Verbum

БАРЫЁНЫ,

цяжкія (у параўнанні з электронамі) элементарныя часціцы з напаўцэлым спінам і масай, не меншай за масу пратона; удзельнічаюць ва ўсіх вядомых фундаментальных узаемадзеяннях. Належаць да адронаў і складаюцца з 3 кваркаў, што і вызначае іх квантавыя лікі (дзіўнасць, чароўнасць, прыгажосць і інш.). Да барыёнаў адносяцца нуклоны, гіпероны і некаторыя рэзанансы.

Адзіны стабільны барыён — пратон, усе астатнія нестабільныя і паслядоўным распадам ператвараюцца ў пратон і лёгкія часціцы. Гэты эксперым. факт прывёў да ўвядзення ў 1938 новага квантавага ліку — барыённага зараду і ўстанаўлення закону яго захавання. Дакладнасць, з якой выконваецца закон захавання барыённага зараду, характарызуе ўстойлівасць пратона, эксперым. час жыцця якога перавышае 10​³² гадоў, што ў сваю чаргу забяспечвае стабільнасць Сусвету.

А.І.Болсун.

т. 2, с. 325

ІДЭА́ЛЬНЫ ГАЗ,

тэарэтычная мадэль газу, у якой не ўлічваецца ўзаемадзеянне часціц газу (сярэдняя кінетычная энергія часціц намнога большая за энергію іх узаемадзеяння). Адрозніваюць І.г. класічны і квантавы. Уласцівасці класічнага І.г. апісваюцца Клапейрона—Мендзялеева ўраўненнем і яго асобнымі выпадкамі — Бойля—Марыёта законам, Гей-Люсака законам, Шарля законам; часціцы размеркаваны па энергіях у адпаведнасці з Больцмана статыстыкай. Мадэль класічнага І.г. добра апісвае разрэджаныя рэальныя газы пры т-рах, далёкіх ад т-ры іх кандэнсацыі. Пры паніжэнні т-ры або павелічэнні яго шчыльнасці неабходна ўлічваць квантавыя (хвалевыя) уласцівасці часціц І.г., калі даўжыня іх хваль дэ Бройля пры скарасцях, парадку цеплавых, параўнальная з адлегласцямі паміж часціцамі. Пры гэтым квантавы І.г. апісваецца Бозе—Эйнштэйна статыстыкай або Фермі—Дзірака статыстыкай.

Р.М.Шахлевіч.

т. 7, с. 169

БО́ЗЕ—ЭЙНШТЭ́ЙНА СТАТЫ́СТЫКА,

фізічная статыстыка, якая апісвае фіз. ўласцівасці сістэм тоесных часціц з нулявым і цэлалікавым спінам (базонаў); адна з квантавых статыстык. Прапанавана Ш.Бозе для светлавых квантаў (фатонаў) і развіта А.Эйнштэйнам для часціц ідэальнага газу (1924).

Аснова Бозе—Эйнштэйна статыстыкі — Бозе—Эйнштэйна размеркаванне. Паводле Бозе—Эйнштэйна статыстыкі ў кожным квантавым стане сістэмы можа знаходзіцца любая колькасць базонаў. На падставе Бозе—Эйнштэйна статыстыкі тлумачацца макраскапічныя квантавыя эфекты звышправоднасці і звышцякучасці, а таксама залежнасць цеплаёмістасці цвёрдага цела ад т-ры, законы выпрамянення абсалютна чорнага цела і інш. фіз. з’явы, якія не мелі тлумачэння ў межах законаў класічнай фізікі. Пры высокіх т-рах і малой канцэнтрацыі часціц, калі эфекты спінавага несілавога ўзаемадзеяння можна не ўлічваць, Бозе—Эйнштэйна статыстыка пераходзіць у Больцмана статыстыку. Гл. таксама Фермі—Дзірака статыстыка, Статыстычная фізіка.

А.І.Болсун.

т. 3, с. 205

«ВЯЛІ́КАЕ АБ’ЯДНА́ННЕ»,

тэарэтычныя мадэлі квантавай тэорыі поля, у аснову якіх пакладзена ідэя адзінства моцных, эл.-магн. і слабых узаемадзеянняў пры звышвысокіх энергіях ці на звышмалых адлегласцях.

Падставай для стварэння «вялікага аб’яднання» з’явіліся эфекты вакууму квантавай тэорыі палёў; экранаванне эл. зараду і антыэкранаванне каляровага зараду ў квантавай хромадынаміцы, з чаго вынікае, што пры пэўным значэнні энергіі эфектыўныя зарады (канстанты ўзаемадзеяння) могуць супадаць. Ідэя «вялікага аб’яднання» эксперыментальна пацвярджаецца адзінай тэорыяй электраслабых узаемадзеянняў. «Вялікае аб’яднанне» тлумачыць квантаванне эл. зараду, прадказвае распад пратона і існаванне манаполяў магнітных. Энергія, пры якой адбываецца «вялікае аб’яднанне», блізкая да т.зв. планкаўскай масы (10​¹⁹ ГэВ) — энергіі, пры якой неабходна ўлічваць квантавыя гравітацыйныя з’явы, што дае падставы для аб’яднання ў такім падыходзе 4 відаў узаемадзеянняў (гл. Узаемадзеянні элементарных часціц).

Літ.:

Окунь Л.Б. Физика элементарных частиц. 2 изд. М., 1988.

А.Я.Таўкачоў.

т. 4, с. 356

ВЯРЧЭ́ННЕ ПЛО́СКАСЦІ ПАЛЯРЫЗА́ЦЫІ святла,

паварот плоскасці палярызацыі лінейна палярызаванага святла пры праходжанні яго праз некаторыя рэчывы; від падвойнага праменепраламлення. Адбываецца ў аптычна актыўных ізатопах асяроддзя і ў актыўных крышталях (гл. Аптычная актыўнасць), а таксама ў неактыўных рэчывах пры дзеянні на іх знешняга магнітнага поля (гл. Фарадэя эфект).

Пры вярчэнні плоскасці палярызацыі ў асяроддзі ўзнікаюць 2 эл.-магн. хвалі, палярызаваныя па крузе ў процілеглых напрамках вярчэння, з аднолькавымі амплітудамі і рознымі скарасцямі. У выніку гэтага плоскасць палярызацыі сумарнай хвалі паступова паварочваецца. Вугал павароту залежыць ад таўшчыні, канцэнтрацыі, т-ры рэчыва і даўж. хвалі святла. Вярчэнне плоскасці палярызацыі выкарыстоўваецца для даследавання будовы рэчыва, пры вызначэнні канцэнтрацыі аптычна-актыўных рэчываў, а таксама ў некат. аптычных прыладах (аптычныя мадулятары, квантавыя гіраскопы і інш.). Гл. таксама Палярызацыя святла.

В.В.Валяўка.

т. 4, с. 398

АНТЫЧАСЦІ́ЦА,

адна з аднолькавых па масе, часе жыцця, значэннях спіна і цотнасці элементарных часціц, якія маюць роўныя па модулі, але процілеглыя па знаку квантавыя лікі (зарады). Напр., электрон (e​⁻) і пазітрон (e​⁺) адрозніваюцца знакам эл. і лептоннага зарадаў і спіральнасці (палярызацыі); нейтрон (n) і антынейтрон ($\stackrel{\_}{\mathrm{n}}$) — барыённага зараду і магн. моманту. У адпаведнасці з квантава-рэлятывісцкай прыродай элементарных часціц кожнай з іх адпавядае свая антычасціца, акрамя сапраўды нейтральных (не маюць ніякіх зарадаў) фатона, π​⁰-мезона, ρ​⁰-мезона, η​⁰-мезона і j/ψ-часціцы. Характэрная асаблівасць пары часціца — антычасціца — здольнасць да анігіляцыі. Кожнаму працэсу эл.-магн. і моцнага ўзаемадзеянняў адпавядае аналагічны працэс, у якім усе часціцы заменены антычасціцамі, і наадварот. Эксперыментальна даказана існаванне антычасціц для ўсіх вядомых часціц. Зарэгістраваны найпрасцейшыя пасля антыпратона антыядры (антыдэйтрон, антытытрытый, антыгелій). Прынцыпова магчыма існаванне антыатамаў, антымалекул і наогул антырэчыва з антыпратонамі, антынейтронамі і пазітронамі.

А.А.Богуш.

т. 1, с. 404

АДБО́РУ ПРА́ВІЛЫ ў фізіцы,

умовы, што вызначаюць магчымасць пераходу квантавых сістэм (ядраў, атамаў, малекул і інш.) з пачатковага стану ў канчатковы пры фіз. працэсах, звязаных з выпрамяненнем і паглынаннем энергіі.

Адбору правілы выражаюць выкананне пэўных захавання законаў у дадзеным працэсе і фармулююцца ў выглядзе суадносін паміж квантавымі лікамі. Аснова тэарэт. вызначэння адбору правілаў — патрабаванне адрознення ад нуля імавернасці пераходу паміж пач. і канчатковым станамі сістэмы, напр., імавернасць дыпольных пераходаў, звязаных з выпрамяненнем святла атамам, адрозніваецца ад нуля пры змене квантавых лікаў; ΔL = ±1, Δs = 0, ΔI = 0 або ±1 (за выключэннем, калі I = 0 у пач. і канчатковым станах), дзе I, L і s — адпаведна квантавыя лікі поўнага моманту імпульсу электроннай абалонкі, арбітальнага моманту і агульнага спінавага моманту электронаў. Пераходы, якія падпарадкоўваюцца адбору правілам дыпольнага выпрамянення, наз. дазволенымі, у адваротным выпадку — забароненымі (іх імавернасць у атамах вельмі малая). Адпаведныя адбору правілы існуюць у ядз. спектраскапіі і фізіцы элементарных часціц.

Л.М.Тамільчык.

т. 1, с. 97

ВІРТУА́ЛЬНЫЯ ЧАСЦІ́ЦЫ,

кароткаіснуючыя прамежкавыя станы, якія ўзнікаюць у працэсах узаемадзеяння ці пры флуктуацыях квантавых палёў.

У квантавай тэорыі поля для віртуальных часціц парушаецца звычайная рэлятывісцкая сувязь паміж энергіяй і імпульсам і таму ім нельга прыпісаць пэўнае значэнне масы. Аднак віртуальныя часціцы пераносяць энергію, імпульс, зарад і інш. квантавыя лікі, што забяспечвае выкананне адпаведных законаў захавання. У нерэлятывісцкай квантавай механіцы ў адпаведнасці з неазначальнасцей суадносінамі энергія прамежкавых станаў вызначаецца з дакладнасцю да ${\displaystyle \mathrm{\Delta }E~\mathrm{\Delta }E/\mathrm{\Delta }t}$ , дзе $\mathrm{\Delta }E$ — неазначальнасць энергіі, ${\displaystyle \hslash =\frac{\hslash }{2\pi }}$ , ℏ — Планка пастаянная, $\mathrm{\Delta }t$ — час існавання віртуальных часціц. Таму адпаведныя віртуальныя часціцы захоўваюць імпульс і шэраг іншых квантавых характарыстык, акрамя энергіі.

Віртуальныя часціцы непасрэдна эксперыментальна не назіраюцца, але іх ускосныя праяўленні, напр. палярызацыя вакууму квантавай тэорыі поля, правераны з высокай дакладнасцю. Шэраг рэальных часціц быў прадказаны на аснове іх віртуальных праяўленняў (П-, W​^±-мезоны і інш.). У той жа час віртуальныя часціцы могуць і не мець аналагаў сярод рэальных (напр., т.зв. рэджэон у моцных узаемадзеяннях).

Я.А.Таўкачоў.

т. 4, с. 192

КВА́НТАВАЯ СТАТЫ́СТЫКА,

раздзел статыстычнай фізікі, у якім вывучаюцца ўласцівасці сістэм тоесных мікрачасціц. Дала магчымасць тлумачыць многія фіз. з’явы, якія з пункту гледжання класічнай фізікі нельга было тлумачыць, напр., Планка закон выпрамянення абсалютна чорнага цела, электраправоднасць, цеплаёмістасць цвёрдых цел, звышцякучасць, звышправоднасць.

З квантавай механікі вынікае, што энергія такой сістэмы мае дыскрэтныя значэнні, а хвалевыя функцыі, якія апісваюць розныя станы сістэмы мікрачасціц сіметрычныя (гл. Бозе—Эйнштэйна статыстыка) або антысіметрычныя (гл. Фермі—Дзірака статыстыка) адносна перастановак часціц. В.Паўлі даказаў, што тып К.с. вызначаецца спінам часціц: часціцы з паўцэлым спінам (напр., электроны, нейтрына, пратоны) падпарадкоўваюцца К.с. Фермі—Дзірака (ферміёны), з цэлым спінам (напр., фатоны, альфа-часціцы) — Бозе—Эйнштэйна (базоны). Пры высокіх т-рах квантавыя эфекты неістотныя і формулы размеркавання часціц (пры адсутнасці знешніх палёў) пераходзяць у класічнае Максвела размеркаванне. Пры дастаткова нізкіх т-рах амаль усе ніжнія станы ферміёнаў будуць запоўненымі (выраджаны фермі-газ); базоны пры гэтых умовах імкнуцца перайсці ў стан з нулявым імпульсам (Бозе—Эйнштэйна кандэнсацыя).

Л.І.Камароў.

т. 8, с. 208

БО́ЛЬЦМАНА СТАТЫ́СТЫКА,

раздзел статыстычнай фізікі, які вывучае ўласцівасці сістэм неўзаемадзейных часціц (электронаў, атамаў, малекул), што рухаюцца паводле законаў класічнай механікі.

Распрацавана ў 2-й пал. 19 ст. Дж.К.Максвелам і Л.Больцманам. Ва ўмовах цеплавой раўнавагі стан ідэальнага газу апісваецца функцыяй размеркавання 𝑓 = C_exp(-E/kT), дзе C — нарміровачная канстанта, E — поўная мех. энергія (сума кінетычнай і патэнцыяльнай энергія часціцы), k — Больцмана пастаянная, T — абс. тэмпература. Функцыя 𝑓 наз. размеркаваннем Максвела—Больцмана, з якога вынікае закон раўнамернага размеркавання кінетычнай энергіі па ступенях свабоды малекул: на кожную ступень свабоды прыпадае ў сярэднім энергія 1/2 kT. Больцмана статыстыкай карыстаюцца ў тых выпадках, калі квантавыя эфекты ў руху часціц можна не ўлічваць. Крытэрый яе дастасавальнасці (2ΠmkT)​^3/2/nh>1, дзе m — маса часціцы, n — канцэнтрацыя часціц, h — Планка пастаянная. Гэты крытэрый практычна выконваецца для малекул звычайных газаў і электронаў праводнасці ў паўправадніках. Для мікрачасціц Больцмана статыстыка недакладная і заменьваецца статыстыкай Бозе—Эйнштэйна або Фермі—Дзірака (гл. Квантавая статыстыка).

Больцмана статыстыка шырока карыстаецца ў кінетычнай тэорыі газаў, фізіцы паўправаднікоў, фізіцы плазмы, тэорыі эл. і магн. з’яў у рэчыве і інш. галінах фізікі.

В.І.Кузьміч.

т. 3, с. 210