Verbum

АДЗІ́НАЯ ТЭО́РЫЯ ПО́ЛЯ,

універсальная фіз. тэорыя мікрабудовы матэрыі, якая прызначана даць апісанне ўсіх фундаментальных узаемадзеянняў, вызначыць уласцівасці элементарных часціц і законы іх руху.

У аснове адзінай тэорыі поля ляжаць агульныя палажэнні: 1) універсальнасць палявой канцэпцыі — кожнаму тыпу элементарных часціц і фундаментальных узаемадзеянняў адпавядаюць свае квантаварэлятывісцкія палі; 2) калібровачны (суперкалібровачны) прынцып як універсальны дынамічны прынцып для ўсіх тыпаў фундаментальных узаемадзеянняў — кожны з іх звязваецца з дынамічнай (калібровачнай) сіметрыяй і адказнымі за гэтае ўзаемадзеянне сілавымі зарадамі элементарных часціц, а таксама з адпаведнымі калібровачнымі палямі (базонамі) — іх пераносчыкамі; 3) гіпотэза аб існаванні адзінага універсальнага фундаментальнага ўзаемадзеяння (адзінага поля), канкрэтнымі праявамі якога пры адпаведных умовах з’яўляюцца гравітац., эл.-магн., слабае і моцнае ўзаемадзеянні. Пачатак адзінай тэорыі поля пакладзены стварэннем адзінай калібровачнай палявой тэорыі электраслабых узаемадзеянняў (1967—68), першага аб’яднанага апісання двух тыпаў узаемадзеяння ў межах адной тэорыі. Пасля пабудовы квантавай хромадынамікі прапанаваны розныя схемы «Вялікага аб’яднання», адзінай калібровачнай палявой тэорыі эл.-магн., слабага і моцнага ўзаемадзеянняў. Уключэнне гравітацыйнага ўзаемадзеяння ў агульную схему дасягнута за кошт увядзення суперсіметрыі (што звязвае ферміёны і базоны) і адпаведных суперкалібровачных палёў (гл. Супергравітацыя).

На Беларусі даказана магчымасць пабудовы тэорыі ўсіх фундаментальных узаемадзеянняў з дапамогай універсальных нелінейных ураўненняў Фёдарава для аб’яднаных палёў (1968; Ф.​І.​Фёдараў).

Літ.:

Физика микромира. М., 1980;

Фёдоров Ф.И. Уравнения первого порядка для гравитационного поля // Докл. АН СССР. 1968. Т. 179, № 4;

Богуш А.А. Введение в калибровочную полевую теорию электрослабых взаимодействий. Мн., 1987.

А.​А.​Богуш.

т. 1, с. 108

ІЗАТАПІ́ЧНЫ СПІН,

адзін з квантавых лікаў, які характарызуе адроны, кваркі, лептоны і некаторыя інш. элементарныя часціцы. Адрозніваюць моцны і слабы І.с., якія сваімі ўласцівасцямі нагадваюць звычайны спін у квантамеханіцы.

Моцны І.с. вызначае колькасць розных зарадавых станаў адронаў ці кваркаў у ізатапічным мультыплеце (гл. Ізатапічная інварыянтнасць). І.с. адронаў можа прымаць цэлыя і паўцэлыя значэнні: 0; ​¹/₂; 1; ​³/₂... Паміж эл. зарадам Q, трэцяй праекцыяй І.с. T₃, барыённым зарадам B, дзіўнасцю S, чароўнасцю C і прыгажосцю b існуе сувязь: Q=T₃+​¹/₂(B+S+C−b). Напр., нуклону (B=1, S=0, C=0, b=0) адпавядае T₃=Q−​¹/₂, што дае T₃=​¹/₂ для пратона (Q=1) і T₃=−​¹/₂ для нейтрона (Q=0), т. ч. нуклон мае 2 зарадавыя станы і ўтварае ізадублет. І.с. сістэмы адронаў захоўваецца ў моцных (ядзерных) узаемадзеяннях, а T₃ — у эл.-магн. узаемадзеяннях. Слабы І.с. характарызуе лептоны, кваркі, прамежкавыя вектарныя базоны і скалярныя базоны Хігса ў дачыненні да электраслабага ўзаемадзеяння. Для кваркаў і лептонаў прымае значэнні: 0; ​¹/₂. Паміж эл. зарадам Q, трэцяй праекцыяй слабага І.с. T₃​^w і слабым гіперзарадам Y​^w існуе сувязь: Q=T₃​^w+​¹/₂Y​^w (абагульненая ф-ла Гел-Мана—Нішыджымы). Слабы І.с. дазваляе правесці класіфікацыю лептонаў і кваркаў і дакладна вызначыць законы электраслабага ўзаемадзеяння ўсіх элементарных часціц.

Літ.:

Окунь Л.Б. Лептоны и кварки. 2 изд. М., 1990.

І.​С.​Сацункевіч.

т. 7, с. 177

МЕЗО́ННАЯ ХІ́МІЯ,

раздзел хіміі, які вывучае атамныя сістэмы, дзе ядро атама заменена інш. дадатнай часціцай (напр., μ​⁺-мюонам, пазітронам) або электрон заменены інш. адмоўнай часціцай (напр., μ​⁻ мюонам, π​⁻- ці K​⁻-мезонам). Узнікла ў 1960-я г. ў сувязі з даследаваннямі хім. рэакцый, якія адбываюцца пры ўзаемадзеянні мюонаў з рэчывам. З дапамогай М.х. атрымліваюць даныя аб размеркаванні электроннай шчыльнасці, крышталічнай і магн. структуры рэчыва, механізме і скорасці хім. рэакцый.

Асн. кірункі даследаванняў у М.х.: π​⁻- і μ​⁻ М.х., вывучэнне паводзін μ​⁺-мюона ў рэчыве і рэакцый мюонія. У π​⁻- М.х. асн. з’яўляецца рэакцыя перазарадкі π​⁻-мезона на пратонах π​⁻ + p → n + π​⁰, імавернасць якой залежыць ад зараду ядра атама, з якім злучаны вадарод, тыпу сувязі паміж атамамі вадароду і інш., што дае магчымасць адрозніць хімічна звязаны вадарод ад свабоднага вадароду. У аснове μ​⁻- М.х. ляжыць вымярэнне энергій і інтэнсіўнасцей асобных ліній у рэнтгенаўскіх спектрах мезаатамаў. Асаблівасці рэнтгенаўскага выпрамянення μ​⁻-атамаў дазваляюць вызначыць элементны састаў узору, а таксама від хім. злучэння гэтых элементаў. μ​⁺-мюон і мюоній па сутнасці з’яўляюцца мечанымі атамамі, за рухам якіх можна сачыць ад моманту нараджэння да моманту распаду. Напр., лакальныя магн. палі ў крышталях узаемадзейнічаюць са спінам мюона і змяняюць карціну яго прэцэсіі, што дазваляе вывучаць характарыстыкі ўнутраных магн. палёў. На аснове вывучэння рэакцый мюонію робяць высновы аб рэакцыях атамарнага вадароду.

Літ.:

Кириллов-Угрюмов В.Г., Никитин Ю.П., Сергеев Ф.М. Атомы и мезоны. М., 1980;

Евсеев В.С., Мамедов Т.Н., Роганов В.С. Отрицательные мюоны в веществе. М., 1985.

т. 10, с. 259

ПРАГНО́З НАДВО́Р’Я,

навукова абгрунтаванае прадбачанне і разлік будучага стану надвор ’я. Складаюцца на падставе аналізу развіцця буйнамаштабных атм. працэсаў. Адрозніваюць П.н. кароткатэрміновыя (ад некалькіх гадзін да 1—2 сут), доўгатэрміновыя малой заўчаснасці (3—10 сут) і доўгатэрміновыя вял. заўчаснасці (на месяц, сезон). П.н. папярэднічае назіранне (пры дапамозе метэаралагічных станцый, радыёзондаў, радыёлакатараў, метэаралагічных ракет, ШСЗ і інш.), збор і аналіз стану надвор’я. Падставай для распрацоўкі кароткатэрміновых прагнозаў з’яўляецца аналіз сінаптычных карт або выкарыстанне лічбавых метадаў П.н., якія дазваляюць рашаць ураўненні атм. гідрадынамікі і тэрмадынамікі пры дапамозе ЭВМ. Аналіз гэтых матэрыялаў дае магчымасць выявіць раёны развіцця цыклонаў і антыцыклонаў, паветраных мас рознага паходжання, франтоў атмасферных, вызначыць іх эвалюцыю, напрамак і хуткасць перамяшчэння, тэрмадынамічныя ўласцівасці паветраных мас і іх магчымыя змены. У доўгатэрміновых П.н. выкарыстоўваюць розныя стат. сувязі паміж мінулым і будучым развіццём атм. працэсаў і станам надвор’я. П.н. складаецца па пункце (горад, аэрадром), маршруце (авіяц. траса, марскі шлях) і тэрыторыі (краіна, вобласць, раён). П.н. бываюць агульнага карыстання (для насельніцтва) і спецыялізаваныя (авіяц., аграметэаралагічныя, марскія і інш.). У агульных даюцца звесткі пра прагназіруемыя метэаралагічныя элементы (т-ра, вецер, воблачнасць, ападкі) і небяспечныя з’явы надвор’я (бура, град, галалёд, шквалы і інш.). Спецыялізаваныя прызначаны для розных галін гаспадаркі і складаюцца ў адпаведнасці з іх патрабаваннямі. З П.н. цесна звязаны гідралагічны прагноз. На Беларусі рэгулярнае складанне П.н. на суткі вядзецца з 1931, на 3—6 сут — з 1946, спецыялізаваных — з 1948. П.н. для краіны, абласцей, Мінска і абл. цэнтраў складае аддзел метэапрагнозаў Рэспубліканскага гідраметэаралагічнага цэнтра.

т. 12, с. 533

МАГНІ́ТНАЕ ПО́ЛЕ,

адна з форм існавання электрамагнітнага поля, якая выяўляецца ў сілавым уздзеянні на рухомыя эл. зарады (эл. токі) і магніты. Асн. характарыстыкі М.п. — магнітная індукцыя і напружанасць магнітнага поля. Паводле Максвела ўраўненняў крыніцамі М.п. могуць быць эл. токі, целы з ненулявым магнітным момантам і пераменныя эл. палі.

Адсутнасць у прыродзе адасобленых магн. полюсаў (гл. Манаполь магнітны) прыводзіць да таго, што М.п. саленаідальнае (лініі поля заўсёды замкнёныя) у адрозненне ад электрастатычнага поля, якое з’яўляецца патэнцыяльным (лініі поля бяруць пачатак на дадатных эл. зарадах). Пры вывучэнні ўласцівасцей М.п. пробным элементам (індыкатарам поля) служыць магн. дыполь — замкнёны плоскі контур з эл. токам або пастаянны магніт невялікіх памераў, што дае магчымасць вызначыць напрамак вектара магнітнай індукцыі ў кожным пункце поля. М.п., створанае правадніком адвольнай формы з эл. токам, вызначаецца паводле Біо—Савара закону. Наяўнасць М.п. ў касм. аб’ектаў (Сонца, зорак, некат. планет, міжпланетнай прасторы) прыводзіць да спецыфічных геамагн. і астрафіз. з’яў (напр., магнітныя буры, сінхратроннае выпрамяненне, сонечны вецер), а наяўнасць уласнага магн. моманту ў элементарных часціц — да праяўлення магн. уласцівасцей рэчыва (напр., дыямагнетызм, парамагнетызм, ферамагнетызм). Напружанасць М.п. міжпланетнай прасторы 10​⁻³—10​⁻⁴ А/м, Зямлі ~40 А/м, зорак да 10​⁹—10​¹⁰ А/м; звышправодныя саленоіды могуць ствараць М.п. напружанасцю да 10​⁶ А/м. М.п. выкарыстоўваецца ў паскаральніках зараджаных часціц, для ўтрымання гарачай плазмы ва ўстаноўках кіравальнага тэрмаядз. сінтэзу, ва ўсіх канструкцыях і прыстасаваннях электра- і радыётэхнікі, выліч. тэхнікі і электронікі.

А.​І.​Болсун.

т. 9, с. 480

МА́КСВЕЛА ЎРАЎНЕ́ННІ,

асноўныя ўраўненні класічнай макраскапічнай электрадынамікі, што апісваюць эл.-магн. з’явы ў адвольных асяроддзях і вакууме. Выведзены ў канцы 1860-х г. Дж.К.Максвелам на падставе абагульнення эмпірычных законаў эл. і магн. з’яў.

М.ў. звязваюць напружанасць эл. поля $\overrightarrow{E}$, магн. індукцыю $\overrightarrow{B}$, эл. індукцыі $\overrightarrow{D}$ і напружанасць магн. поля $\overrightarrow{H}$ з характарыстыкамі крыніц эл. і магн. палёў: шчыльнасцю эл. зарадаў і шчыльнасцю току праводнасці $\overrightarrow{j}$. У дыферэнцыяльнай форме маюць выгляд: ${\displaystyle rot\overrightarrow{E}=\text{−}\frac{\partial \overrightarrow{B}}{\partial t}}$ (1), ${\displaystyle rot\overrightarrow{H}=\overrightarrow{j}+\frac{\partial \overrightarrow{D}}{\partial t}}$ (2), ${\displaystyle div\overrightarrow{D}=\mathrm{\rho }}$ (3), ${\displaystyle div\overrightarrow{B}=0}$ (4), дзе ${\displaystyle \frac{\partial \overrightarrow{D}}{\partial t}}$ — шчыльнасць току зрушэння. М.ў. дапаўняюцца матэрыяльнымі ўраўненнямі: ${\displaystyle \overrightarrow{D}={\mathrm{\epsilon }}_0\mathrm{\epsilon }\overrightarrow{E}}$ , ${\displaystyle \overrightarrow{B}={\mathrm{\mu }}_0\mathrm{\mu }\overrightarrow{H}}$ , ${\displaystyle \overrightarrow{j}=\mathrm{\gamma }\overrightarrow{E}}$ , дзе ε₀(μ₀) — эл. (магн.) пастаянная, ε(μ) — адносная дыэлектрычная (магн.) пранікальнасць і γ — эл. праводнасць асяроддзя. М.ў. (1) выяўляе непарыўную сувязь паміж эл. і магн. палямі і выражае закон электрамагнітнай індукцыі, (2) паказвае, што крыніцай магн. поля з’яўляюцца токі праводнасці і токі зрушэння (гл. Поўнага току закон), (3) устанаўлівае, што крыніцай эл. поля з’яўляюцца эл. зарады (гл. Гаўса тэарэма), (4) паказвае на адсутнасць адасобленых крыніцы магн. поля (магн. зарадаў). М.ў. дазваляюць вызначыць асн. характарыстыкі эл.-магн. поля $\overrightarrow{E}$, $\overrightarrow{D}$, $\overrightarrow{B}$, $\overrightarrow{H}$ у кожным пункце прасторы і ў кожны момант часу, калі вядомыя Q, i, $\overrightarrow{j}$ як функцыі каардынат і часу. З М.ў. вынікае магчымасць існавання электрамагнітных хваль, якія распаўсюджваюцца ў вакууме са скорасцю святла. М.ў. адлюстроўваюць глыбокую сувязь эл. і магн. з’яў і з’яўляюцца тэарэтычнай асновай класічнай і квантавай электрадынамікі, фіз. оптыкі, тэорыі распаўсюджання эл.-магн. хваль і інш. раздзелаў электрамагнетызму.

А.​І.​Болсун.

т. 9, с. 544