Verbum

ЗАРА́Д ЭЛЕМЕНТА́РНЫ,

найменшы зарад электрычны (дадатны ці адмоўны), роўны па абс. значэнні зараду электрона. Абазначаецца e і роўны 1,60211733(49)∙10​¹⁹ Кл (упершыню вымераны Р.Мілікенам у 1911). Усе элементарныя часціцы маюць зарад 0 (напр., нейтроны), +е (пратоны, пазітроны) або -е (электроны, антыпратоны); выключэнне — некаторыя рэзанансы, зарад якіх кратны е. Часціцы з дробавымі З.э. не назіраліся, аднак у тэорыі моцных узаемадзеянняў (гл. Квантавая хромадынаміка) мяркуецца існаванне часціц з зарадам, кратным (​¹/₃)e (гл. Кваркі).

А.​У.​Астапенка.

т. 6, с. 536

А́ТАМНАЯ ФІ́ЗІКА,

раздзел фізікі, прысвечаны вывучэнню будовы і ўласцівасцяў атамаў, а таксама элементарных працэсаў, у якіх яны ўдзельнічаюць. У шырокім сэнсе атамная фізіка (субатамная фізіка) — фізіка мікраскапічных з’яў, якім характэрна перарыўнасць рэчыва і электрамагнітнага выпрамянення і якія падпарадкоўваюцца квантавым законам (гл. Элементарныя часціцы, Атам, Малекула, Фатон).

Гіпотэза, што матэрыя складаецца з атамаў як найменшых непадзельных і нязменных часціц, узнікла ў Стараж. Грэцыі ў 5—33 ст. да нашай эры. Дасканалыя ўяўленні пра атамістычную будову рэчыва склаліся значна пазней. У сярэдзіне 19 ст. дакладна вызначаны паняцці малекулы і атама. У канцы 19 ст. адкрыты электрон, рэнтгенаўскія прамяні і радыеактыўнасць, што дало магчымасць устанавіць складаную будову атама. Сучасную ядз. мадэль атама прапанаваў Э.​Рэзерфард у 1911. Гэта мадэль і квантавыя ўяўленні М.​Планка, А.​Эйнштэйна і інш. далі магчымасць Н.​Бору ў 1913 стварыць першую квантавую тэорыю атама і яго спектраў (гл. Бора тэорыя). У 1923 Л. дэ Бройль выказаў ідэю пра хвалевыя ўласцівасці часціц рэчыва, што было пацверджана эксперыментальна ў доследах па дыфракцыі электронаў у 1927 (гл. Дыфракцыя часціц).

Тэарэтычныя асновы атамнай фізікі закладзены ў 1925—28 працамі В.​Гайзенберга, Э.​Шродынгера, М.​Борна, П.​Дзірака і інш., у выніку чаго ўзніклі квантавая механіка і квантавая электрадынаміка. На гэтай аснове дадзена тлумачэнне вял. колькасці мікраскапічных з’яў і прадказаны шэраг эфектаў на атамна-малекулярным узроўні (гл. Атамныя спектры, Вымушанае выпрамяненне, Зонная тэорыя, Фотаэфект). Для апісання ўласцівасцяў элементарных часціц і іх узаемадзеянняў створана квантавая тэорыя поля. Развіццё атамнай фізікі прывяло да карэннага перагляду асн. уяўленняў і паняццяў фізікі мікраскапічных з’яў і ўзнікнення новых галін ведаў і тэхн. дастасаванняў, напрыклад квантавай электронікі, мікраэлектронікі, фізікі цвёрдага цела. На Беларусі даследаванні па атамнай фізіцы і сумежных навуках праводзяцца з канца 1950-х г. у ін-тах фіз. і фізіка-тэхн. профілю АН, БДУ, Бел. політэхн. акадэміі і інш.

Літ.:

Зубов В.П. Развитие атомистических представлений до начала XIX века. М. 1965;

Хунд Ф. История квантовой физики Киев, 1980;

Джеммер М. Эволюция понятий квантовой механики: Пер. с англ. М. 1985;

Ельяшевич М.А. Развитие Нильсом Бором квантовой теории атома и принципа соответствия // Успехи физ. наук. 1985. Т. 147, вып. 2.

М.​А.​Ельяшэвіч.

т. 2, с. 67

КАНФАРМАЦЫ́ЙНЫ АНА́ЛІЗ,

раздзел стэрэахіміі, які вывучае канфармацыі малекул, працэсы іх узаемнага пераходу, а таксама залежнасць фіз. і хім. уласцівасцей ад канфармацыйных характарыстык. Навук. аснова К.а. — хімічнай будовы тэорыя і квантавая хімія. Асн. метады даследаванняў — метад ядз. магнітнага рэзанансу, інфрачырв. спектраскапія, паляраграфія і інш. спектральныя метады. Значны ўклад у развіццё К.а. зрабілі Д.Х.Р.Бартан, А.Баер, У.Прэлаг, Г.​Заксе, М.​С.​Зефіраў. Выкарыстоўваюць для даследавання біяхім. і біяфіз. працэсаў, што абумоўлена залежнасцю ўласцівасцей біяпалімераў ад іх канфармацыйных параметраў, а таксама біял. актыўнасці арган. злучэнняў ад магчымасці ўтвараць у арганізме чалавека і жывёл фізіялагічна актыўныя канфармацыі.

Т.​Т.​Лахвіч.

т. 8, с. 9

КАЛІБРО́ВАЧНАЯ ІНВАРЫЯ́НТНАСЦЬ,

нязменнасць (інварыянтнасць) палявых тэорый фундаментальных узаемадзеянняў адносна лакальных пераўтварэнняў дынамічнай (калібровачнай) сіметрыі.

Кожнаму тыпу фундаментальных узаемадзеянняў элементарных часціц ставіцца ў адпаведнасць свая калібровачная сіметрыя, спецыфіка якой вызначаецца колькасцю і ўласцівасцямі лакальных параметраў (функцый прасторава-часавых каардынат) адпаведных калібровачных пераўтварэнняў, што дзейнічаюць у прасторы хвалевых функцый разгляданай палявой сістэмы. К.і. забяспечвае наяўнасць захавання законаў дынамічных зарадаў, якія вызначаюць здольнасць элементарных часціц да пэўнага тыпу ўзаемадзеянняў, а таксама адлюстроўвае непазбежнасць генерацыі зараджанымі часціцамі адпаведных калібровачных палёў — пераносчыкаў гэтых ўзаемадзеянняў. На аснове К.і. пабудаваны палявыя тэорыі электрамагнітных ўзаемадзеянняў, злектраслабых узаемадзеянняў і моцных узаемадзеянняў (гл. Квантавая хромадынаміка).

Літ.:

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

А.​А.​Богуш.

т. 7, с. 463

ВА́КУУМ у квантавай тэорыі поля,

асноўны (энергетычна найніжэйшы) стан квантавых палёў, узбуджэнні якога супастаўляюцца адпаведным элементарным часціцам. Характарызуецца мінім. энергіяй, нулявымі імпульсамі, момантам імпульсу, эл. зарадам і інш. квантавымі лікамі. Пад вакуумам разумеюць таксама стан поля, дзе адсутнічаюць якія-н. рэальныя часціцы.

Флуктуацыі вакууму тыпу часціца — антычасціца абумоўліваюць спантаннае выпрамяненне атамаў, рассеянне святла па святле, зрух атамных узроўняў, экранаванне эл. зараду і антыэкранаванне каляровага зараду ў квантавай хромадынаміцы (т.зв. асімптатычная свабода). Вакуум можа мець іншую сіметрыю, чым ураўненні зыходнай квантавай тэорыі (напр., В.​Хігса, θ — вакуум). Вакуум нагадвае кандэнсаванае асяроддзе, таму ў ім могуць адбывацца палярызацыя, фазавыя пераходы і інш. эфекты, якія вывучаюцца і ў шэрагу выпадкаў з высокай дакладнасцю пацверджаны эксперыментальна.

Літ.:

Гл. пры арт. Квантавая тэорыя поля.

Я.​А.​Таўкачоў.

т. 3, с. 464

МАКРАСВЕ́Т І МІКРАСВЕ́Т,

сферы аб’ектыўнай рэчаіснасці, якія адрозніваюцца структурным узроўнем матэрыі. Кожная сфера характарызуецца своеасаблівасцю будовы матэрыі, прасторава-часавых і прычынных адносін, заканамернасцей руху. Макрасвет — гэта звычайны свет, дзе жыве і дзейнічае чалавек (планеты, зямныя целы, крышталі і інш.). Аб’екты макрасвету маюць рэзка выяўленую карпускулярную або хвалевую прыроду і іх рух падпарадкаваны дынамічным законам класічнай механікі. Сфера мікрасвет у — аб’екты, недаступныя непасрэднаму назіранню (малекулы, атамы, ядры атамныя, элементарныя часціцы і інш.). Для з’яў мікрасвету характэрна цесная сувязь карпускулярных і хвалевых уласцівасцей, што адлюстроўваецца ў статыстычных законах квантавай механікі. Своеасаблівая мяжа паміж М. і м. усталявана ў сувязі з адкрыццём пастаяннай Планка — кванта дзеяння. Спецыфіка кожнай сферы знаходзіць сваё адлюстраванне ў пазнанні, прыводзіць да абмежавання дастасоўнасці старых фіз. тэорый і ўзнікнення новых (адноснасці тэорыя, квантавая механіка, фізіка элементарных часціц).

т. 9, с. 542

ВЫ́РАДЖАНЫ ГАЗ,

квантавы газ, уласцівасці якога істотна адрозніваюцца ад уласцівасцей класічнага газу пры пэўных умовах. Гэта абумоўлена тоеснасцю аднолькавых часціц у квантавай механіцы (гл. Тоеснасці прынцып). Запаўненне часціцамі магчымых узроўняў энергіі залежыць ад наяўнасці на зададзеным узроўні інш. часціц. Таму залежнасць цеплаёмістасці і ціску выраджанага газу адрозніваецца ад ідэальнага класічнага газу; інакш выражаюцца патэнцыялы тэрмадынамічныя і інш. параметры.

Выраджаны газ існуе пры т-рах, меншых за тэмпературу выраджэння. Уплыў тоеснасці часціц больш істотны, пры меншай адлегласці паміж імі ў параўнанні з даўжынёй хвалі дэ Бройля. Т-ра выраджэння, што вызначае меры прыдатнасці класічнай тэорыі, вышэйшая пры меншай масе часціц газу і большай іх канцэнтрацыі. Напр., т-ра выраджэння электроннага газу ў металах каля 10000 К і таму гэты газ выраджаны пры ўсіх т-рах, пры якіх метал застаецца ў цвёрдым стане. Гл. таксама Квантавая вадкасць, Бозе-газ, Фермі-газ.

П.​С.​Габец.

т. 4, с. 319

ІЗАТАПІ́ЧНАЯ ІНВАРЫЯ́НТНАСЦЬ квантавая сіметрыя, звязаная з аднолькавымі паводзінамі пэўных груп элементарных часціц у моцным ці электраслабым узаемадзеяннях. Адрозніваюць моцную і слабую І.і., якія сваімі ўласцівасцямі нагадваюць сіметрыю адносна паваротаў у 3-мернай прасторы.

Моцная І.і. абумоўлена існаваннем ізатапічных мультыплетаў — сем’яў адронаў з аднолькавымі квантавымі лікамі (барыённым зарадам, дзіўнасцю, спінам і інш.), блізкімі па значэнні масамі спакою, аднак рознымі эл. зарадамі. Моцнае ўзаемадзеянне застаецца аднолькавым у межах аднаго мультыплета і не залежыць ад эл. зараду часціцы. Колькасць часціц у мультыплеце N=2J+1, дзе J — ізатапічны спін. Напр., пратон і нейтрон утвараюць ізатапічны дублет (J=​¹/₂), пі-мезоны (π​⁺, π​⁰, π​⁻) — ізатапічны трыплет (J=1). Слабая І.і. звязана з тым, што лептоны, кваркі і некаторыя інш. часціцы таксама маюць ізатапічную мультыплетнасць, аднак масы спакою часціц у межах аднаго мультыплета могуць значна адрознівацца. Слабая І.і. дазволіла дакладна вызначыць законы электраслабага ўзаемадзеяння і выявіць прамежкавыя вектарныя базоны, якія з’яўляюцца яго пераносчыкамі. Гл. таксама Інварыянтнасць.

І.​С.​Сацункевіч.

т. 7, с. 177

КВА́РКІ (англ. quark),

спецыфічныя састаўныя часткі элементарных часціц, якім уласцівы моцныя ўзаемадзеянні (гл. Адроны). Напр., барыёны складаюцца з 3 К., мезоны — з К. і антыкварка. Гіпотэза К. прапанавана амер. фізікамі М.Гел-Манам і Дж.Цвейгам у 1964 для тлумачэння ўласцівасцей адронаў і заканамернасцей у іх спектраскапіі.

Маюць спін 1/2, эл. зарад +2/3 ці -1/3 ад зараду пратона, барыённы зарад 1/3, а таксама спецыфічныя квантавыя лікі — «водар», «колер» і інш. Вядома 6 «водараў» К., якія маюць розныя назвы і пазначаюцца лац. літарамі u, d, s, c, b, t (масы спакою 5, 8, 100 МэВ і 1,5, 5, 175 ГэВ адпаведна), адпаведныя антыкваркі — $\stackrel{—}{u}$, $\stackrel{—}{d}$, $\stackrel{—}{s}$, $\stackrel{—}{c}$, $\stackrel{—}{b}$, $\stackrel{—}{t}$. Пры гэтым К. u і d утвараюць звычайнае ядз. рэчыва, астатнія нараджаюцца ў якасці кароткажывучага штучнага ядз. рэчыва на паскаральніках зараджаных часціц. К. існуюць толькі ў ядз. рэчыве; эксперыментальна ўскосна выяўлены ў доследах па сутыкненні адронаў, электронна-пазітроннай анігіляцыі ў струменях адронаў і рассеянні лептонаў на нуклонах. Гл. таксама Квантавая хромадынаміка.

Літ.:

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

І.​С.​Сацункевіч.

т. 8, с. 211