Реферат: Мир глазами Поля Дирака: объединение идей квантовой механики и релятивизма

👉🏻👉🏻👉🏻 ВСЯ ИНФОРМАЦИЯ ДОСТУПНА ЗДЕСЬ ЖМИТЕ 👈🏻👈🏻👈🏻

Недостаточность “классической” квантовой механики.

По своему построению квантовая механика является существенно нерелятивистской теорией: используемое в уравнении Шредингера выражение для оператора Гамильтона является обобщением классической формулы для энергии. Для множества реальных приложений теории (физика кристаллов, химия, биология) требование малости скоростей не является существенным ограничением: диапазон энергий, с которыми приходится иметь дело в земных условиях недостаточен для разгона объектов до релятивистских скоростей. Однако существует целый ряд разделов естествознания, развитие которых сделало актуальным вопрос о разработке релятивистской квантовой теории. К ним прежде всего следует отнести разделы физики, занимающиеся взаимодействием света с веществом: зародившаяся в результате попыток понять физическую природу света квантовая механика оказалась неспособной адекватно описать ультрарелятивистскую частицу - фотон. Релятивистская теория микромира необходима физике ядра и элементарных частиц, поскольку изучаемые в ее рамках процессы с участием сильных взаимодействий сопровождаются обменом большими порциями энергии, что неизбежно связано с возникновением высоких скоростей. Космологические теории эволюции Вселенной и Большого Взрыва требуют развития аппарата описания вещества в экстремальных (с нашей точки зрения) состояниях. Наконец, наличие плохо связанных друг с другом релятивистской и квантовой теорий, каждая из которых по-своему “объясняла” классическую концепцию, являющуюся предельным случаем каждой из них, неизбежно ставило вопрос об их объединении. Попытки обобщения квантовой механики и придания ей релятивистски инвариантной формы делались буквально с первых шагов ее создания, но до сих пор еще не привели к созданию законченной и полностью свободной от внутренних противоречий теории.
S-матрица. Дополнительной сложностью, присущей релятивистской теории является несохранение числа частиц, участвующих в процессе. В частности это означает, что любая рассматриваемая система должная обладать бесконечным числом степеней свободы. Поскольку сама процедура измерения координат частицы в принципе может приводить к рождению новых частиц, она становится принципиально бессмысленной. Релятивистская квантовая теория отказывается не только от описания пространственного положения микрообъектов, но и от описания процессов с их участием в виде происходящих последовательно (друг за другом) промежуточных событий. Расчеты поддаются лишь амплитуды вероятностей переходов системы из исходного состояния при , в котором все входящие в нее частицы находятся так далеко друг от друга, что взаимодействие между ними пренебрежимо мало в одно из допустимых законами сохранения конечное состояние при , в котором продукты реакции вновь являются практически свободными объектами. Набор амплитуд таких переходов образует s-матрицу, вычисление которой и является задачей релятивистской квантовой теории.
Уравнение Клейна-Гордона было первой удачной попыткой обобщения уравнения Шредингера на случай релятивистского описания электромагнитных взаимодействий микрообъектов. В основе предложенного вывода лежала идея заменить нерелятивистский оператор Гамильтона в уравнении Шредингера
на его релятивистский аналог, вид которого устанавливался на основании сравнения классических (не квантово-механических) выражений для релятивистской и нерелятивистской функций Гамильтона:
где учтена возможность взаимодействия зарядов с электрическим и магнитным полями, описываемыми потенциалами и A.
Основная математическая трудность, возникающая при попытке перевести релятивистскую формулу (3) на язык квантово-механических операторов состояла в том, что операция извлечения корня из оператора не определена. Предложенный выход состоял в переходе к уравнению второго порядка, возникающего при возведении в квадрат операторного аналога уравнения (3), где сам оператор Гамильтона согласно (1) заменялся на оператор дифференцирования по времени:
Полученное таким образом уравнение могло быть легко протестировано на хорошо изученном частном случае описания фотона (q=0, m=0). Подстановка указанных значений приводит к обыкновенному уравнению Д’Аламбера, описывающему распространение света в вакууме.
Уравнение Клейна-Гордона в настоящее время считается правильным релятивистским обобщением уравнений квантовой механики, не учитывающих наличие спина у микрообъектов. Оно адекватно оисывает поведение частиц с нулевым спином.

Название: Мир глазами Поля Дирака: объединение идей квантовой механики и релятивизма
Раздел: Рефераты по математике
Тип: реферат
Добавлен 23:13:00 31 июля 2003 Похожие работы
Просмотров: 123
Комментариев: 15
Оценило: 4 человек
Средний балл: 5
Оценка: неизвестно   Скачать

Срочная помощь учащимся в написании различных работ. Бесплатные корректировки! Круглосуточная поддержка! Узнай стоимость твоей работы на сайте 64362.ru
Привет студентам) если возникают трудности с любой работой (от реферата и контрольных до диплома), можете обратиться на FAST-REFERAT.RU , я там обычно заказываю, все качественно и в срок) в любом случае попробуйте, за спрос денег не берут)
Да, но только в случае крайней необходимости.

Реферат: Мир глазами Поля Дирака: объединение идей квантовой механики и релятивизма
Курсовая работа по теме Проектирование АРМ сотрудника отдела автоматизации информационного обеспечения Ивановского филиала ФОМС
Курсовая работа по теме Программа контроля МЧС рыбаков, дрейфующих на льдине
Реферат по теме Постмодернистская проза В. Пелевина ('Чапаев и Пустота', 'Generation П'). Особенности поэтики
Реферат по теме Украина в системе международных отношений
Реферат На Тему Общественные Отношения: История Формирования Профессии И Сферы Деятельности
Реферат: Экономическое обоснование разработки программного продукта. Скачать бесплатно и без регистрации
Курсовая работа по теме Роль реминисценции в произведениях А.П. Чехова
Реферат по теме Московское царство (XVI - XVII вв.)
Реферат: Автобиография Локка
Курсовая работа по теме Пути совершенствования бюджетирования на предприятии
Дипломная работа по теме Peculiarities of regional varieties of the English language in newspapers in English-speaking countries
Контрольная Работа Тетрадь По Английскому 3 Класс
Дипломная Работа На Тему Работа Социального Педагога По Профилактике Детского Травматизма На Дорогах
Реферат по теме Анализ поведенческой активности безработных
Сочинение Про Березу 2 Класс
Реферат: White Oleander Essay Research Paper By definition
Реферат: Виды биологических ритмов
Реферат: Школа человеческих отношений, подходы к управлению
Курсовая работа по теме Характеристика та використання дикорослих плодів і ягід
Курсовая Компьютерная Зависимость
Доклад: Бархат амурский
Доклад: Естественнонаучные представления о происхождении человека
Реферат: Замысел Бога в Его Творениях