[SCRÂTÂT]
[FOSȘIT]
[CLIC]
MARKUS KLUTE: Bine ați
revenit la 8.701.
Deci, în acest al doilea capitol --
capitolul numărul 1 --
începem să vorbim despre

interacțiunile și câmpurile quarcilor și leptonilor.
Și începem cu o
discuție foarte generală
despre câmpurile cuantice și materie.
Deci știți cu toții ce
înțelegem prin particule și forțe
în sensul clasic.  Cu toate
acestea, acum trebuie să vedem
cum se conectează ele cu
câmpurile cuantice și cum acest lucru ne ajută
să luăm în considerare materia și forțele
într-un mod foarte similar.
Viziunea modernă a
modului de bază în care particulele ajung să existe
este în termeni de
câmpuri cuantizate, care
este o extensie a
mecanicii cuantice pe care o iubești și o cunoști,
pe care ai făcut-o înainte,
în care cuantizează particulele.
Aceste câmpuri au
ecuații cuantice pentru amplitudinile lor de câmp,
care sunt
practic ca oscilatorul
armonic cuantic simplu
, dar există
un număr infinit de ele -
una pentru fiecare
frecvență posibilă de undă în câmp.
Aceasta înseamnă că amplitudinile
undei pentru fiecare frecvență
sunt, prin urmare, cuantificate
în pași întregi,
la fel ca într-un
oscilator armonic simplu.
Aceasta este ceea ce
vedem ca o particulă.
Prima excitație dă
o particulă de o frecvență.
Excitarea ulterioară
a amplitudinii
pentru aceeași frecvență
corespunde la două particule.
Et cetera, etc.
Prin urmare, conceptul
de câmp cuantic,
spre deosebire de mecanica cuantică normală
, permite existența
unui număr arbitrar și schimbător
de particule.
Acest lucru este necesar, așa cum veți
vedea mai târziu,
astfel încât să putem crea
și anihila particule
în reacții și descompunere.
Și
funcțiile de undă standard corespund
unei ecuații cu o
anumită frecvență,
amplitudine atunci când aceasta există
în [INAUDIBIL]..
Deci acum, să luăm în considerare
câteva cazuri aici.
Imaginați-vă că aveți două particule -
doi fermioni, de exemplu - să
spunem doi electroni.
Și luați în considerare
funcția de undă.  Teoria
câmpului cuantic
spune de fapt
că există
un singur câmp cuantic de electroni
pentru întregul univers
și fiecare electron care există
se datorează unei excitații
a câmpului.
Prin urmare, toți electronii
sunt identici
în sensul mecanic-cuantic
, deoarece toți
provin din același câmp.
Teoria spune, așadar, că
proprietățile particulare sunt
ecuațiile de undă rezultate - și
anume simetria lor -
și schimbul
acestor particule.
Deci, simetria suplimentară
depinde dacă
particula este sau nu un fermion,
ceea ce înseamnă că are spin 1/2
sau 3/2 sau 5/2, etc. sau un
boson, ceea ce înseamnă că are
spin 0, 1 sau  2 și așa mai departe.
Deci, pentru orice
fermion și electron identic,
teoria noastră cuantică a câmpului
spune că funcția lor de undă
trebuie să respecte proprietatea
de antisimetrie.
Aceasta înseamnă că atunci când
scriem o funcție de undă generală
și înlocuim particulele,
ridicăm semnul minus.
Această proprietate nu este
doar pentru electroni,
ci pentru toți fermionii -
asta este toată particulele de materie,
așa cum am văzut săptămâna trecută.
Deci este valabil și pentru
particulele compozite.
O particulă de spin-1/2 compozită
este supusă aceleiași
antisimetrii.
Această proprietate a
antisimetriei schimbului duce
la un principiu bine-cunoscut, și
anume, principiul Pauli,
care înseamnă că nu poți
avea doi electroni din aceeași
stare energetică sau din aceeași stare,
pentru că atunci când
îi schimbi, descoperi
că ei  sunt identice,
ceea ce este un contrast puternic cu
descrierea reală a acestei
funcții de undă.
Deci asta nu prea funcționează.
Și, prin urmare, doi
electroni, sau doi fermioni,
nu pot fi în aceeași stare.
[INAUDIBIL] foarte general.
Construirea unei funcții de undă sau a
unei ecuații de undă totală pentru doi
fermioni nu este atât de dificilă.
Putem face acest lucru pur și simplu
prin această construcție.
O
afirmație sau o notă suplimentară importantă de luat aici
este că o antiparticulă,
cum ar fi un pozitron,
nu este din nou identică cu o particulă,
cum ar fi electronul.
Dacă treceți la bosoni,
schimbul de bosoni este simetric,
adică dacă
[?  cerere?] doi fotoni,
găsiți
funcția de undă identică.
Și apoi construind o
funcție de undă totală cu doi bozoni,
faceți acest lucru adunând aceste
două funcții împreună.
Acesta este, prin
definiție, simetric.  Să
aşteptăm acum cu nerăbdare
să schimbăm particule.
Din nou, aveți o idee foarte bună
despre imaginea clasică
a modului în care sunt transmise forțele.
Deci imaginea modernă a modului în care o
forță acționează sub cuantizare
este prin emisie și prin
absorbția unei particule.
Acest lucru este arătat în
această diagramă aici,
unde să presupunem că aveți un
electron și un al doilea electron.
Se văd.
Și se văd unul pe altul
emitând și absorbind fotoni.
Și vezi asta aici.
Deci apare acest electron,
poate emite un foton.
Acest electron [?  readmite?] it.
Și prin acest schimb de
emisie și absorbție
de fotoni, acele două
particule, electroni [INAUDIBILI] unul față
de celălalt.
Așa că la asta te poți gândi
ca la două nave care trag cu tunuri,
dacă vrei.
Dar trebuie să luați în considerare și
că nu există doar
forțe de respingere, ci
și forțe de atragere.  Am fi
putut înlocui
electronul cu un pozitron,
iar sarcina negativă și
cea pozitivă
ar interacționa între ele.
Acesta este pentru acest scurt --
este practic o introducere
în introducerea intro-ului.
Sper să vă bucure de asta.
Toate aceste concepte
intrăm în mai multe detalii.
Acesta este într-adevăr doar
punctul de plecare.
Și apoi următoarea
prelegere, veți
vedea cum putem
înțelege de fapt
aspecte ale acestei
diagrame aici, pe care o
numim diagrama Feynman.