Sanal matematiksel bir araç gerçek olabilir mi? Son deneyimler evet diyor.
Olarak bilinen akıllı bir matematiksel araç sanal parçacıklar Atom altı parçacıklarının garip ve gizemli iç işleyişini çözün. Atomlar içindeki bu parçacıklara ne olacağı bu araç olmadan açıklanamaz.
Sanal parçacıklar kullanan hesaplamalar, atom altı parçacıkların tuhaf davranışını, bazı bilim adamlarının o kadar inanılmaz bir doğrulukla sağlar. “Onlar gerçekten var olmalılar”.
Sanal parçacıklar gerçek değildir – adın kendisi bunu söylüyor – ama gerçek parçacıkların birbirleriyle nasıl etkileşime girdiğini anlamak istiyorsanız, kaçınılmazdır. Doğada bulunan üç güçü tanımlamak için temel araçlardır: elektromanyetizm E ve nükleer güçler Güçlü ve zayıf.
Gerçek parçacıklar, uygun araçlar tarafından “görülebilen” veya tespit edilebilen enerji kümeleridir; Bu özellik onları gözlemlenebilir veya gerçek hale getirmesidir. Sanal parçacıklar sofistike bir matematiksel araçtır ve görülemez. Fiziksel Richard Feynman onları gerçek parçacıklar arasındaki etkileşimleri tanımlamak için icat etti.
Ancak birçok fizikçi bu basit ayrımdan ikna olmaz. Araştırmacılar, hesaplama araçları gibi bu sanal parçacıkları tespit edemese de, ultrasensible deneyimlerin etkileyici ile doğruladığı birçok ince etkiyi öngörüyorlar. 12 ondalık yer. Bu doğruluk, kuzey ve güney kutupları arasındaki mesafeyi saçtan daha yüksek bir hassasiyetle ölçmek gibidir.
Ölçümler ve hesaplamalar arasındaki bu anlaşma seviyesi, sanal parçacıkları bilimde incelenen en katı fikir haline getirir. Bu, bazı fizikçileri sorgulamaya zorlar: Matematiksel bir araç gerçek olabilir mi?
Bir muhasebe aracı
Sanal parçacıklar, fizikçilerin kuvvetlerin mikroskobik subombatomik dünyada nasıl hareket ettiğini hesaplamak için kullandıkları araçtır. Kuvvetler gerçektir çünkü ölçülebilirler. Ancak fizikçiler, kuvvetleri doğrudan hesaplamaya çalışmak yerine, kısa vadeli sanal parçacıkların güç taşıdığı bir muhasebe sistemi kullanırlar.
Sanal parçacıklar, hesaplamaların sadece başa çıkmasını kolaylaştırmakla kalmaz, aynı zamanda fizikte eski bir sorunu da çözer: Bir kuvvet boş alanda nasıl hareket eder?
Sanal parçacıklar, eğer bu geçici parçacıklar kısa bir süre için yaşıyorsa, kısa bir süre için enerjilerini boş alana ödünç alabilecekleri, atom altı dünyanın doğal yanlışlığından yararlanır. Enerji dengesinin bulanıklığı, sanal parçacıkların gerçek dünyayı etkilemesini sağlayan bu kısa dengesizliği gizler.
Bu aracın büyük bir avantajı, parçacıklar arasındaki kuvvetleri tanımlayan matematiksel işlemlerin diyagram olarak görülebilmesidir. Sanal parçacıkların parçacık ping çubuklarının figürleri gibi görünme eğilimindedirler. Diyagramlar – Feynman Diyagramları – Mükemmel bir sezgisel yapı sunarlar, ancak sanal parçacıklara gerçekliği aldatma havası verirler.
Şaşırtıcı bir şekilde, sanal parçacıklara dayanan bu hesaplama yöntemi, tüm bilimin en doğru tahminlerinden bazılarını üretir.
Gerçekliğin doğrulanması
Tüm maddeler, atom. Atomlar, sırayla, pozitif yüklü küçük parçacıklardan oluşur, protonlarözünde, negatif yüklü, daha küçük parçacıklarla çevrili, elektron.
Mississippi Eyalet Üniversitesi’nde fizik ve astronomi öğretmeni olarak, Dutta markalı Deneyler genellikle aletlerimizde gözlemlenen elektronların ve protonların sanal parçacıkları değiştirerek etkileşime girdiği fikrine dayanmaktadır. Dutta ve meslektaşları yakın zamanda protonun boyutunu çok doğru bir şekilde ölçerek hidrojen atomlarını bir demet elektronla bombaladılar. Bu ölçüm, elektronların sanal fotonları değiştirerek hidrojen atomunun merkezindeki protonu “hissedebileceğini” varsayar: elektromanyetik enerji parçacıkları.
Fizikçiler, iki elektron birbirini aşırı doğrulukla ittikçe hesaplamak için sanal parçacıklar kullanırlar. İlgili kuvvetler, sanal foton değiştiren iki elektronun birikmiş etkisi olarak temsil edilir.
İki metal plaka bir boşlukta birbirine son derece yakın yerleştirildiğinde, çekerler: Bu, Casimir Etkisi. Fizikçiler, sanal parçacıkların matematiğini kullanarak plakaları birleştiren kuvveti doğru bir şekilde hesaplayabilir. Sanal parçacıkların gerçekten orada olup olmadığına bakılmaksızın, matematik araştırmacıların gerçek dünyada neyi gözlemlediğini tam olarak tahmin eder.
Sanal Parçacık Aracı Kiti ile yapılan bir başka gizemli tahmin denir. Hawking radyasyonu. Kara deliklerin kenarında sanal parçacık çiftleri göründüğünde, bazen kara deliğin şiddeti bir ortak alırken, diğeri kaçar. Bu yarık kara deliğin yavaşça buharlaşmasına neden olur. Hawking radyasyonu henüz doğrudan gözlemlenmemiş olsa da, araştırmacılar son zamanlarda dolaylı olarak gözlemlediler.
Soruya geri dönelim: Matematiksel bir araç gerçek olabilir mi? Sanal parçacıklar tarafından taşındığını hayal ederek bir güçle ilgili her şeyi mükemmel bir şekilde tahmin edebiliyorsanız, bu parçacıklar gerçek olarak nitelendiriliyor mu? Kurgusal tüzüğünüz önemli mi?