Научная литература
booksshare.net -> Добавить материал -> Физика -> Зельдович Я.Б. -> "Теория тяготения и эволюция звезд" -> 90

Теория тяготения и эволюция звезд - Зельдович Я.Б.

Зельдович Я.Б., Новиков И.Д. Теория тяготения и эволюция звезд — М.: Наука , 1971. — 486 c.
Скачать (прямая ссылка): teoriyatyagoteniya1971.djvu
Предыдущая << 1 .. 84 85 86 87 88 89 < 90 > 91 92 93 94 95 96 .. 200 >> Следующая


Идеальный нейтронный газ большой плотности в этом случае не является физически допустимым состоянием, поэтому нет и нарушения принципа Ле-Шателье — Брауна.

С 1967 года идея физических кварков с дробными зарядами /2 1 1 \

( + -g-e,--еч--з~е) поблекла. Экспериментальные поиски не

подтвердили существование кварков ни в космических лучах [Каша и Стефанский (1968); Бондарев и др. (1968); Гармайер и др. (1968), Ландсберг], ни в экспериментах на ускорителях [Беллами и др. (1968); Росс и др. (1967)], ни в небольших количествах в покое в обычной материи [Брагинский и др., (1967); Стоувер и др. (1967)], ни в солнечной фотосфере [Ликок и др. (1968)].

Между тем, космология предсказывает существование заметного количества первичных, реликтовых кварков, если, конечно, кварки вообще существуют (см. гл. 18 Релятивистской астрофизики»).

*) Речь идет о связи между собой трех кварков, образующих барион,

**) (^1): заряд + /з, странность 0 (р)\ (п2): заряд — х/з, странность 0 (п); (п3): заряд — х/з? странность — 1 (X)1 220

ХОЛОДНОЕ ВЕЩЕСТВО

![ГЛ. 6

Детальные теоретические исследования возможной структуры барионов, как состоящих из кварков, также привели к трудностям [Брагинский и др. (1967)]. Все это вместе является веским аргументом против существования дробно-заряженных кварков.

Имеются более сложные схемы с девятью различными типами кварков с целочисленными зарядами. Доказать их или опровергнуть еще труднее. Поэтому термодинамику кварков следует рассматривать как иллюстрацию принципов, а не как необходимое описание действительности.

§ И. Электромагнитное взаимодействие частиц

Можно ли что-нибудь сказать об уравнении состояния при наличии взаимодействия между частицами? В одном очень важном случае оказывается, что можно, а именно, для электромагнитного поля. Плотность энергии поля равна (E*2 + Я2)/8я, где E* — напряженность электрического поля, H — магнитного поля.

В общем случае силы определяются максвелловским тензором натяжений, и в упорядоченных полях силы резко анизотропны (натяжение вдоль поля І?*2/8я и расталкивание в двух перпендикулярных направлениях поперек поля 2?*2/8я; аналогично и для магнитного поля).

Однако сумма нормальных натяжений на три перпендикулярные площадки всегда тождественно равна (Z?*2 + Я2)/8я, т. е. равна плотности энергии. Этот результат не зависит от того, имеем ли мы дело со статическими или переменными полями, с полями в той области, где находятся заряды и токи или с полями (в частности, полем электромагнитной волны) в пустоте. Когда можно говорить о давлении электромагнитного поля? Для этого нужно, чтобы при усреднении по времени или по макроскопическим площадкам все направления (в среднем) оказывались равноценными. Тогда сумма напряжений равна 3P и, следовательно, для электромагнитного поля всегда є = ЗР, где е — объемная плотность энергии. Мы отмечали, что такое равенство имеет место для ультрарелятивистского газа, в частности, для совокупности световых квантов, т. е., говоря классически, для совокупности электромагнитных волн.

Однако полученный выше результат богаче: ведь электромагнитное поле не исчерпывается полем волн. Это видно уже из того, что электромагнитные волны поперечные. Кулоновское поле заряда, например, продольно и его нельзя свести к свободным электромагнитным волнам.

Давление и плотность энергии системы заряженных частиц не обязательно вычислять как производную от энергии. В принципе, можно непосредственно в веществе данной плотности мысленно провести поверхность и найти поток импульоа, нормальный к по- § 11]

ЭЛЕКТРОМАГНИТНОЕ ВЗАИМОДЕЙСТВИЕ ЧАСТИЦ

221

верхности, т. е. давление; эта операция может быть сделана и в классической механике и в квантовой теории. Здесь не предполагается производить вычисления: изложенный выше подход нужен для того, чтобы сказать, что давление взаимодействующих частиц можно представить как сумму «кинетического» давления движущихся невзаимодействующих частиц и давления электромагнитного поля, осуществляющего взаимодействие *):

р=Pp+pt. (6.11.1)

Точно так же энергию взаимодействия можно описать как энергию поля. Поэтому плотность энергии также запишем в виде суммы

8 = 8р + Є/. (6.11.2)

Для частиц

Pp (6.11.3)

знак равенства относится к частицам с нулевой массой покоя. Для поля

Отсюда

= (6.11.4)

P = Pp H- Pf < , є - ЗР > 0. (6.11.5)

Таков общий вывод для электромагнитно-взаимодействующих частиц и электромагнитного поля.

Отметим одну тонкость. Изолированная заряженная частица обладает собственным электромагнитным полем. Можно вычислить интегралы по объему от плотности энергии и натяжения этого поля. Для точечного заряда такое вычисление не проходит из-за расходимости поля в г = 0, оно возможно только для размазанного заряда. Но мы не будем подробно останавливаться на этой части проблемы. Мы хотим подчеркнуть, что энергия поля отдельной частицы всегда включена в экспериментально измеряемую энергию покоя (тс2), а натяжения поля всегда скомпенсированы другими неэлектромагнитными силами внутри частицы.
Предыдущая << 1 .. 84 85 86 87 88 89 < 90 > 91 92 93 94 95 96 .. 200 >> Следующая

Реклама

c1c0fc952cf0704ad12d6af2ad3bf47e03017fed

Есть, чем поделиться? Отправьте
материал
нам
Авторские права © 2009 BooksShare.
Все права защищены.
Rambler's Top100

c1c0fc952cf0704ad12d6af2ad3bf47e03017fed