Kak something “се съдържа” в no-thing?

И все пак...Материята exists.Действителността съществува.

 

Галилео: ”И все пак...тя се върти!”

 

Чистият вакуум въздейства на светлината 

Според класическата физика, космическото пространство представлява чист вакуум, лишен от материя. От гледна точка на квантовата физика, във вакуума могат спонтанно да възникват частици и античастици, които веднага изчезват – анихилират. Например, даже при отсъствието на каквото и да е вещество, под въздействието на силно магнитно поле коефициентът на пречупване на вакуума може да се променя.

Ефектът е открит в рамките на експеримента PVLAS, провеждан в лабораториите на италианския национален института по ядрена физика (INFN) в Леграно.

В експеримента PVLAS линейно поляризиран сноп фотони се пропуска през вакуум в присъствието на магнитно поле с напрегнатост 5Тs (тесла). Учените са изучавали промяната в поляризацията на лъча, след изминаването му на 1 метър във вакуумната камера. След анализ на статистиките, получени след 44 000 опита, изследователите са стигнали до извода, че векторът на насоченост на поляризацията на фотоните се променя с 3,9(+/-0,5)x10-12 радa, т.е. на по-малко от половин милиардна част от градуса.

Ефектът е изключително малък, но въпреки това резултатите дават право да се предполага, че при “пътуването” си във вакуума фотонът взаимодейства с неизвестен вид материя – възможно е това да е още непозната за науката елементарна частица. Например, възможно е фотонът да си взаимодейства с раждащ се във вакуума виртуален фотон, в резултат на което се получава междинна частица, която обаче много бързо след това се разпада на два фотона. Този механизъм ограничава движението на фотоните, поляризирани паралелно на външното поле, вследствие на което лъчът става елиптично поляризиран. От своя страна, завъртането на плоскостта на поляризация може да е предизвикано от взаимодействието на фотоните с виртуалните фотони. Като резултат от това взаимодействие се образува реална частица, която приема въртящият момент.



Учените смятат, че при Големия взрив се появат равни количества частици и античастици /материя и антиматерия/, които взаимно се анихилират.

Определение на вакуума. 
Нека отбележим, че понятието заабсолютна пустота влиза в противоречие с експеримента още презсредните векове, когато започват първите наблюдения на светлиннитеявления. Светлината взаимодейства с заобикалящата я среда и сенаблюдават явленията интерференция и дифракция, което показва, че несъществува абсолютна пустота. ...В началото на ХХ век беше създаденатеорията на относителността (Айнщайн, Пуанкаре, Лоренц), коятоотхвърли хипотезата за съществуването на пусто пространство. Новотосъстояние беше наречено вакуум. Според квантовата теория на полетовакуумът се разглежда не като просто отсъствие на поле, а като едно отвъзможните състояния на полета. Последните събития в космологиятадават всички основания да се предполага, че във Вселената доминиравакуумът и плътността на неговата енергия превъзхожда всички“обикновени” форми на космическата материя, взети заедно. Уравнението на състоянието на вакуума има вида: р = - ε , където р е налягането, а ε – обемната плътност на енергията. Некаотбележим, че на вид това уравнение напомня известното уравнение наидеалния газ. Например, за нерелативистичен едноатомен газU = 3/2 pV, илиp = 2/3 ε, а за фотонен газр = ε /3. Обаче уравнението на състояние на вакуума се отличава кардиналноот тези уравнения с знака “минус”. Както се доказва в квантовата теорияна полето, това уравнение на състоянието е уникално – единственото, при което се запазва основният закон на механиката – законът заинерцията. Загубите на енергия от триене на частиците с вакуумнатаматерия ще се компенсират точно с въздействието на налягането. Разбира се, тази особеност се запазва само в условията на равномерноправолинейно движение. Ако, например, частицата се движи поокръжност, то вакуумът ще изменя характеристиките на нейнотодвижение. Въздействия върху частицата оказват такива “съставляващи” на вакуума като “нулевите “ (квантови) трептения на електромагнитнотополе, раждащи за кратък период от време (ħ/(mc2), където ħ еконстантата на Планк, m масата на частицата, а с – скоростта насветлината ) двойка частици (например, електрон и позитрон). Такивачастици се наричат виртуални. Пълната компенсация на загубите наенергия е възможна само при случаите, когато частицата се движиправолинейно и равномерно. Ако частицата се движи по окръжност, топротича много малко (поради малката стойност на ħ /(mc2) ) изместване наенергията. Именно това се наблюдава например в атома на водорода. Изместването на енергетичните нива на водородния атом (лембовскоизместване), е изчислено и измерено с точност до десетия знак, като притова теоретичната и експерименталната стойност съвпадат прекрасно.Този пример, далеч не единствения, свидетелства за съществуванетона вакуум, взаимодействащ с частиците. И тук възниква естествения въпрос, който може би е основният въпрос на фундаменталната физика: защо вауумната материя практически не влияе върху макроскопичнитеявления? Сега този въпрос става особено актуален във връзка с регистрациятана нови наблюдателни данни за взривове на свръхнови звезди, намиращисе на разстояния стотици и хиляди мегапарсеци (преди бяха допусканиразстояния от 10 – 20 мегапарсека). Получените данни неопровержимосвидетелстват, че разширението на Вселената не намалява, а се ускорява! От това неизбежно следва, че във Вселената доминира “вакуумът” – поплътност той превишава всички “обикновени” форми на космическатаматерия, взети заедно. Голямата плътност на вакуума води до ускоряванена разширението, т.е. до ефекта на “антигравитация”, именноблагодарение на приведените по-горе уравнения на състояние завакуумната материя.