznej fizyce obracającej się w polu magnetycznym prostopadłym do płaszczyzny obrazu:

pimue

pimue

Struktura mechaniki kwantowej, wraz z narzędziami teoretycznych obliczeń terenowych, musi wejść w celu matematycznego modelowania rozpadów i ich rozkładu kątowego, i całkiem banalnie jest stwierdzić, że te rozkłady są probabilistyczne, zgodnie z zasadami mechaniki kwantowej.

Tak więc, w zależności od warunków brzegowych, pion na przykład wyświetla klasyczną tożsamość cząstki, aw punkcie zaniku wyświetla jej kwantowy charakter mechaniczny, który wymaga opisania całego tła mechaniki kwantowej i sformułowania przewidywalnych twierdzeń.

Jest to tak naprawdę dualizm "cząstki fali", który jest wyświetlany na tym prostym obrazie, gdzie dla "fali" podstawimy "kwantową teorię pola".

Jeśli eksperymenty w przyszłości potwierdzą "Teorię wszystkiego" , byłbym skłonny przyjąć ideę platońską, ponieważ oznacza to, że każdy pomiar będzie przewidywalny przez TOE. Ale ponieważ każde pokolenie fizyków myśli , że rozwiązało wszystkie problemy fizyki i tylko problemy inżynieryjne pozostają najprawdopodobniej platonistami, wpadają w pychę myślenia, że ​​doszliśmy do końca naszych obserwacji natury i nie potrzebujemy nowych, a nawet radykalnych narzędzi matematycznych do opisania. to.

5 comments
2 Diracology 10/04/2017
Widzę. Ale "widok z pola widzenia" może wyjaśnić interferencję podwójnej szczeliny, a także bardzo zlokalizowane interakcje z ekranem bez potrzeby jakiejkolwiek dziwnej dwoistości cząstek falowych. Czy nie jest to wyraźny znak najbardziej fundamentalnego punktu widzenia? Zauważ, że w ten sam sposób "widok tylko z pola" może również wyjaśnić to zdjęcie komory balowej.
3 anna v 10/04/2017
@Diracology Tak, dlatego platonicy lubią to. Daję pov eksperymentalisty, który widzi to jako inne narzędzie w szeregu narzędzi, może struny da nowe uchwyty lub te podsumowania Arkani Hammeda (nie pamiętam nazwy).
2 anna v 10/04/2017
Znaleziona nazwa, amplituhedron en.wikipedia.org/wiki/Amplituhedron , uogólnienie byłoby drastycznym nowym narzędziem
2 Carl Witthoft 10/05/2017
Wow, jesteś stary! :-). Można powiedzieć prawie wszystkim z nas, że "wynoś się z mojego trawnika, moi młodzi punki".
2 Javier 10/05/2017
Bardzo podoba mi się ta odpowiedź, ale nie zgadzam się z tym przykładem. Można by doskonale powiedzieć, że widzisz ślady bardzo małych paczek falowych. Nie sądzę, że "to oczywiście wygląda jak cząstka" jest bardzo dobrym argumentem w QM, gdzie podstawowa intuicja tak naprawdę nie ma zastosowania.

Jared Dziurgot 10/04/2017.

Współczesny punkt widzenia jest taki, że nie ma cząstek, tylko pola. Jednak wzbudzenia tych pól zachowują się jak cząstki i można interpretować wiele stanów w danej teorii pola w obrazie cząstkowym, w którym traktuje się je jako cząstki. Nic z tego nie jest z natury złe, o ile znasz podstawową fizykę.

O ile wiem, poza faktem, że gdy wykryjemy wzbudzenia pola, zachowują się jak cząsteczki, dlatego nazywamy je "fizyką cząstek elementarnych", ponieważ łatwiej jest je wymówić i wyjaśnić, a także dobrze odwzorowuje się na starszą terminologię, nie pasuje do eksperymentów przeprowadzanych przez większość ludzi.

Obecnie mam problem z wymyśleniem nazwy, która byłaby bardziej technicznie dokładna, co nie jest zbyt długie i skomplikowane. "Fizyka terenowa" nie działałaby, ponieważ pola są zbyt ogólne i często nie znajdują się w centrum tego, co robią ludzie; "Fizyka wzbudzania pola" to po prostu kęs i na ogół wymagałoby podania zbyt wielu wyjaśnień. "Fizyka cząstek elementarnych" ciąża na ważne kwestie w sposób zrozumiały dla praktyków i można je łatwo zrozumieć bez uzyskania naprawdę błędnego wyobrażenia o tym, co się dzieje.

5 comments
7 safesphere 10/04/2017
Pojawia się nowa nazwa dla tomaito - to jest tomahto;)
7 David Richerby 10/04/2017
@safesphere Więc powinniśmy zmienić pasztety na payticles? Powinno działać.
2 wizzwizz4 10/04/2017
@DavidRicherby Dopóki pisownia się nie zmienia, w pełni popieram tę zmianę. (Jeśli chcesz trollować innych pedagogów wymowy!)
2 Mr Lister 10/05/2017
@CarlWitthoft Mogę wymyślić jedno nieporozumienie z "partycją" ...
1 Carl Witthoft 10/06/2017
@MrLister, więc mówisz, że będziesz miał ... dzień w terenie z tym?

Darkseid 10/04/2017.

To jest pytanie ontologiczne. Różne osoby mogą wyrażać różne punkty widzenia na ten temat. Jest trochę prawdy zarówno dla cząstek, jak i pola jako fundamentu.

W pewnym sensie wszystkie nasze eksperymenty obejmują cząstki. Przyspieszamy i zderzamy hadrony, leptony i ogólnie interesujemy się cząstkami, które produkują. Patrząc w ten sposób - można powiedzieć, że pola są po prostu dogodnym instrumentem do opisania tego.

Z drugiej strony pola magnetyczne i elektryczne są obserwowalne (np. Przez tory cząstek w komorze chmurowej, co może sugerować, że pola są fundamentalne.

Ogólnie rzecz biorąc, oba poglądy są poprawne, o ile wiesz, jak to działa z podstawowych zasad.

4 comments
safesphere 10/04/2017
Obserwowalne pola elektryczne i magnetyczne nie są polami kwantowymi, ale polami sił, które można postrzegać jako interakcje z wirtualnymi fotonami. Pola kwantowe są polami prawdopodobieństwa, matematyczna abstrakcja nieobserwowalna bezpośrednio. Pola klasyczne i kwantowe są ze sobą powiązane, ale są krokiem od siebie i ten krok jest cząstką.
2 Darkseid 10/04/2017
@safesphere można tak powiedzieć, jednak jak wspomniałeś, fotony muszą być "wirtualne", co prowadzi nas z powrotem do pytania o to, co jest prawdziwe. Wszystko, co próbowałem przekazać, to fakt, że zarówno pola, jak i cząstki można uznać za prawdziwe, i oba można uznać za fundamentalne. Wybierz jedną lub obie!
3 ACuriousMind♦ 10/05/2017
@safesphere Mówienie, że "pola elektryczne i magnetyczne nie są polami kwantowymi" jest zbiorowym stwierdzeniem, które jest fałszywe w tej ogólności. Klasycznie obserwowane pola klasycznego elektromagnetyzmu rzeczywiście wywodzą się jedynie z klasycznej nierelatywistycznej granicy QFT (ale z udziałem "wirtualnych cząstek" niepotrzebnie to pomieszało), ale optyka kwantowa i niektóre inne obszary traktują pola elektryczne i magnetyczne jako pola kwantowe, i nie ma w tym nic złego - zależy to tylko od tego, czy ich kwantowa natura ma znaczenie dla sytuacji, którą nas interesują.
safesphere 10/05/2017
@ ACCuriousMind Więc moje oświadczenie jest fałszywe ... "w swojej ogólności"? Wspaniały. Jest to prawdą w każdym innym względzie, na co Twoja odpowiedź wiele potwierdza stwierdzeniami takimi jak "rzeczywiście wywodzi się" itp. Mam nadzieję, że znasz różnicę między siłą a prawdopodobieństwem. Różnica polega na tym, że ci, którzy sądzą, że prawdopodobieństwa "istnieją" to matematycy, a nie fizycy. A w krucjacie przeciwko cząstkom, w tym wirtualnym, zobacz doskonałą odpowiedź Anny tuż powyżej. Lub mój głupi komentarz poniżej na "tomayto vs. tomahto";)

JakobH 10/04/2017.

Cóż, "współczesny punkt widzenia" w odpowiedzi @ Dzaredota nie jest dzielony przez wszystkich. Można również powiedzieć, że tylko cząstki i pola są jedynie pomocnymi narzędziami matematycznymi do ich opisu. Na przykład jednym znanym promotorem tej perspektywy jest Nima Arkani-Hamed . Lubi mówić:

"cząstki są fizyczne, a pola nie - po prostu zapytaj swoich eksperymentalnych kolegów, co mierzą ..."

Dotyczy to także odpowiedzi @ Darkseida. Pola magnetyczne i elektryczne, które mierzymy, składają się z wielu wielu cząstek, jeśli przyjrzymy się im bliżej.


обжора 10/04/2017.

Pojęcie "cząstki" pochodzi z naszej potrzeby wyjaśnienia natury w terminach, które możemy zrozumieć. Nie musi to oznaczać, że istnieje coś takiego jak cząstka. Oznacza to tylko, że możemy obserwować pewne zjawiska i uważamy, że wygodnie jest mówić, że odpowiadają one cząstce.

Niezależnie od tego, jaką definicję chcesz użyć, zawsze musi ona zależeć od kontekstu, w którym ją wykorzystujesz. I to jest również miejsce, w którym jest ona ważna. Pojęcie cząstki jest bardzo przydatne w mechanice klasycznej i niektórych aspektach mechaniki kwantowej. Kiedy coraz głębiej wchodzimy w świat mikroskopijny, traci on swoją ważność.

Obecny i najlepszy opis tego subatomowego świata opisywany jest przez kwantową teorię pola, a podstawowymi "blokami konstrukcyjnymi" są pola. To jest inny kontekst niż mechanika klasyczna. Pola w kwantowej teorii pola tworzą zjawiska, które, jak można powiedzieć, są tworzone przez cząsteczki, jeśli chcemy je wyjaśnić za pomocą terminów, które są nam lepiej znane.

Podsumowując, to, czy "cząstki" istnieją, jest rzeczywiście kwestią ontologiczną / epistologiczną i nie powinno to niepokoić fizyka. Pozostaw to filozofom.


Philip Oakley 10/08/2017.

Warto pamiętać, ponieważ inni wskazali: "Wszystkie modele są złe, ale niektóre są użyteczne" . Wybór modelu falowego lub cząsteczkowego mieści się właśnie tutaj. Ludzie często zajmują bardzo szczególne stanowiska w tego typu sprawach, gdy pracują publicznie, nawet jeśli widzą jakiś sens w zastępcach na osobności.

Fala - dyskusja na temat cząstek ma dwa różne aspekty.

Pierwszym z nich jest rozróżnienie Classical - Quantum i często właśnie tak się dzieje. Klasyczne newtonowskie istoty, które zawodzą w pewnym momencie i szersza metoda, stają się użyteczne. W tym przypadku dystanse stają się sztucznie obrzydliwe i przesadzone, wykorzystując frazeologię uwaga, która próbuje wycisnąć jakakolwiek myśl.

Drugi to koncepcja, że ​​jest to duality falowo-cząsteczkowa, gdy istnieje matematyczna równoważność między tymi dwoma podejściami. Zwykle tutaj obie strony upuszczają jakiś niewielki czynnik, aby ich podejście przerwać dwoistość. Cząstka nie ma szerokości. Fale nie mają centrum. Większość fal zbliża się do udawania, że ​​fala jest płaska i nieskończona, a zatem ma nieskończoną energię (lub ma znikomą wartość). Albo jest spolaryzowany i sferyczny (Mott), a więc bez biegunów.

Gdy otrzymamy początek fali i kierunek, mamy "cząstkę". Tak jak "cząstki" muszą zyskać szerokość, aby uzyskać ich prawdziwą kulę. Są wtedy kwantowo realistyczne, podczas gdy fala płaska / idealny widok impulsu był niefizycznym matematycznym ideałem.

Dodatkowa informacja jest taka, że ​​większość Fizyki najwyraźniej przegapiła rozwój wydarzeń w Wavelets, które dostarczają zestawu fal falowych funkcji falowych, które mają zwartą obsługę swojej skończonej energii i tworzą pełny zestaw zasad dla tych cząstek. W szczególności " The Friendly Guide to Wavelets " Geralda Kaisera (matematyka) opisuje, w jaki sposób rozwiązują równanie fal elektromagnetycznych i równanie Schrodingersa oraz skąd wzięła się zasada nieoznaczoności (Fourier) i że Heiseberg połączył je z systemem kwantowym.

Ani zwykłe fale, ani cząstki punktowe nie są dobrymi reprezentacjami rzeczywistości fizycznej.


HighResolutionMusic.com - Download Hi-Res Songs

1 BLACKPINK

Kiss And Make Up flac

BLACKPINK. 2018. Writer: Soke;Kny Factory;Billboard;Chelcee Grimes;Teddy Park;Marc Vincent;Dua Lipa.
2 Martin Garrix

Access flac

Martin Garrix. 2018. Writer: Martin Garrix.
3 Martin Garrix

Yottabyte flac

Martin Garrix. 2018. Writer: Martin Garrix.
4 Dyro

Latency flac

Dyro. 2018. Writer: Martin Garrix;Dyro.
5 Martin Garrix

Waiting For Tomorrow flac

Martin Garrix. 2018. Writer: Pierce Fulton;Mike Shinoda;Martijn Garritsen;Brad Delson.
6 Alan Walker

Diamond Heart flac

Alan Walker. 2018. Writer: Alan Walker;Sophia Somajo;Mood Melodies;James Njie;Thomas Troelsen;Kristoffer Haugan;Edvard Normann;Anders Froen;Gunnar Greve;Yann Bargain;Victor Verpillat;Fredrik Borch Olsen.
7 Bradley Cooper

Shallow flac

Bradley Cooper. 2018. Writer: Andrew Wyatt;Anthony Rossomando;Mark Ronson;Lady Gaga.
8 Cardi B

Taki Taki flac

Cardi B. 2018. Writer: Bava;Juan Vasquez;Vicente Saavedra;Jordan Thorpe;DJ Snake;Ozuna;Cardi B;Selena Gomez.
9 Halsey

Without Me flac

Halsey. 2018. Writer: Halsey;Delacey;Louis Bell;Amy Allen;Justin Timberlake;Timbaland;Scott Storch.
10 Sia

I'm Still Here flac

Sia. 2018. Writer: Sia.
11 Lady Gaga

I'll Never Love Again flac

Lady Gaga. 2018. Writer: Benjamin Rice;Lady Gaga.
12 Blinders

Breach (Walk Alone) flac

Blinders. 2018. Writer: Dewain Whitmore;Ilsey Juber;Blinders;Martin Garrix.
13 Dewain Whitmore

Burn Out flac

Dewain Whitmore. 2018. Writer: Dewain Whitmore;Ilsey Juber;Emilio Behr;Martijn Garritsen.
14 Bradley Cooper

Always Remember Us This Way flac

Bradley Cooper. 2018. Writer: Lady Gaga;Dave Cobb.
15 Avril Lavigne

Head Above Water flac

Avril Lavigne. 2018. Writer: Stephan Moccio;Travis Clark;Avril Lavigne.
16 Mako

Rise flac

Mako. 2018. Writer: Riot Music Team;Mako;Justin Tranter.
17 ZAYN

Fingers flac

ZAYN. 2018. Writer: Zayn Malik;Alex Oriet;David Phelan.
18 Billie Eilish

When The Party's Over flac

Billie Eilish. 2018. Writer: Billie Eilish;FINNEAS.
19 Kelsea Ballerini

This Feeling flac

Kelsea Ballerini. 2018. Writer: Andrew Taggart;Alex Pall;Emily Warren.
20 Zara Larsson

Ruin My Life flac

Zara Larsson. 2018. Writer: Delacey;Michael Pollack;Stefan Johnson;Jordan Johnson;Sermstyle;Jackson Foote.

Related questions

Hot questions

Language

Popular Tags