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

ІНВЕ́РСІЯ ГЕАМАГНІ́ТНАГА ПО́ЛЯ,

змена напрамку (палярнасці) магнітнага поля Зямлі на адваротны пры адным і тым жа напрамку геамагнітнай восі. Назіраецца праз інтэрвалы часу ад 500 тыс. гадоў да 50 млн. гадоў. У эпоху нармальнай палярнасці (нашу эпоху) паўд. магнітны полюс знаходзіцца каля паўн. геагр. полюса, а ў эпоху адваротнай палярнасці — каля паўд. геагр. полюса. На падставе палеамагнітных даных зроблены вывад, што ў тоўшчах асадкавых і эфузіўных парод назіраецца паслойная змена знака вектара прыроднай астаткавай намагнічанасці. Прычыны І.г.п. пакуль не высветлены.

т. 7, с. 221

КЛАСІ́ЧНАЯ ТЭО́РЫЯ ПО́ЛЯ,

адзін з раздзелаў сучаснай поля тэорыі. Створана ў выніку аб’яднання (у 1926) нерэлятывісцкай квантавай механікі і спец. адноснасці тэорыі з мэтай апісання элементарных часціц і іх узаемадзеянняў.

Першапачаткова паралельна развіваліся К.т.п. і квантавая тэорыя паля. Пасля значных поспехаў квантавай электрадынамікі дамінуючай стала канцэпцыя другаснага квантавання палёў. К.т.п. значна ўмацавалася ў 1960—90-х г., калі высветлілася, што задачы пабудовы калібровачнай палявой тэорыі фундаментальных узаемадзеянняў элементарных часціц больш зручна вырашаць да другаснага квантавання палёў. К.т.п. пабудавана за кошт пашырэння варыяцыйных прынцыпаў механікі на неперарыўныя фіз. сістэмы з улікам іх рэлятывісцкіх і квантавых уласцівасцей (шляхам накладання на тэорыю патрабаванняў рэлятывісцкай інварыянтнасці і ўвядзення статыстычнай адначасцінкавай інтэрпрэтацыі агульных рашэнняў палявых — хвалевых ураўненняў). Напр., рашэнні ўраўненняў электрамагнітнага поля (Максвела ўраўненняў) разглядаюцца ў К.т.п. як квантавамех. функцыі стану фатона.

На Беларусі ў межах К.т.п. ў развіццё ідэй У.А.Фока, Р.Фейнмана, Ф.Л.Фёдарава распрацавана простая (без другаснага квантавання палёў і пабудовы матрыцы рассеяння) схема апісання і разліку асн. працэсаў эл.-магн. ўзаемадзеяння элементарных часціц (1968). Яна заснавана на непасрэдным выкарыстанні агульных рашэнняў хвалевых ураўненняў для ўзаемадзейных палёў, якія атрымліваюцца з дапамогай метаду прычынных функцый Грына ў межах тэорыі малых узбурэнняў. Аналагічная схема распрацавана і ў калібровачнай палявой тэорыі электраслабых узаемадзеянняў (1987). К.т.п. стала па сутнасці лагічна замкнёнай фіз. тэорыяй, якая ўключае апісанне свабодных элементарных часціц і іх узаемадзеянняў.

Літ.:

Иваненко Д., Соколов А Классическая теория поля. 2 изд. М.; Л., 1951;

Боголюбов Н.Н., Ширков Д.В. Введение в теорию квантованных полей. М., 1957;

Богуш А.А., Мороз Л.Г. Введение в теорию классических полей. Мн., 1968;

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

А.​А.​Богуш.

т. 8, с. 324

КВА́НТАВАЯ ТЭО́РЫЯ ПО́ЛЯ,

рэлятывісцкая квантавая тэорыя элементарных часціц і іх узаемадзеянняў; адзін з асн. раздзелаў тэарэт. фізікі, у якім вывучаюцца агульныя законы будовы матэрыі на мікраўзроўні. У К.т.п. кожнаму тыпу элементарных часціц як першасных крыніц і пераносчыкаў фундаментальных узаемадзеянняў ставіцца ў адпаведнасць сваё другасна-квантаванае поле (гл. Другаснае квантаванне), якое апісваецца аператарнай хвалевай функцыяй Ψ (гл. Аператары, Хвалевая функцыя). Кампаненты Ψ пры замене каардынат прасторы—часу згодна з патрабаваннямі спец. адноснасці тэорыі пераўтвараюцца паводле прадстаўленняў групы Лорэнца (гл. Лорэнца пераўтварэнні). Функцыі свабодных палёў Ψ₀ раскладаюцца на плоскія хвалі дэ Бройля, якія апісваюць станы з вызначанай энергіяй і імпульсам: ${\displaystyle {\mathrm{\Psi }}_0=\sum _{\mathrm{n}}^{\mathrm{}}\text{(}{C}_n{e}^{ikx}+e^{-ikx}\text{)}}$ , дзе K = p/h, p — 4-мерны вектар энергіі-імпульсу часціцы, h — Планка пастаянная, x — вектар каардынат-часу, C_n і $C_n^{\mathrm{+}}$ — аператары паглынання і выпрамянення часціц у нейкім n-м стане. Аператары задавальняюць перастановачным суадносінам камутацыі (антыкамутацыі) і адпавядаюць часціцам цэлага (паўцэлага) спіна — базонам (ферміёнам), якія падпарадкоўваюцца Бозе—Эйнштэйна (Фермі—Дзірака) статыстыцы. У К.т.п. кожнай часціцы адпавядае антычасціца, а квантаванае поле з’яўляецца сістэмай часціц і антычасціц. Тут няма закону захавання ліку часціц: пры ўзаемадзеянні яны могуць узаемна пераўтварацца адны ў другія (адны часціцы паглынаюцца, другія нараджаюцца). Стан квантаванага поля, у якім колькасць рэальных часціц роўная нулю, наз. вакуумам (гл. Вакуум у квантавай тэорыі поля).

Першай К.т.п. стала квантавая электрадынаміка. Яе ідэі і метады былі распаўсюджаны на ўсе элементарныя часціцы і выкарыстаны пры пабудове квантавапалявых тэорый слабага (Э.​Фермі, 1934) і моцнага (І.​Я.​Там, Дз.​Дз.​Іваненка, Х.​Юкава, 1932—35) узаемадзеянняў, якія, аднак, не вытрымалі выпрабавання часам. Таму значнае развіццё атрымалі аксіяматычны і іншыя падыходы ў К.т.п. Аднак толькі на падставе універсальнага дынамічнага прынцыпу калібровачнай інварыянтнасці пабудаваны сучасныя калібровачныя квантавапалявыя тэорыі электраслабага ўзаемадзеяння (С.​Вайнберг, Ш.​Глэшаў, А.​Салам, 1967—71) і моцнага ўзаемадзеяння — квантавая хромадынаміка (М.​Гел-Ман, Вайнберг, Салам і інш., 1973), якія забяспечылі дастаткова добрую згоду тэорыі эксперыментам. Першаснымі крыніцамі гэтых узаемадзеянняў сталі лептоны і кваркі, а іх пераносчыкамі — кванты адпаведных калібровачных палёў: фатон, 3 слабыя вектарныя базоны і 8 глюонаў. Далейшае развіццё К.т.п. звязваецца з канцэпцыяй адзінай тэорыі поля, суперсіметрыі, рашотак, струн, мембран і інш. Метады К.т.п. шырока выкарыстоўваюцца ў ядз. фізіцы, тэорыі цвёрдага цела, оптыцы і спектраскапіі, квантавай электроніцы і інш.

На Беларусі пытанні К.т.п. распрацоўваюцца з 1944 у БДУ, пазней у Ін-це фізікі Нац. АН Беларусі (да пач. 1990-х г. пад кіраўніцтвам Ф.​І.​Фёдарава). Пабудавана агульная каварыянтная тэорыя рэлятывісцкіх хвалевых ураўненняў 1-га парадку, распрацаваны метад праекцыйных аператараў, з дапамогай уведзенай вектарнай параметрызацыі групы Лорэнца вырашаны многія пытанні рэлятывісцкай кінематыкі (Фёдараў, А.​А.​Богуш, Ю.​А.​Курачкін і інш.).

Літ.:

Боголюбов Н.Н., Ширков Д.В. Введение в теорию квантованных полей. М., 1957;

Федоров Ф.И. Проективные операторы в теории элементарных частиц // Журн. эксперимент. и теорет. физики. 1958. Т. 35, вып. 2;

Яго ж. Группа Лоренца. М., 1979;

Швебер С. Введение в релятивистскую квантовую теорию поля: Пер. с англ. М., 1963;

Ченг Т.-П., Л и Л.-Ф. Калибровочные теории в физике элементарных частиц: Пер. с англ. М., 1987.

А.​А.​Богуш, Ф.​І.​Фёдараў.

т. 8, с. 208

НАПРУ́ЖАНАСЦЬ МАГНІ́ТНАГА ПО́ЛЯ,

вектарная фіз. велічыня, якая характарызуе магн. поле. Роўная геам. рознасці магнітнай індукцыі $\overrightarrow{B}$, падзеленай на магнітную пастаянную μ₀, і намагнічанасці асяроддзя $\overrightarrow{J}$: $\overrightarrow{H}=\overrightarrow{B}/{\mathrm{\mu }}_0-\overrightarrow{J}$ . Для ізатропных асяроддзяў $\overrightarrow{H}=\overrightarrow{B}/\mathrm{\mu }{\mathrm{\mu }}_0$ . Калі аднародны і ізатропны магнетык поўнасцю запаўняе ўсю прастору з магн. полем, Н.м.п. не залежыць ад яго магнітнай пранікальнасці і супадае з Н.м.п., створанага той жа сістэмай макраскапічных токаў у вакууме. Адзінка Н.м.п. ў СІ — ампер на метр. Гл. таксама Поўнага току закон.

т. 11, с. 143

МАГНІТАСТА́ТЫКА,

раздзел тэорыі эл.-магн. поля, што вывучае ўласцівасці стацыянарнага магнітнага поля (поля пастаянных эл. токаў або пастаянных магнітаў). Для разліку такіх палёў часам карыстаюцца паняццем магнітнага зараду, што дазваляе выкарыстоўваць у М. формулы, аналагічныя формулам электрастатыкі.

т. 9, с. 479

МАГНІ́ТНАЯ ІНДУ́КЦЫЯ,

вектарная велічыня, роўная напружанасці магнітнага поля, створанага макраскапічнымі (знешнімі ў адносінах да асяроддзя) і мікраскапічнымі (абумоўленымі часцінкамі асяроддзя) эл. токамі. Абазначаецца $\overrightarrow{B}$. З’яўляецца асн. сілавой характарыстыкай магн. поля і вызначае сілу, што дзейнічае ў дадзеным пункце поля на эл. ток (гл. Ампера сіла) і рухомы эл. зарад (гл. Лорэнца сіла). Звязана з намагнічанасцю $\overrightarrow{J}$ і напружанасцю знешняга магн. поля $\overrightarrow{H}$ формуламі: ${\displaystyle \overrightarrow{B}={\mathrm{\mu }}_0\overrightarrow{H}+{\mathrm{\mu }}_0\overrightarrow{J}}$ і ${\displaystyle \overrightarrow{B}={\mathrm{\mu }}_0\mathrm{\mu }\overrightarrow{H}}$ , дзе μ₀ — магнітная пастаянная, μ — магнітная пранікальнасць рэчыва. Адзінка М.і. у СІ — тэсла.

т. 9, с. 481

НАМАГНІ́ЧВАННЕ,

нарастанне намагнічанасці або магнітнай індукцыі магнетыка пры павелічэнні напружанасці знешняга магн. поля. У дыямагнетыках Н. заключаецца ва ўзнікненні мікраскапічных індукцыйных токаў, якія ствараюць намагнічанасць, накіраваную супраць знешняга магн. поля. У парамагнетыках пры Н. адбываецца арыентацыя магн. момантаў атамаў ці іонаў у напрамку поля. У ферамагнетыках Н. складаецца з абарачальнага ці неабарачальнага зруху межаў магн. даменаў, пераарыентацыі іх магн. момантаў у напрамку прыкладзенага поля і парапрацэсу.

Крывая залежнасці намагнічанасці J ад напружанасці H знешняга магн. поля J(H) пры манатонным і павольным нарастанні поля з стану поўнага размагнічвання (J=0) наз. крывой першага Н. ці асн. крывой. На ёй вылучаюць 3 участкі. Першы апісваецца Рэлея законам намагнічвання і змяненні J на гэтым участку ў асноўным абарачальныя. Другі — характарызуецца хуткім неабарачальным ростам J (мае месца магнітны гістэрэзіс). Трэці ўчастак — вобласць магнітнага насычэння. Працэс Н. характарызуецца таксама крывымі цыклічнага перамагнічвання, камутацыйнымі крывымі і інш Па крывых Н. вызначаюць тэхн. характарыстыкі магн. матэрыялаў (намагнічанасць астаткавую, каэрцытыўную сілу, магнітную пранікальнасць і інш.), якія выкарыстоўваюцца пры разліку магнітных ланцугоў.

Р.​М.​Шахлевіч.

т. 11, с. 135