Адроны - класс элементарных частиц, участвующих в сильном взаимодействии. К адронам относят все барионы и мезоны , включая резонансы .
Адронные струи - направленные пучки адронов, образующихся при соударении частиц высокой энергии в глубоко неупругих процессах.
Античастицы - частицы, отличающиеся от подобных им знаком электрического заряда. Названия "частица" и "античастица" в значительной мере условны.
"Аромат" - характеристика кварков, включающая всю совокупность квантовых чисел (электрический заряд, странность, "очарование" и т. д. за исключением "цвета").
Барионы - группа "тяжелых" элементарных частиц с полуцелым спином и массой не менее массы протона. К барионам относят протон, нейтрон, гипероны, часть резонансов и др.
Бозон - частица с нулевым и целочисленным спином, подчиняющаяся статистике Бозе-Эйнштейна. К бозонам относят фотоны, гравитоны (еще не открыты), мезоны , бозонные резонансы , молекулы газа, глюоны и др.
Вакуум - особый вид материи, которому соответствует в квантовой теории поля низшее энергетическое состояние квантованных полей. Характеризуется отсутствием каких-либо реальных частиц, в то же время постоянно порождает короткоживущие виртуальные частицы.
Виртуальные частицы - в квантовой теории короткоживущие частицы, для которых нарушается связь между энергией, импульсом и массой: Е 2 ≠p 2 c 2 + m 2 c 2 . Виртуальные частицы являются переносчиками взаимодействий.
Гиперзаряд (Y) - одна из характеристик адронов. Гиперзаряд выражается через другие квантовые числа адрона - барионный заряд, странность, "очарование", "красоту".
Гипероны - нестабильные элементарные частицы с массой больше нуклонной. Относятся к адронам и являются барионами .
Глюоны - гипотетические, электрически нейтральные частицы, переносчики сильного взаимодействия между кварками в квантовой хромодинамике . Спин = 1, масса покоя = 0.
Голдстоуновский бозон - гипотетическая частица с нулевым спином и нулевой массой. Введена в квантовой теории поля для различения вакуумных состояний.
Гравитационный коллапс - астрофизический процесс сжатия космических объектов под действием собственных сил тяготения.
Гравитон - квант гравитационного поля, обладающий нулевыми массой и электрическим зарядом, спин равен 2. Гравитоны - переносчики гравитационного взаимодействия; экспериментально пока не обнаружены.
Дирака монополь - гипотетическая частица, обладающая одним магнитным полюсом. Ее существование было предсказано в 1931 г. П. Дираком.
Доплера эффект - изменение частоты колебаний при движении источника по отношению к наблюдателю.
Единая теория поля - общая теория, призванная объединить все многообразие свойств элементарных частиц и особенностей их взаимодействия. В настоящее время в рамках ЕТП удалось объединить только электрические, магнитные и слабые ядерные взаимодействия.
Зарядовая четность - (С-четность), квантовое число, характеризующее поведение нейтральных частиц. В слабых взаимодействиях симметрия, связанная с зарядовой четностью, нарушается.
Изотопическая инвариантность - симметрия сильно взаимодействующих частиц. На основе изотопической инвариантности образованы мультиплеты, позволяющие эффективно классифицировать все адроны.
Инстантон - особое состояние вакуума, которому соответствует сильная флуктуация глюонного поля. В теории самоорганизации инстантон - одна из основных структур, порождаемых вакуумом.
Калибровочная симметрия - общее название класса внутренних симметрии в квантовой теории поля и квантовой хромодинамике. Калибровочные симметрии связаны со свойствами элементарных частиц.
Квазары - мощные внегалактические источники электромагнитного излучения. Существует предположение, что К. представляют собой активные ядра далеких галактик.
Квантование пространства - времени - общее название обобщений квантовой теории поля, основанных на гипотезе о существовании фундаментальной длины и фундаментального интервала времени как универсальных физических констант.
Квантовая механика (волновая механика) -теория, устанавливающая способ описания и законы движения микрочастиц, а также их связь с физическими величинами, непосредственно измеряемыми на опыте.
Квантовая хромодинамика (КХД) -квантовополевая теория сильного взаимодействия кварков и глюонов, построенная по образцу квантовой электродинамики на основе "цветовой" калибровочной симметрии.
Кварки - материальные частицы, из которых, по современным представлениям, состоят все адроны. Для понимания динамики различных процессов с участием адронов в настоящее время считается достаточным шести кварков: u, d, s, с, b, t. Имеются косвенные подтверждения существования первых пяти кварков.
Квантовые числа - целые или дробные числа, которые определяют возможные значения физических величин, характеризующих квантовые системы. К квантовым числам относят: главное (n), орбитальное (l), магнитное (m e), спиновое (m s), странность, "очарование", "красоту" и др.
Киральная симметрия - в квантовой теории поля одна из фундаментальных динамических симметрии, посредством которой становится возможным хорошее описание процессов рассеяния и распада адронов при низких энергиях и при очень высоких энергиях. К киральной симметрии относят также энантиоморфизмы (правое-левое).
К-мезоны (каоны) -группа нестабильных элементарных частиц, которые участвуют в сильном взаимодействии. Зарядовая асимметрия распадов K 0 L →π - + e + (μ +) + v e (v μ) и k 0 L →π + + e - (μ -) + v e (v μ ), где вероятность второго распада больше, чем первого на 10 ~"\ свидетельствует о нарушении одной из фундаментальных симметрии природы (СР- инвариантности).
Комптоновская длина волны - величина размерности длины, характерная для релятивистских квантовых процессов λ 0 = h / mc .
Космология - учение о Вселенной как едином целом. Выводы космологии основываются на законах физики и данных наблюдательной астрономии с учетом философских принципов.
Мезоны - нестабильные элементарные частицы, принадлежащие к адронам . Согласно кварковой модели, М. состоит из кварка и антикварка.
Нейтрино - легкая (возможно, безмассовая) электрически нейтральная частица со спином 1 / 2 . Участвует только в слабом и гравитационном взаимодействиях. Нейтрино обладают огромной проникающей способностью, а их детектирование позволит подробно изучить состояния ранней Вселенной.
Обратимый процесс - в термодинамике и статистической физике процесс перехода системы из одного состояния в другое, допускающий возможность возвращения ее в первоначальное состояние.
Обращение времени - математическая операция замены знака времени в уравнениях движения. Объективно реальное время как атрибут материи - необратимо, а поэтому операция замены знака времени возможна только как гносеологический прием, облегчающий решение физической задачи.
Операторы - в квантовой теории математический символ, используемый для совершения какого-либо действия над физической величиной.
Орбитальный момент - момент импульса микрочастицы, обусловленный ее движением в силовом поле, обладающем сферической симметрией.
Основное состояние квантовой системы - устойчивое состояние с наименьшей возможной внутренней энергией.
Открытые системы - термодинамические системы, которые обмениваются с окружающей средой веществом, энергией, импульсом. Последнее время изучаются открытые системы в химии и биологии.
Партоны - виртуальные составляющие адронов, проявляющиеся в глубоко неупругих процессах.
Плазма - один из основных видов материи, представляет собой частично или полностью ионизированный газ. В состоянии плазмы находится подавляющая часть Вселенной: звезды, галактические туманности, межзвездная среда. В лабораторных условиях плазма образуется в разрядах, процессах горения, МГД - генераторах и специальных установках (например, "Токамак").
Позитрон - (е+) элементарная частица с положительным электрическим зарядом, численно равным заряду электрона. Является античастицей по отношению к электрону.
Поляризация вакуума - квантово-релятивистское явление, заключающееся в рождении виртуальных пар заряженных частиц-античастиц из вакуума под влиянием внешнего поля.
Пространство и время - атрибутивные (неотъемлемые) свойства материи. Пространство выражает порядок сосуществования объектов, время - порядок смены событий. Пространство и время объективны, т. е. не зависят от человека, а их характеристики определяются исключительно характером движения соответствующих форм материи.
Протон - положительно заряженная элементарная частица, ядро атома водорода. Высказываются предположения, что протон нестабильная частица с периодом полураспада ~10 30 лет, однако экспериментальное подтверждение этой гипотезы пока не осуществлено.
Пульсары - переменные источники космического электромагнитного излучения.
Резонансы - короткоживущие возбужденные состояния адронов (t жизни ~ 10 -22 ÷10 -24 с). В отличие от других нестабильных частиц резонансы распадаются в основном за счет сильного взаимодействия. К настоящему времени открыто более 300 резонансов.
Релятивистские эффекты - физические явления, наблюдаемые при скоростях, сравнимых со скоростью света. К ним относятся: замедление времени, сокращение длин, увеличение массы тела и т. д.
Сверхпроводимость и высокотемпературная сверхпроводимость - свойство многих проводников, состоящее в том, что их электрическое сопротивление скачком падает до нуля при охлаждении до температуры жидкого водорода и гелия. В настоящее время (март 1987 г.) обнаружен переход в сверхпроводящее состояние ряда материалов при высоких температурах, что будет иметь исключительное народнохозяйственное значение.
Симметрия - а) в физике - вид соразмерности законов. В более общем смысле симметрия - это вид отношений между двумя объектами, которые характеризуются как моментами тождества, так и моментами различия. Наиболее широко в физике используются изотопическая, "цветовая", калибровочная и другие симметрии, без которых была бы невозможна современная физическая теория; б) в философии- симметрия одно из общенаучных понятий, обозначающее становление моментов тождества в различном. Симметрия представлена в объективном мире в виде конкретных форм симметрии.
Солитон - структурно устойчивая уединенная волна в нелинейной диспергирующей (рассеивающей) среде. Солитоны интенсивно используются в построениях квантовой нелинейной теории поля.
Соответствия принцип - в методологии науки один из принципов, согласно которому всякая последующая научная теория должна включать как предельный (частный) случай предыдущую теорию. В отношении соответствия находятся, например, механика Ньютона и специальная теория относительности.
Спин - собственный момент количества движения элементарных частиц, имеет квантовую природу, обусловлен внутренним "вращением" частицы.
Спонтанное нарушение симметрии - самопроизвольное нарушение устойчивого, равновесного, симметричного состояния при условии удаления от состояния с минимальной энергией. Со спонтанным нарушением симметрии связано решение многих задач квантовой теории поля, в том числе появление частиц с нулевой массой и нулевым спином.
Супергравитация - калибровочная теория суперсимметрии, позволяющая обобщать общую теорию относительности. В рамках супергравитации, в принципе, возможно объединить все известные виды взаимодействий.
Суперсимметрия - симметрия, связывающая поля, кванты которых являются бозонами, с полями, кванты которых - ферм ионы. Наиболее интересным применением суперсимметрии является супергравитация.
СРТ- симметрия - одна из фундаментальных симметрии, согласно которой в квантовой теории поля уравнения инвариантны относительно комбинированного С (зарядового), Р (пространственного) и Т (обращение времени) преобразования.
Унитарная симметрия - приближенная симметрия, присущая сильному взаимодействию элементарных частиц. В электромагнитных и слабых взаимодействиях нарушается. На основе унитарной симметрии удалось классифицировать адроны.
Флуктуации - случайные отклонения физических величин от их средних значений. Флуктуации происходят у любых величин как следствие случайных факторов.
Фермионы - частицы, подчиняющиеся статистике Ферми-Дирака. Фермионы обладают полуцелым спином. К фермионам относят кварки, лептоны (электрон, мюон, все виды нейтрино).
Фотон - элементарная частица, квант электромагнитного излучения. Масса покоя фотона равна нулю. Фотоны относятся к бозонам.
Четность - квантовомеханическая характеристика состояния микрочастицы, отображающая свойства симметрии волновой функции этой частицы относительно пространственных преобразований.
Экзаменационные билеты по физике 2006-2007 уч. год
9 класс
Билет № 1. Механическое движение. Путь. Скорость, Ускорение
Механическое движение - изменение положения тела в пространстве относительно других тел с течением времени.
Путь - длинна траектории, по которой движется тело в течение некоторого времени. Обозначается буквой s и измеряется в метрах (м). Рассчитывается по формуле
Скорость - это векторная величина, равная отношению пути ко времени, за которое этот путь пройден. Определяет как быстроту движения, так и его направление в данный момент времени. Обозначается буквой и измеряется в метрах в секунду (). Рассчитывается по формуле
Ускорение при равноускоренном движении - это векторная величина, равная отношению изменения скорости к промежутку времени, за которое это изменение произошло. Определяет быстроту изменения скорости по модулю и направлению. Обозначается буквой a или и измеряется в метрах в секунду в квадрате (). Рассчитывается по формуле
Билет № 2. Явление инерции. Первый закон Ньютона. Сила и сложение сил. Второй закон Ньютона
Явление сохранения скорости тела при отсутствии действия других тел называется инерцией.
Первый закон Ньютона: существуют такие системы отсчета, относительно которых тела сохраняют свою скорость неизменной, если на них не действуют другие тела.
Системы отсчета, где закон инерции выполняется, называются инертными.
Системы отсчета, где закон инерции не выполняется – неинертными.
Сила - векторная величина. И она является мерой взаимодействия тел. Обозначается буквой F или и измеряется в ньютонах (Н)
Сила, которая производит на тело такое же действие, как несколько одновременно действующих сил, называется равнодействующей этих сил .
Равнодействующая сил, направленных по одной прямой в одну сторону, направлена в ту же сторону, а ее модуль равен сумме модулей составляющих сил.
Равнодействующая сил, направленных по одной прямой в противоположные стороны, направлена в сторону большей по модулю силы, а ее модуль равен разности модулей составляющих сил.
Чем больше равнодействующая приложенных к телу сил, тем большее ускорение получит тело.
При уменьшении силы в два раза ускорение тоже уменьшается в два раза,т.е.
Значит, ускорение, с которым движется тело постоянной массы, прямо пропорционально приложенной к этому телу силе, в результате которой возникает ускорение.
При увеличении массы тела в два раза, ускорение уменьшается в два раза,т.е.
Значит, ускорение, с которым движется тело с постоянной силой, обратно пропорционально массе этого тела.
Количественная взаимосвязь между массой тела, ускорением, и равнодействующей приложенных к телу сил, называется вторым законом Ньютона.
Второй закон Ньютона: ускорение тела прямо пропорционально равнодействующей сил, приложенных к телу, и обратно пропорционально его массе.
Математически второй закон Ньютона выражается формулой:
Билет № 3. Третий закон Ньютона. Импульс. Закон сохранения импульса. Объяснение реактивного движения на основе закона сохранения импульса
Третий закон Ньютона: силы, с которыми два тела действуют друг на друга, равны по модулю и противоположны по направлению.
Математически третий закон Ньютона выражается так:
Импульс тела - векторная величина, равная произведению массы тела на его скорость. Обозначается буквой и измеряется в килограммах на метрах в секунду (). Рассчитывается по формуле
закон сохранения импульса: сумма импульсов тел до взаимодействия равна сумме после взаимодействия. Рассмотрим реактивное движение на основе движения воздушного шарика с выходящей из него струей воздуха. Согласно закону сохранения импульса суммарный импульс системы, состоящей из двух тел должен остаться таким же, каким был до начала истечения воздуха, т.е. равным нулю. Поэтому шарик начинает двигаться в противоположную струе воздуха сторону с такой же скоростью, что его импульс равен модулю импульса воздушной струи.
Билет № 4. Сила тяжести. Свободное падение. Ускорение свободного падения. Закон всемирного тяготения
Сила тяжести - сила, с которой Земля притягивает к себе тело. Обозначается или
Свободное падение - движение тел под действием силы тяжести.
В данном месте Земли все тела независимо от их масс и других физических характеристик совершают свободное падение с одинаковым ускорением. Это ускорение называется ускорением свободного падения и обозначается буквой или . Оно
Закон всемирного тяготения: два любых тела притягиваются друг к другу с силой, прямо пропорциональной массе каждого из них и обратно пропорциональной квадрату расстояния между ними.
G = 6,67·10 -11 Н·м 2 /кг 2
G – Гравитационная постоянная
Билет № 5. Сила упругости. Объяснение устройства и принципа действия динамометра. Сила трения. Трение в природе и технике
Сила, возникающая в теле в результате его деформации и стремящаяся вернуть тело в исходное положение называется, силой упругости . Обозначается . Находится по формуле
Динамометр - прибор для измерения силы.
Основная часть динамометра - стальная пружина, которой придают разную форму в зависимости от назначения прибора. Устройство простейшего динамометра основано на сравнении любой силы с силой упругости пружины.
При соприкосновении одного тела с другим возникает взаимодействие, препятствующее их относительному движению, которое называют трением. А силу, характеризующую это взаимодействие, называют силой трения. Бывает трение покоя, трение скольжения и трение качения.
Без трения покоя ни люди, ни животные не могли бы ходить по земле, т.к. при ходьбе мы отталкиваемся ногами от земли. Не будь трения, предметы выскальзывали бы из рук. Сила трения останавливает автомобиль при торможении, но без трения покоя он не смог бы и начать движение. Во многих случаях трение вредно и с ним приходится бороться. Для уменьшения трения соприкасающиеся поверхности делают гладкими, а между ними вводят смазку. Чтобы уменьшить трение вращающихся валов машин и станков, их опирают на подшипники.
Билет №6. Давление. Атмосферное давление. Закон Паскаля. Закон Архимеда
Величина, равная отношению силы, действующей перпендикулярно поверхности, к площади этой поверхности, называется давлением . Обозначается буквой или и измеряется в паскалях (Па). Рассчитывается по формуле
Атмосферное давление - это давление всей толщи воздуха на земную поверхность и тела, находящиеся на ней.
Атмосферное давление, равное давлению столба ртути высотой 760мм при температуре , называется нормальным атмосферным давлением.
Нормальное атмосферное давление равно101300Па = 1013гПа.
Каждые 12м давление уменьшается на 1мм. рт. ст. (или на 1,33гПа)
Закон Паскаля: давление, производимое на жидкость или газ, передается в любую точку одинаково во всех направлениях.
Закон Архимеда: на тело, погружённое в жидкость (или газ, или плазму), действует выталкивающая сила (называемая силой Архимеда)
где ρ - плотность жидкости (газа), - ускорение свободного падения, а V - объём погружённого тела (или часть объёма тела, находящаяся ниже поверхности). Выталкивающая сила (называемая также архимедовой силой) равна по модулю (и противоположна по направлению) силе тяжести, действовавшей на вытесненный телом объём жидкости (газа), и приложена к центру тяжести этого объёма.
Следует заметить, что тело должно быть полностью окружено жидкостью (либо пересекаться поверхностью жидкости). Так, например, закон Архимеда нельзя применить к кубику, который лежит на дне резервуара, герметично касаясь дна.
Билет №7. Работа силы. Кинетическая и потенциальная энергия. Закон сохранения механической энергии
Механическая работа совершается, только когда на тело действует сила, и оно движется.
Механическая работа прямо пропорциональна приложенной силе и прямо пропорциональна пройденному пути. Обозначается буквой или и измеряется в джоулях (Дж). Рассчитывается по формуле
Энергия - физическая величина, показывающая, какую работу может совершить тело. Измеряется энергия в джоулях (Дж).
Потенциальной энергией называется энергия, которая определяется взаимным положением взаимодействующих тел или частей одного и того же тела. Обозначается буквой или . Рассчитывается по формуле
Энергия, которой обладает тело вследствие своего движения, называется кинетической энергией. Обозначается буквой или . Рассчитывается по формуле
Закон сохранения механической энергии:
При отсутствии сил типа трения механическая энергия не возникает из ничего и не может никуда исчезнуть.
Билет № 8. Механические колебания. Механические волны. Звук. Колебания в природе и технике
Движение, повторяющееся через определенный промежуток времени, называется колебательным .
Колебания, происходящие только благодаря начальному запасу энергии, называются свободными колебаниями Физико Понятие времени в классической термодинамикеРеферат >> Философия
Он ставит время первым среди основных понятий физики , за ним следуют пространство, место... представлений о пространстве является введенное в физику высоких энергий понятие физического вакуума как своеобразной...
Абсолютный нуль температуры - самое низкое из всех возможных значений температуры. При абсолютном нуле вещество не обладает тепловой энергией.
Аннигиляция - процесс, при котором частица и ее античастица, сталкиваясь, взаимно уничтожают друг друга.
Античастица - у каждой частицы материи есть соответствующая античастица. При соударении частицы и античастицы происходит их аннигиляция, в результате которой выделяется энергия и рождаются другие частицы.
Атом - наименьшая частица обычного вещества. Атом состоит из крошечного ядра (составленного из протонов и нейтронов) и обращающихся вокруг него электронов.
Белый карлик - стабильная холодная звезда, находящаяся в равновесии благодаря тому, что в силу принципа исключения Паули между электронами действуют силы отталкивания.
Большой взрыв - сингулярность в момент возникновения Вселенной.
Большой хлопок - сингулярность в конечной точке существования Вселенной.
Вес - сила, с которой на тело действует гравитационное поле. Вес тела пропорционален массе тела, но не совпадает с ней.
Виртуальная частица - в квантовой механике - частица которую невозможно зарегистрировать непосредственно, но существование которой подтверждается эффектами, поддающимися измерению.
Гамма-излучение - электромагнитное излучение с очень малой длиной волны, испускаемое при радиоактивном распаде или при соударениях элементарных частиц.
Геодезическая ~ самый короткий (или самый длинный) путь между двумя точками.
Голая сингулярность - сингулярность в пространстве-времени, не находящаяся внутри черной дыры.
Горизонт событий - граница черной дыры.
Гравитационное взаимодействие - самое слабое из четырех фундаментальных взаимодействий, обладающее большим радиусом действия. В гравитационном взаимодействии участвуют все частицы материи.
Длина волны - расстояние между двумя соседними гребнями волны или между двумя ее соседними впадинами.
Закон сохранения энергии - закон науки, согласно которому энергия (или ее массовый эквивалент) не может ни создаваться, ни уничтожаться.
Квант - минимальная порция, которой измеряется испускание или поглощение волн.
Квантовая механика - теория, разработанная на основе квантово-механического принципа Планка и принципа неопределенности Гейзенберга.
Квантово-механический принцип Планка (закон излучения Планка) состоит в том, что свет (или любые другие классические волны) может испускаться или поглощаться только дискретными порциями - квантами - с энергией, пропорциональной их частоте.
Кварк - элементарная (заряженная) частица, участвующая в сильном взаимодействии. Протоны и нейтроны состоят каждый из трех кварков. При достижении высокой плотности ядерного вещества, например при сильном взрыве, нуклоны (протоны и нейтроны) теряют свои границы. Получается новое состояние материи - без адронов - кварко-глюонная плазма. Предположительно именно такое состояние имела материя в первые моменты после Большого взрыва.
Конфайнмент - невылетание, удержание цветных кварков и глюонов внутри адронов.
Координаты - числа, определяющие положение точки в пространстве и во времени.
Космическая цензура – предположение о недопустимости голых сингулярностей.
Космологическая постоянная – математическая вспомогательная величина, введенная Эйнштейном для того, чтобы пространство-время приобрело тенденцию к расширению.
Космология – наука, занимающаяся изучением Вселенной как целого.
Красное смещение – вызванное эффектом Доплера покраснение света, испускаемого удаляющейся от нас звездой.
Магнитное поле – поле, создающее магнитные силы. Сейчас магнитное поле и электрическое поле объединяются в электромагнитное поле.
Масса – количество вещества, содержащееся в теле. Мера инерции тела или степень его сопротивления ускорению.
Мнимое время – время, измеряемое в мнимых единицах.
Нейтрино – легчайшая (возможно, безмассовая) элементарная частица вещества, участвующая только в слабых и гравитационных взаимодействиях.
Нейтрон – незаряженная частица, очень близкая по свойствам к протону. Нейтроны составляют более половины частиц, входящих в состав большинства атомных ядер.
Нейтронная звезда – холодная звезда, существующая вследствие отталкивания нейтронов, обусловленного принципом Паули.
Общая теория относительности – созданная Эйнштейном теория, в основе которой лежит предположение о том, что законы науки должны быть одинаковы для всех наблюдателей независимо от того, как движутся эти наблюдатели. В ОТО существование гравитационного взаимодействия объясняется искривлением четырехмерного пространства-времени.
Первичная черная дыра – черная дыра, возникшая на очень ранней стадии развития Вселенной.
Позитрон – античастица (положительно заряженная) электрона.
Поле – нечто, существующее во всех точках пространства и времени, в отличие от частицы, которая существует только в одной точке в каждый момент времени.
Предел Чандрасекара – максимально возможная масса стабильной холодной звезды, выше которой звезда должна сколлапсировать в черную дыру.
Принцип исключения Паули – две одинаковые частицы со спином 1/2 не могут (в пределах, которые даются принципом неопределенности) обладать одновременно и одинаковыми положениями в пространстве, и разными скоростями.
Пропорциональность – утверждение "X пропорционально Y" означает, что при умножении Y на какое-нибудь число Х умножается на это же число. Утверждение "Х обратно пропорционально Y" означает, что при умножении Y на какое-нибудь число X делится на это же число.
Пространственное измерение – любое из трех пространственно-подобных измерений пространства-времени, т.е. любое измерение, кроме временного.
Пространство-время – четырехмерное пространство, точки которого отвечают событиям.
Протон – положительно заряженная частица. Протоны образуют примерно половину всех частиц, входящих в состав ядер большинства атомов.
Радиоактивность – самопроизвольное превращение одного атомного ядра в другое.
Световая секунда (световой год) – расстояние, проходимое светом за одну секунду (за один год).
Световой конус – поверхность в пространстве-времени, которая ограничивает возможные направления световых лучей, проходящих через данное событие.
Сильное взаимодействие – самое сильное и самое короткодействующее из четырех фундаментальных взаимодействий. Благодаря сильному взаимодействию кварки удерживаются внутри протонов и нейтронов, а протоны и нейтроны, собравшись вместе, образуют атомные ядра.
Сингулярность – точка пространства-времени, в которой кривизна его становится бесконечной.
Слабое взаимодействие – второе по слабости из четырех известных взаимодействий. Обладает очень коротким радиусом действия. В слабом взаимодействии принимают участие все частицы материи, но в нем не участвуют частицы – переносчики взаимодействия.
Событие – точка в пространстве-времени, которая определяется положением в пространстве и во времени.
Спектр – расщепление волны (например, электромагнитной) на частотные компоненты.
Специальная теория относительности – теория Эйнштейна, отправная точка которой состоит в том, что законы науки должны быть одинаковы для всех свободно движущихся наблюдателей независимо от их скоростей.
Спин (spin – вращаться, вертеться) – внутреннее свойство частицы, связанное с ее вращением вокруг собственной оси.
Стационарное состояние – состояние, не изменяющееся со временем: вращающийся с постоянной скоростью шар находится в стационарном состоянии, потому что, несмотря на вращение, в каждый момент он выглядит одинаково.
Теорема о сингулярности – теорема, в которой доказывается, что при определенных условиях сингулярность должна существовать и что, в частности, началом Вселенной должна быть сингулярность.
Теория великого объединения – теория, объединяющая электромагнитные, сильные и слабые взаимодействия.
Ускорение – скорость изменения скорости какого-либо объекта.
Ускоритель частиц – устройство, которое с помощью электромагнитов дает возможность ускорять движущиеся заряженные частицы, постоянно увеличивая их энергию.
Условие отсутствия границ – представление, согласно которому Вселенная конечна, но не имеет границ (в мнимом времени).
Фаза – для волны – положение точки в цикле в определенный момент времени: мера того, находится ли точка на гребне, во впадине или где-нибудь в промежутке.
Фон микроволнового излучения – излучение, возникшее при свечении горячей ранней Вселенной (называется реликтовым). Оно сейчас испытывает такое сильное красное смещение, что регистрируется не в виде света, а в виде волн микроволнового диапазона (радиоволны с сантиметровыми длинами волн).
Фотон – квант света.
Частично-волновой дуализм – лежащее в основе квантовой механики представление о том, что не существует различия между частицами и волнами, частицы могут иногда вести себя как волны, а волны – как частицы.
Частота – для волны это число полных циклов в секунду.
Черенковское излучение – излучение света заряженной частицей при ее движении в веществе с постоянной скоростью, превышающей скорость распространения света в этом веществе.
Черная дыра – область пространства-времени, из которой ничто, даже свет, не может выбраться наружу, потому что в ней чрезвычайно сильно действие гравитации.
Электрический заряд – свойство частицы, благодаря которому она отталкивает (или притягивает) другие частицы, имеющие заряд того же (или противоположного) знака.
Электромагнитное взаимодействие – взаимодействие, которое возникает между частицами, обладающими электрическим зарядом. Второе по силе из четырех фундаментальных взаимодействий.
Электрон – частица, обладающая отрицательным электрическим зарядом и обращающаяся в атоме вокруг ядра.
Элементарная частица – частица, которая считается неделимой.
Энергия теории великого объединения – энергия, выше которой электромагнитные, слабые и сильные взаимодействия предположительно должны стать неразличимыми.
Энергия электрослабой теории – энергия (около 100 ГэВ), выше которой исчезают различия между электромагнитными и слабыми взаимодействиями.
Эффект Доплера – изменение частоты волн при движении их источника и наблюдателя относительно друг друга.
Ядерный синтез – процесс соударения двух ядер и последующего их слияния в одно более тяжелое ядро.
Ядро – центральная часть атома, которая состоит только из протонов и нейтронов, удерживаемых в ядре сильным взаимодействием.
Физическая величина, характеризующая свойство частиц или тел вступать в электромагнитные силовые взаимодействия.Существует два рода электрических зарядов, положительные и отрицательные.
Заряды могут передаваться (например, при непосредственном контакте) от одного тела к другому. В отличие от массы тела электрический
заряд не является неотъемлемой характеристикой данного тела. Одно и то же тело в разных условиях может иметь разный заряд.
Одноименные заряды отталкиваются, разноименные – притягиваются. В этом проявляется принципиальное отличие электромагнитных сил от
гравитационных. Гравитационные силы всегда являются силами притяжения.
Одним из фундаментальных законов природы является экспериментально установленный закон сохранения электрического заряда.
В изолированной системе алгебраическая сумма зарядов всех тел остается постоянной:
q 1 + q 1 + q 3 + ... + q n = const.
Закон сохранения электрического заряда утверждает, что в замкнутой системе тел не могут наблюдаться процессы рождения или исчезновения зарядов только одного знака.
С современной точки зрения, носителями зарядов являются элементарные частицы. Все обычные тела состоят из атомов, в состав которых входят положительно заряженные протоны, отрицательно заряженные электроны и нейтральные частицы – нейтроны. Протоны и нейтроны входят в состав атомных ядер, электроны образуют электронную оболочку атомов. Электрические заряды протона и электрона по модулю в точности одинаковы и равны элементарному заряду e :
e = 1,602177·10 -19 Кл ≈ 1,6·10 -19 Кл.
В нейтральном атоме число протонов в ядре равно числу электронов в оболочке. Это число называется атомным номером. Атом данного вещества может потерять один или несколько электронов или приобрести лишний электрон. В этих случаях нейтральный атом превращается в положительно или отрицательно заряженный ион.
Заряд может передаваться от одного тела к другому только порциями, содержащими целое число элементарных зарядов. Таким образом, электрический
заряд тела – дискретная величина.
Физические величины, которые могут принимать только дискретный ряд значений, называются квантованными
. Элементарный заряд
e
является квантом (наименьшей порцией) электрического заряда.
Следует отметить, что в современной физике элементарных частиц предполагается существование так называемых кварков – частиц с дробным зарядом. Однако, в свободном состоянии кварки до сих пор наблюдать не удалось.
В обычных лабораторных опытах для обнаружения и измерения электрических зарядов используется электрометр – прибор, состоящий из металлического стержня и стрелки, которая может вращаться вокруг горизонтальной оси. Стержень со стрелкой изолирован от металлического корпуса. При соприкосновении заряженного тела со стержнем электрометра, электрические заряды одного знака распределяются по стержню и стрелке. Силы электрического отталкивания вызывают поворот стрелки на некоторый угол, по которому можно судить о заряде, переданном стержню электрометра.
Вектор состояния - величина, полностью описывающая состояние микрообъекта (электрона, протона, атома, молекулы) и вообще любой замкнутой квантовой системы.
В квантовой теории вектор состояния принято обозначать символом | >. Если какой-то набор данных, определяющих систему, обозначить буквой x , то вектор состояния будет иметь вид | x >.
Волновая функция (ВФ) - частный случай, одна из возможных форм представления вектора состояния как функции координат и времени или сопряженных им переменных. Это представление системы, максимально приближенное к привычному классическому описанию, предполагающему наличие общего и независимого ни от чего пространства-времени.
Описание состояния микрообъекта с помощью ВФ имеет статистический, то есть вероятностный характер: квадрат абсолютного значения (модуля) ВФ указывает значение вероятностей тех величин, от которых зависит ВФ. Например, если задана зависимость ВФ частицы от координат х , у , z и времени t , то квадрат модуля этой ВФ определяет вероятность обнаружить частицу в момент t в точке с координатами х , у , z . Поскольку вероятность состояния определяется квадратом ВФ, ее называют также амплитудой вероятности.
Гармонический осциллятор (ГО) - физическая система, совершающая гармонические колебания вокруг положения устойчивого равновесия. Для ГО потенциальная энергия системы U определяется выражением , где x - отклонение системы от положения равновесия; k - постоянный коэффициент. Для гармонического осциллятора средняя кинетическая энергия системы за период колебаний в точности равна средней потенциальной энергии.
Квантовый осциллятор характеризуется дискретным набором состояний, уровни энергии En
которых расположены на равных расстояниях 
, где n = 0, 1, 2...; h
- постоянная Планка; ? - собственная частота колебаний.
Гильбертово пространство (ГП) - применительно к задачам квантовой механики, это пространство возможных состояний системы, задаваемое набором собственных (базисных, или основных) состояний.
Элементы ГП должны обладать свойствами сходимости (то есть состоять из векторов, «длина» которых конечна), для которых определенным способом установлено понятие близости между объектами.
Существенную роль в ГП играют операторы. Определенный в ГП оператор действует на один элемент ГП и переводит его в другой.
В зависимости от задачи мы можем выбирать тот или иной набор базисных состояний. Если нас интересуют пространственные координаты частицы, тогда выбирается бесконечномерное гильбертово пространство, поскольку координата - непрерывная величина, и каждой точке пространства сопоставляется отдельное состояние частицы. Если нас интересует поведение спина частицы, мы можем выбрать в качестве базиса возможные для частицы состояния спина, например, «спин-вверх» и «спин-вниз».
Декогеренция - физический процесс, который сопровождается уменьшением квантовой запутанности в результате взаимодействия системы с окружением. Декогеренция сопровождается появлением у нее классических черт: подсистемы «проявляются» из нелокального состояния, приобретая видимые локальные формы. Этот процесс можно описать как образование квантовых корреляций (или запутывание, entanglement) между системой и ее окружением, возникающую в процессе их взаимодействия. В этом смысле декогеренция тождественна квантовому измерению.
Декогеренция, обусловленная взаимодействием квантовой системы с ее окружением, разрушает квантовые эффекты, превращая их в классические. Из-за этого взаимодействия происходит «перепутывание» состояний системы с таким большим количеством состояний окружающей среды, что когерентные эффекты «теряются» при происходящем усреднении и становятся ненаблюдаемыми.
Декогеренция - это движения от источника, центра - к периферии, множеству внешне не связанных между собой феноменов. Полностью декогерированная система движется к хаосу.
Применительно к человеческой психике, декогеренция означает сужение внимания на одной стороне явления, объекте влечения или пристрастия, в результате чего человек оказывается в суженном пространстве восприятия. Одну сторону явления он приемлет, а другую - нет.
Дифракция - рассеяние микрочастиц (электронов, нейтронов, атомов и т. п.) кристаллами или молекулами жидкостей и газов, при котором из начального пучка частиц формируются отклоненные пучки, направление и интенсивность которых зависят от строения рассеивающего объекта.
Дифракция частиц возникает в силу интерференции компонент, образованных при взаимодействии начального пучка с периодической структурой объекта и может быть понята лишь на основе квантовой теории. Дифракция частиц, с точки зрения классической физики, невозможна.
Дифракция света - явление, наблюдающееся при распространении света мимо резких краев различных тел (например щелей). При этом происходит нарушение прямолинейности распространения света, то есть отклонение от законов геометрической оптики.
Запутанные (квантово-коррелированные) состояния (ЗС) - форма корреляций составных систем, не имеющая классического аналога. ЗС - состояние составной системы, которая не может быть разделена на отдельные, полностью самостоятельные и независимые части, то есть это несепарабельное (неразделимое) состояние. ЗС могут возникать в системе, части которой взаимодействовали, а затем система распалась на не взаимодействующие друг с другом подсистемы. Для таких систем флуктуации отдельных частей взаимосвязаны посредством нелокальных квантовых корреляций, когда изменение одной части системы в тот же самый момент времени сказывается на остальных ее частях (даже разделенных в пространстве на бесконечно большие расстояния).
В случае взаимодействующих с окружением открытых систем связь между частицами будет сохраняться до тех пор, пока суперпозиция состояний не превратится под влиянием взаимодействия с окружающими объектами в смесь.
Интерференция - сложение в пространстве двух (или нескольких) волн, при котором в разных точках получается усиление или ослабление амплитуды результирующей волны. Если гребни одной волны совпадают в гребнями другой волны, то происходит усиление, и амплитуда возрастает. Если же гребни одной волны приходятся на впадины другой, то волны гасят друг друга, и амплитуда результирующей волны ослабевает.
Интерференция характерна для всяких волн независимо от их природы: для волн на поверхности жидкости, упругих (например, звуковых) волн, электромагнитных (например, радиоволн или световых) волн.
Квантовая система - данный термин указывает не на размер системы, а на способ ее описания методами квантовой физики в терминах состояний.
Классические корреляции - взаимосвязь характеристик каких-либо объектов посредством обычных взаимодействий путем обмена энергией. Скорость установления классических корреляций между объектами ограничена скоростью света.
Когерентность (от лат. cohaerens - находящийся в связи) - согласованное протекание во времени нескольких колебательных или волновых процессов, проявляющееся при их сложении. Колебания называются когерентными, если разность их фаз остается постоянной во времени и при сложении колебаний определяет амплитуду суммарного колебания.
Корреляция (от лат. correlatio - взаимозависимость) - систематическая и обусловленная связь между двумя рядами данных.
Матрица плотности - матрица (таблица элементов), при помощи которой описываются как чисто-квантовые состояния, так и смешанные состояния, возникающие при взаимодействии системы с окружением.
Нелокальность - свойство запутанных состояний, которым нельзя сопоставить локальные элементы реальности. Термин «нелокальность» часто используется для описания внепространственной связи запутанных состояний, когда одна частица или часть системы немедленно откликается на изменения с другой частицей или подсистемой вне зависимости от расстояния между ними.
Неопределенностей соотношение (принцип неопределенности) - одно из положений квантовой теории, утверждающее, что любая физическая система не может находиться в состояниях, в которых координаты ее центра инерции и импульс одновременно принимают точные значения. Эквивалентная формулировка заключается в том, что у любой системы энергия может быть измерена с точностью, не превышающей , где h - постоянная Планка; ? t - время измерения. Другими словами, классические понятия координаты и импульса применимы к микрочастицам лишь в пределах, устанавливаемых соотношениями Гейзенберга. Таким образом, закон сохранения энергии в ходе малых промежутков времени может не выполняться, это дает возможность рождения виртуальных частиц (или пар), существующих непродолжительное время. Согласно квантовой теории поля, любое взаимодействие может быть представлено как совокупность процессов с участием виртуальных частиц.
Несепарабельность - принципиальная невозможность разделить систему на самостоятельные и независимые друг от друга составные части. То же, что и квантовая запутанность.
Поляризация света - свойство оптического излучения, состоящее в неравноправии различных направлений в плоскости, перпендикулярной световому лучу (направлению распространения световой волны). Это связано с тем, что колеблющиеся в световой волне векторы напряженности электрического поля Е и напряженности магнитного поля Н перпендикулярны направлению распространения волны и выделяют в пространстве определенные направления.
Поток энергии характеризует интенсивность обмена энергией какого-либо объекта с окружением. Плотность потока энергии есть количество энергии, протекающее в единицу времени через единичную площадь поверхности, расположенной перпендикулярно потоку. Потоки энергии внутри тела возникают в силу неравномерности распределения энергии, то есть в силу наличия градиентов энергии, возникающих, например, при ускорениях. Применительно к нашему восприятию это ощущается как «дух захватило», «кровь к голове прилила», «волосы зашевелились» или мягкому чувствованию происходящего в теле.
Рассеяние - процесс взаимодействия микрочастиц с различными объектами (в том числе другими частицами), в ходе которого могут измениться их энергия, направление движения, внутреннее состояние и т. д.
Рекогеренция - процесс, обратный декогеренции, то есть переход от смешанных (классических) состояний к чисто-квантовым. Это процесс обретения системой квантовых свойств, включая квантовую запутанность, при прекращении или ослаблении взаимодействия с окружением. Для рекогеренции системы в квантовое состояние необходимо прекращение или ослабление обмена информацией с окружением.
В ходе рекогеренции плотные материальные оболочки «расплываются», а границы между телами начинают исчезать, происходит объединение подсистем в единую нелокальную квантовую систему. Рекогеренция означает движение от периферии мелькающих феноменов к центру, к их источнику.
Применительно к человеческой психике рекогеренция означает осознание, синтез, попадание в источник, то есть переход к пониманию происходящего из более широкого спектра восприятия мира. Для рекогеренции необходимо уметь различать достаточно полный набор состояний некоторого пространства событий и уметь управляемо взаимодействовать с ними.
В этом случае рекогеренция сводится к дефокусировке внимания, то есть снятию фокуса внимания с вызвавшего пристрастие объекта, мысли или чувства без их подавления.
В субъективном восприятии рекогеренция может быть охарактеризована состоянием покоя, ясности, не-занятости, расширенным видением происходящего. В случае «рекогеренции» бытовых неурядиц результат может быть выражен словами: «Этот вопрос меня больше не занимает»; «Я заметил вокруг столько нового и интересного»; «Оказалось, все очень даже неплохо»; «Я со всей ясностью понял, что надо делать».
Смешанное состояние - такое состояние системы, которое невозможно описать одним вектором состояния, оно может быть представлено только матрицей плотности. В смешанном состоянии не задан максимально полный набор независимых физических величин, определяющих состояние системы, а определены лишь вероятности w 1, w 2... обнаружить систему в различных квантовых состояниях, описываемых векторами состояния |1>, |2>...
Состояние системы - реализация возможных при данных условиях тех или иных потенциальных возможностей системы. Характеризуется набором величин, которые могут быть измерены.
Чистое состояние (чисто-квантовое состояние) - состояние, которое может быть описано вектором состояния. Чистыми состояниями описываются замкнутые системы.
