تقارن پیمانه‌ای و برهمکنش های طبیعی @Quantum Physics

Quantum Physics | United States America (US)

Create: 2024-11-29 Update: 2025-06-29 01:12:25

تقارن پیمانه‌ای و برهمکنش های طبیعی

کارهای امی نوتر نشان می‌داد که قوانین پایستگی با تقارن پیوسته‌ای مرتبط است. بنابراین برای هر قانون پایستگی باید به دنبال تقارنی باشیم. یکی از این قوانین پایستگی، قانون پایستگی بار الکتریکی است. چه تقارنی پایستگی بار الکتریکی را ایجاد می‌کند؟
جستجو برای پاسخ به این سوال را هرمان وایل برعهده گرفت. او نوع دیگری از تقارن به نام تقارن پیمانه‌ای را معرفی کرد و به این نتیجه رسید که با تعمیم اصل نسبیت به تقارن پیمانه‌ای می‌تواند معادلات ماکسول را بدست آورد و دو نیروی شناخته شده آن زمان یعنی گرانش و الکترومغناطیس را باهم متحد کند. اما مشکلاتی موجب شد که وایل این تئوری را کنار بگذارد.

بعدها با تکامل مکانیک کوانتوم و دیدگاه موجی ذرات، ناوردایی پیمانه‌ای جان تازه‌ای گرفت. تابع موج ذرات در مکانیک کوانتومی، موجودی ریاضی و مشاهده ناپذیر است. تنها مربع آن مفهوم فیزیکی چگالی احتمال را دارد. تغییر فاز این موج نوعی تقارن است زیرا با تغییر آن چگالی احتمال تفاوت نخواهد کرد. اما از طرفی تغییر فاز موجب تغییر انرژی و تکانه ذره می‌شود. در اینجا اگر بخواهیم تقارن را حفظ کنیم باید موجودی وارد عمل شود که در مجموع حالت سیستم قبل و پس از تغییر فاز یکسان بماند. در اینجا میدان پیمانه‌ای وارد می‌شود و تغییرات انرژی و تکانه ایجاد شده را حمل می‌کند. البته در اینجا تقارن پیمانه‌ای موضعی را حفظ می‌کنیم که در آن پارامتر تغییرات تابعی از مختصات فضازمان است به همین دلیل آنرا موضعی می‌نامیم.
بنابراین از این پس باید الکترون را همراه با میدانی پیمانه‌ای درنظر بگیریم. اما چرا برای حفظ تقارن این تلاش به ظاهر بی‌اهمیت را می‌کنیم؟ چرا تحت تبدیلات پیمانه‌ای موضعی باید معادلات بدون تغییر بماند؟
هنگامی که الکترونی با تکانه p ، شتاب بگیرد، مثلاً تغییر تکانه‌ای به اندازه 'p در ذره ایجاد می‌شود. آنگاه ذره‌ای پیمانه‌ای با تکانه ('p–p) خلق می‌شود. این ذره پیمانه‌ای همان فوتون است.

این دیدگاه در توصیف کوانتومی برهمکنش الکترومغناطیسی ذرات به کار میرود. در واقع دو الکترون به واسطه تبادل ذره پیمانه‌ای (فوتون) با یکدیگر برهمکنش کرده و پس زده می‌شوند. فوتونی که در این فرایند تولید می‌شود ناشی از حفظ تقارن پیمانه‌ای است. با حفظ تقارن پیمانه‌ای موضعی لاگرانژی دیراک، لاگرانژی ماکسول تولید شده و مشخص می‌شود که میدان پیمانه‌ای در اینجا همان میدان الکترومغناطیسی است.

علاوه بر اینها، این تقارن می‌تواند به پایستگی بار الکتریکی ربط داده شود. پیش از این به تقارن u(1) و پایستگی بار پرداختیم. (کلیک کنید) در اینجا پارامتر تغییر مقداری ثابت است.

امروزه فیزیکدانان می‌دانند که تقارن پیمانه‌ای یک اصل برای فرمول‌بندی برهمکنش های طبیعت است.

🆔 @Physics3p

Quantum Physics

hottg.com/physics3p/4257

6.5K viewsMatin Abri, Nov 29, 2024 at 15:16

>>Click here to continue<<

Quantum Physics

Share with your best friend

United States America Popular Telegram Group (US)

Telegram Q&A

Q: How does hottg.com work?

Once you've set up a username, you can give people a hottg.com/username link. Opening that link on their phone will automatically fire up their Telegram app and open a chat with you. You can share username links with friends, write them on business cards or put them up on your website.This way people can contact you on Telegram without knowing your phone number.

With Telegram, you can send messages, photos, videos and files of any type (doc, zip, mp3, etc), as well as create groups for up to 200,000 people or channels for broadcasting to unlimited audiences. You can write to your phone contacts and find people by their usernames. As a result, Telegram is like SMS and email combined — and can take care of all your personal or business messaging needs. In addition to this, we support end-to-end encrypted voice calls.

Q: What is Telegram? What do I do here?

Telegram is a messaging app with a focus on speed and security, it’s super-fast, simple and free. You can use Telegram on all your devices at the same time — your messages sync seamlessly across any number of your phones, tablets or computers.

Q: Who is Telegram for?

Telegram is for everyone who wants fast and reliable messaging and calls. Business users and small teams may like the large groups, usernames, desktop apps and powerful file sharing options. You can appoint admins with advanced tools to help these communities prosper in peace. Public groups can be joined by anyone and are powerful platforms for discussions and collecting feedback.In case you're more into pictures, Telegram has animated gif search, a state of the art photo editor, and an open sticker platform (find some cool stickers here or here). What's more, there is no need to worry about disk space on your device. With Telegram's cloud support and cache management options, Telegram can take up nearly zero space on your phone.

Q: How is Telegram different from WhatsApp?

Unlike WhatsApp, Telegram is a cloud-based messenger with seamless sync. As a result, you can access your messages from several devices at once, including tablets and computers, and share an unlimited number of photos, videos and files (doc, zip, mp3, etc.) of up to 2 GB each. And if you don't want to store all that data on your device, you can always keep it in the cloud.Thanks to our multi-data center infrastructure and encryption, Telegram is faster and way more secure. On top of that, Telegram is free and will stay free — no ads, no subscription fees, forever.

Q: Can I make calls via Telegram?

Yes! Voice calls are currently available to users around the world.

Many modern travelers appear to struggle with managing various aspects of their finances simultaneously while abroad, such as banking, budgeting, investing, trading, and saving. It is important to have apps installed on the device that will help you carry out these necessary tasks.

Hot Topic in US

Hide Telegram Chats in a New Folder

تقارن پیمانه‌ای و برهمکنش های طبیعی