Добавил:
Upload Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:
Атомная и ядерная физика 2014 / 50 Классификация элементарных частиц.ppt
Скачиваний:
36
Добавлен:
19.04.2015
Размер:
146.94 Кб
Скачать

Интерпретация Р.Фейнмана

Состояние с отрицательной энергией можно тракто- вать по-другому. Пусть частица движется в поло- жительном направлении x, имеет положительный импульс p и положительную энергию E+. Волно-вая функция этой частицы имеет вид

 

 

x,t

 

exp i

 

kx t

exp i

 

px E t

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

h

 

 

 

 

(для постоянной фазы px - E+t = const координата

 

 

x E t p

т.е. частица действительно движется вдоль x в по- ложительном направлении).

Для состояния с отрицательной энергией E 0 волновая функция имеет вид:

x,t exp

i

px E t

 

 

 

 

h

 

и для постоянной фазы

 

E

E

E

x

p t

p t

p t

т.е. можно считать, что частица с отрицательной энергией - это частица с положительной энергией, но движущаяся назад по времени.

При этом по формуле Лоренца

 

r

r

 

d

2 r

 

 

r

r

 

 

 

 

r

 

dr

 

 

 

dr

 

 

m

 

 

 

q

 

 

B

 

 

B

 

 

 

2

 

 

q

 

 

 

 

dt

 

 

 

 

 

 

 

 

 

dt

 

 

d t

 

 

т.е. движение частицы с зарядом q вперед по вре- мени удовлетворяет тому же уравнению, что и движение частицы с зарядом -q назад по време- ни. Другими словами, частица с зарядом -q и от- рицательной энергией ведет себя как частица с зарядом +q и положительной энергией, т.е как ан- тичастица. Эта интерпретация совершенно естес- твенным образом объясняет факт тождественнос- ти всех характеристик частиц и античастиц (мас- сы, спина, магнитного момента и т.д.).

Виртуальные частицы

Согласно соотношениям неопределенностей

x p : h, E t : h

энергия и импульс микрочастиц могут флуктуировать

на E : h/ t, p : h/ x .

Поэтому в течение коротких промежутков времени может нарушаться правильная связь между энер- гией и импульсом: E m02c4 p2c2 .

Частицы, для которых правильная связь между энергией и импульсом нарушена, называются виртуальными.

В отличие от обычных частиц, которые могут свободно перемещаться в пространстве, виртуальная частица существует только в течение коротко- го времени t, за которое она может пролететь расстояние, не превышаю- щее c t. Через время t виртуальная частица должна исчезнуть: поглотить- ся какой-либо другой частицей или аннигилировать.

Понятие виртуальной частицы очень важно в физике элементарных частиц. Согласно современным представлени- ям, фундаментальные взаимодействия осуществляются с помощью обмена вир- туальными частицами. При этом каждое взаимодействие имеет своих переносчи- ков – это кванты полей (фотоны, глюоны и т.д.), которые были перечислены выше в таблице взаимодействий.