Cơ học lượng tử từ thuyết tương đối rộng: Một phép xấp xỉ cho lý thuyết quán tính bởi Mendel Sachs

Cơ học lượng tử từ thuyết tương đối rộng: xấp xỉ cho lý thuyết quán tính. Khám phá mối liên hệ sâu sắc và tiềm năng ứng dụng.

Trường ĐH

State University of New York at Buffalo

Chuyên ngành
Physics
Tác giả

Luan An

Thể loại

Book

Số trang

241

Thời gian đọc

37 phút

Lượt xem

0

Lượt tải

0

Phí lưu trữ

50 Point

Tổng quan nhanh

Chủ đề:
Thống nhất Cơ học lượng tử và Thuyết tương đối rộng
Số trang:
241 trang
Trường:
State University of New York at Buffalo
Chuyên ngành:
Physics
Tác giả:

Tóm tắt nội dung luận án

I.Thống nhất Cơ học lượng tử và Thuyết tương đối rộng

Tài liệu khám phá sự kết hợp giữa Cơ học lượng tử và Thuyết tương đối rộng. Phương pháp luận dựa trên việc suy diễn các nguyên tắc lượng tử từ cấu trúc của Không thời gian cong. Mục tiêu là xây dựng một lý thuyết quán tính toàn diện. Lý thuyết này giải quyết những mâu thuẫn tồn tại giữa hai trụ cột chính của vật lý hiện đại. Nó đặt ra câu hỏi về tính tương thích của "bước nhảy lượng tử" với nguyên lý tương đối. Tính đầy đủ của Thuyết tương đối trong việc mô tả vật chất cũng được xem xét. Tài liệu phân tích sâu sắc các tranh luận kinh điển như nghịch lý Einstein-Podolsky-Rosen (EPR). Nó xem xét hồi đáp của Bohr. Cách tiếp cận biến ẩn và bất đẳng thức Bell cũng được thảo luận. Cách Thuyết tương đối rộng có thể cung cấp một nền tảng mới để hiểu các khái niệm lượng tử là trọng tâm. Một quan điểm thống nhất về vật lý được tìm kiếm. Lý thuyết quán tính mới sẽ định hình lại hiểu biết về khối lượng và tương tác.

1.1. So sánh Cơ học lượng tử và Thuyết tương đối

Cơ học lượng tử mô tả thế giới vi mô. Thuyết tương đối rộng mô tả vũ trụ ở quy mô lớn. Hai lý thuyết này có những tiền đề rất khác biệt. Cơ học lượng tử bao gồm khái niệm về "bước nhảy lượng tử". Nó cũng có tính không xác định. Thuyết tương đối rộng là một lý thuyết trường cổ điển. Nó coi Không thời gian là động lực. Sự không tương thích giữa chúng là một thách thức lớn. Đặc biệt, sự biến đổi Lorentz ảnh hưởng đến các khái niệm như tính địa phương. Điều này mâu thuẫn với một số kết quả lượng tử. Tài liệu này tìm cách vượt qua những rào cản đó. Nó đề xuất một cách nhìn mới. Lý thuyết cố gắng tổng hợp các yếu tố của cả hai.

1.2. Thách thức trong việc kết hợp hai lý thuyết

Việc kết hợp Cơ học lượng tử và Thuyết tương đối rộng là một bài toán khó khăn. Một vấn đề cốt lõi là sự khác biệt về bản chất. Cơ học lượng tử là xác suất và gián đoạn. Thuyết tương đối rộng là xác định và liên tục. Khái niệm về trường lượng tử phải được định nghĩa lại trong Không thời gian cong. Hiện tượng vướng víu lượng tử cũng đặt ra câu hỏi. Liệu nó có tương thích với nguyên tắc giới hạn tốc độ ánh sáng của Thuyết tương đối không? Tài liệu phân tích những trở ngại này. Nó đưa ra một khung lý thuyết mới. Khung lý thuyết này có thể giải quyết các mâu thuẫn cố hữu. Nó cung cấp một nền tảng cho Hấp dẫn lượng tử.

1.3. Phân tích nghịch lý EPR và bất đẳng thức Bell

Nghịch lý Einstein-Podolsky-Rosen (EPR) là một điểm kiểm chứng quan trọng. Nó chỉ ra sự "không hoàn chỉnh" của Cơ học lượng tử. Tài liệu thảo luận về nghịch lý này từ góc độ Thuyết tương đối. Nó xem xét phản hồi của Bohr. Sau đó, nó phân tích cách tiếp cận "biến ẩn". Bất đẳng thức Bell cung cấp một phương pháp thực nghiệm để kiểm tra. Lý thuyết này cho thấy Thuyết tương đối rộng có thể cung cấp một diễn giải mới. Nó có thể giải thích các kết quả thực nghiệm. Nó không cần đến các khái niệm siêu hình. Sự thống nhất có thể bắt nguồn từ cấu trúc cơ bản của Không thời gian.

II.Lý thuyết quán tính Trường vật chất và Nguyên lý Mach

Lý thuyết đề xuất một cách tiếp cận mới về quán tính. Quán tính không phải là một thuộc tính cố hữu của vật chất. Nó là kết quả của tương tác toàn cục trong vũ trụ. Đây là một sự khái quát hóa của Nguyên lý Mach. Lý thuyết này dựa trên một lý thuyết trường vật chất. Các phương trình trường cơ bản mô tả sự tồn tại và chuyển động của vật chất. Chúng liên kết trực tiếp với cấu trúc của Không thời gian. Các biến trường lượng tử cơ bản được xác định. Chúng là các spinor. Chúng phản ánh các đối xứng cơ bản của không-thời gian. Điều này tạo ra một nền tảng cho sự thống nhất. Nó liên kết chặt chẽ giữa vật chất và Hấp dẫn lượng tử. Lý thuyết giải thích nguồn gốc của Khối lượng. Nó cũng giải thích lực quán tính.

2.1. Nền tảng của lý thuyết trường vật chất

Lý thuyết trường vật chất đóng vai trò trung tâm. Nó cung cấp một nền tảng cho sự hiểu biết về quán tính. Vật chất được coi là một trường liên tục. Trường này tương tác với chính nó và với cấu trúc của Không thời gian. Các phương trình trường không phải là một mô tả đơn thuần. Chúng là bản chất của vật chất. Điều này khác với quan điểm hạt truyền thống. Nó đưa ra một hình dung thống nhất. Mọi thực thể vật lý đều bắt nguồn từ một trường cơ bản. Trường này tuân theo các nguyên tắc tương đối tính. Nó tạo ra một cách giải thích sâu sắc hơn về Khối lượng. Khối lượng không phải là một thuộc tính độc lập.

2.2. Khái quát Nguyên lý Mach

Nguyên lý Mach gốc cho rằng quán tính của một vật thể phụ thuộc vào sự phân bố của tất cả các vật chất khác trong vũ trụ. Tài liệu này khái quát nguyên lý đó. Quán tính không chỉ là tương tác hấp dẫn. Nó là kết quả của tất cả các tương tác trong vũ trụ. Các phương trình trường vật chất tự động kết hợp hiệu ứng này. Chúng liên kết cục bộ với toàn cục. Điều này có nghĩa là Khối lượng quán tính không phải là một đại lượng cố định. Nó là một đại lượng động. Nó phụ thuộc vào bối cảnh vũ trụ. Sự phụ thuộc này cung cấp một lời giải thích sâu sắc hơn. Nó giải thích bản chất của lực quán tính.

2.3. Định luật bảo toàn tương tác và tính xác định

Lý thuyết đề xuất một nguyên tắc bảo toàn tương tác. Nguyên tắc này là cốt lõi của vật lý. Nó vượt ra ngoài các định luật bảo toàn năng lượng và động lượng thông thường. Mọi tương tác trong vũ trụ đều được bảo toàn. Điều này dẫn đến một thế giới quan xác định. Mặc dù có vẻ giống Cơ học lượng tử, tính xác định vẫn được duy trì. Các trạng thái vật lý được xác định bởi các phương trình trường. Chúng tuân theo các quy tắc đối xứng nghiêm ngặt. Sự bảo toàn này liên kết mọi thứ với nhau. Nó tạo ra một mạng lưới tương tác. Mạng lưới này là nền tảng của mọi hiện tượng.

III.Khối lượng quán tính và điện tích Tiếp cận Tương đối rộng

Tài liệu phát triển một lý thuyết trường hiệp biến về quán tính. Nó tập trung vào nguồn gốc của khối lượng quán tính. Lý thuyết này không coi khối lượng là một tham số độc lập. Khối lượng được suy ra từ các phương trình trường cơ bản. Các spinor đóng vai trò quan trọng trong việc này. Chúng là các biến trường cơ bản trong Thuyết tương đối rộng. Chúng mô tả vật chất và phản vật chất một cách thống nhất. Các phương trình trường spinor được trình bày chi tiết. Chúng cho thấy sự đối xứng giữa vật chất và phản vật chất. Một điểm đáng chú ý là sự lượng tử hóa điện tích. Điện tích không phải là một đại lượng tùy ý. Nó xuất phát tự nhiên từ cấu trúc của Thuyết tương đối rộng. Điều này mang lại một cái nhìn sâu sắc. Nó giải thích các hằng số cơ bản của vũ trụ.

3.1. Nguồn gốc của Khối lượng quán tính

Khối lượng quán tính là một khía cạnh cơ bản của vật lý. Lý thuyết này cho thấy nó không phải là một tham số ngoại sinh. Nó phát sinh trực tiếp từ các tương tác trường trong Không thời gian. Vật chất tương tác với cấu trúc trường toàn cục. Điều này tạo ra kháng cự với chuyển động. Kháng cự này chính là quán tính. Cách tiếp cận này khác với mô hình Higgs. Nó không cần một trường bổ sung. Khối lượng là một biểu hiện của sự liên kết. Sự liên kết này tồn tại giữa một hạt và phần còn lại của vũ trụ. Điều này phù hợp với tinh thần của Nguyên lý Mach. Nó cung cấp một giải thích sâu sắc hơn.

3.2. Hình thức Spinor trong Thuyết tương đối rộng

Biến spinor là công cụ toán học chính. Chúng được sử dụng để mô tả các trường vật chất. Đặc biệt, chúng thích hợp cho các hạt có spin 1/2. Chúng tuân theo các quy tắc biến đổi đặc biệt. Điều này rất quan trọng trong Thuyết tương đối rộng. Các phương trình trường spinor cho phép mô tả hiệp biến. Mô tả này phù hợp với mọi hệ quy chiếu. Điều này đảm bảo tính nhất quán. Nó là một bước tiến quan trọng trong việc thống nhất các lực. Spinor thể hiện các tính chất cơ bản. Chúng bao gồm cả vật chất và phản vật chất. Điều này cung cấp một khung lý thuyết mạnh mẽ.

3.3. Lượng tử hóa điện tích từ Thuyết tương đối

Một kết quả nổi bật là sự lượng tử hóa điện tích. Điện tích không còn là một tham số được đặt vào thủ công. Nó xuất hiện tự nhiên từ các phương trình trường trong Thuyết tương đối rộng. Điều này cho thấy sự liên kết sâu sắc. Liên kết này tồn tại giữa Hấp dẫn lượng tử và điện từ. Cấu trúc của Không thời gian quy định các giá trị điện tích. Điều này gợi ý một sự thống nhất cơ bản hơn. Nó có thể giải thích tại sao tất cả các điện tích nguyên tố lại là bội số của một giá trị cơ bản. Kết quả này là một minh chứng mạnh mẽ. Nó cho thấy sức mạnh của cách tiếp cận này.

IV.Cơ học lượng tử từ Phương trình trường lượng tử

Tài liệu này chứng minh Cơ học lượng tử xuất hiện như một xấp xỉ. Nó không phải là lý thuyết cơ bản nhất. Các phương trình trường vật chất tổng quát cung cấp nền tảng. Khi áp dụng các điều kiện giới hạn nhất định, các phương trình lượng tử quen thuộc sẽ xuất hiện. Giới hạn trường tự do và ghép nối với một thế năng ngoài được xem xét. Một thành tựu quan trọng là việc suy ra Nguyên lý loại trừ Pauli. Nguyên lý này là cốt lõi của Cơ học lượng tử. Nó quy định hành vi của các fermion. Ba điều kiện cần thiết và đủ để chứng minh nguyên lý này được trình bày. Thống kê Fermi-Dirac cũng được suy ra từ xấp xỉ phi tương đối tính. Các phương pháp xấp xỉ như Hartree được sử dụng cho nguyên tử nhiều electron. Điều này làm rõ mối quan hệ giữa hai lý thuyết.

4.1. Các xấp xỉ dẫn đến Cơ học lượng tử

Cơ học lượng tử được xem xét là một giới hạn. Nó là giới hạn phi tương đối tính của lý thuyết trường vật chất tổng quát. Khi tốc độ hạt nhỏ hơn nhiều so với tốc độ ánh sáng, các hiệu ứng tương đối tính trở nên không đáng kể. Trong những điều kiện này, các phương trình trường phức tạp sẽ đơn giản hóa. Chúng chuyển thành các phương trình quen thuộc của Cơ học lượng tử. Điều này bao gồm phương trình Schrödinger. Cách tiếp cận này giải thích nguồn gốc của các quy tắc lượng tử. Nó không coi chúng là tiên đề. Điều này cung cấp một cầu nối khái niệm quan trọng. Cầu nối này nối giữa thế giới tương đối tính và thế giới lượng tử.

4.2. Suy ra Nguyên lý loại trừ Pauli

Nguyên lý loại trừ Pauli là một trong những nguyên lý cơ bản nhất. Nó quy định rằng không có hai fermion nào có thể chiếm cùng một trạng thái lượng tử. Tài liệu này cung cấp một suy luận trực tiếp. Nó bắt nguồn từ các phương trình trường vật chất trong Thuyết tương đối rộng. Điều này không yêu cầu các giả định bổ sung. Nó chỉ ra rằng nguyên lý này là hệ quả tự nhiên. Nó là hệ quả của các tính chất đối xứng của các trường spinor. Việc suy ra này là một thành tựu quan trọng. Nó khẳng định tính hợp lệ của lý thuyết mới. Nó cung cấp một cái nhìn sâu sắc về bản chất của vật chất.

4.3. Thống kê Fermi Dirac và nguyên tử nhiều electron

Thống kê Fermi-Dirac mô tả hành vi của các hạt fermion. Tài liệu suy ra thống kê này từ xấp xỉ phi tương đối tính. Nó áp dụng cho các hệ thống như nguyên tử nhiều electron. Các phương pháp xấp xỉ như Hartree được sử dụng. Chúng giúp giải quyết các phương trình trường phức tạp. Các phép tính về tiết diện tán xạ cũng được trình bày. Điều này cho thấy khả năng ứng dụng của lý thuyết. Nó có thể mô tả các hệ thống thực tế. Nó mang lại một sự hiểu biết sâu sắc hơn. Nó liên kết các tính chất vĩ mô với các nguyên tắc cơ bản.

V.Cặp hạt phản hạt và tương tác điện từ Hấp dẫn lượng tử

Lý thuyết mở rộng để mô tả cặp hạt phản hạt. Nó đưa ra một cách tiếp cận khác. Cách tiếp cận này không dựa vào khái niệm "hủy diệt" hạt. Thay vào đó, nó mô tả các trạng thái liên kết. Các phương trình trường cho cặp hạt phản hạt được phát triển. Một nghiệm trạng thái liên kết chính xác được tìm thấy. Nghiệm này mô tả năng lượng và động lượng của cặp. Nó bao gồm trạng thái cơ bản. Lý thuyết cũng giải thích giới hạn hạt tự do. Nó giải thích sự tạo cặp. Tính liên tục của các giá trị năng lượng được thảo luận. Nó bác bỏ mô hình photon trong "hủy diệt cặp". Nó đề xuất một diễn giải khác cho hiệu ứng Compton. Lý thuyết còn suy ra Định luật Planck cho bức xạ vật đen. Nó tính toán mômen từ bất thường của electron. Điều này cho thấy sức mạnh dự đoán của lý thuyết.

5.1. Phương trình trường cho cặp hạt phản hạt

Các phương trình trường được mở rộng để mô tả cặp hạt phản hạt. Các hạt này không hủy diệt lẫn nhau. Thay vào đó, chúng hình thành các trạng thái liên kết. Trạng thái liên kết này có năng lượng và động lượng xác định. Cách tiếp cận này khác biệt đáng kể. Nó so với mô hình phổ biến về tạo cặp và hủy cặp. Các phương trình này cung cấp một mô tả thống nhất. Nó bao gồm cả hạt và phản hạt. Điều này cung cấp một cái nhìn sâu sắc hơn. Nó giải thích cách chúng tương tác trong Không thời gian. Nó cũng giải thích cách chúng hình thành các cấu trúc ổn định.

5.2. Phủ nhận mô hình photon trong hủy diệt cặp

Lý thuyết này bác bỏ mô hình photon truyền thống. Mô hình đó cho rằng các cặp hạt phản hạt hủy diệt và tạo ra photon. Thay vào đó, nó đề xuất một sự chuyển đổi trạng thái liên kết. Năng lượng được giải phóng thông qua các tương tác trường. Điều này không liên quan đến sự biến mất hoàn toàn của vật chất. Nó là sự tái sắp xếp năng lượng và động lượng. Nó tuân thủ các định luật bảo toàn. Điều này cung cấp một diễn giải mới. Nó có thể giải thích các quá trình năng lượng cao. Nó không cần đến khái niệm hạt ánh sáng như một thực thể riêng biệt. Nó nhấn mạnh vai trò của trường lượng tử.

5.3. Hiệu ứng Compton và bức xạ vật đen

Lý thuyết áp dụng để giải thích các hiện tượng quan trọng. Nó giải thích hiệu ứng Compton. Hiệu ứng này liên quan đến tán xạ của bức xạ điện từ. Nó cũng suy ra Định luật Planck cho bức xạ vật đen. Điều này cho thấy lý thuyết có thể giải thích các hiện tượng. Nó bao gồm cả vi mô và vĩ mô. Nó không cần đến các giả định về photon. Sự thành công trong việc giải thích những hiện tượng này là một minh chứng. Nó cho thấy khả năng bao quát của lý thuyết. Nó có thể cung cấp một nền tảng thống nhất cho Hấp dẫn lượng tử.

VI.Vật lý hạt sơ cấp Khám phá sâu hơn về cấu trúc

Lý thuyết được áp dụng cho vật lý hạt sơ cấp. Nó cung cấp các diễn giải mới cho cấu trúc và tương tác của hạt. Ví dụ, nó phân tích hệ thống electron-proton (nguyên tử hydro). Các hiện tượng như tách Lamb được giải thích. Tuổi thọ của các trạng thái kích thích nguyên tử cũng được tính toán. Nó nghiên cứu sự tán xạ electron-proton. Sự tham gia của cặp hạt phản hạt trong trạng thái neutron được mô tả. Điều này giải thích năng lượng liên kết và mômen từ của neutron. Tỷ lệ khối lượng và tuổi thọ của pion trung hòa so với pion tích điện được dự đoán. Lý thuyết còn xem xét nguồn gốc của sự vi phạm đối xứng CP trong phân rã kaon trung hòa. Nó tính toán ước tính độ lớn của sự vi phạm này. Điều này mở rộng phạm vi ứng dụng của Thuyết tương đối rộng. Nó đi sâu vào lĩnh vực hạt cơ bản.

6.1. Cấu trúc nội tại của Neutron và Pions

Lý thuyết cung cấp một mô hình mới cho neutron. Nó mô tả neutron như một hệ thống liên kết. Hệ thống này bao gồm các hạt sơ cấp và cặp hạt phản hạt. Điều này giải thích năng lượng liên kết của neutron. Nó cũng giải thích mômen từ của nó. Các tỷ lệ khối lượng và tuổi thọ của pion trung hòa so với pion tích điện cũng được dự đoán. Các kết quả này phù hợp với dữ liệu thực nghiệm. Điều này cho thấy sức mạnh của lý thuyết. Nó có thể giải thích các tính chất phức tạp. Nó làm điều đó từ các nguyên tắc cơ bản của Không thời gian. Nó liên kết các hạt sơ cấp với Hấp dẫn lượng tử.

6.2. Vi phạm đối xứng CP trong phân rã Kaon

Sự vi phạm đối xứng CP là một hiện tượng quan trọng. Nó là một dấu hiệu của vật lý vượt ra ngoài Mô hình Chuẩn. Tài liệu này đề xuất một nguồn gốc cho sự vi phạm CP. Nó bắt nguồn từ các phương trình trường spinor trong Thuyết tương đối rộng. Nó phân tích phân rã kaon trung hòa. Nó đưa ra các ước tính về độ lớn của sự vi phạm. Điều này cung cấp một cách giải thích thống nhất. Nó liên kết sự vi phạm đối xứng với cấu trúc cơ bản của Không thời gian. Nó không cần đến các hạt hoặc tương tác mới. Điều này là một đóng góp quan trọng. Nó giúp hiểu rõ hơn về các luật đối xứng.

6.3. Tương tác proton phản proton và hạt W

Lý thuyết cũng áp dụng cho tương tác năng lượng cao. Nó xem xét va chạm proton-phản proton. Nó giải thích sự xuất hiện của hạt W± từ góc độ Thuyết tương đối rộng. Điều này khác biệt với cách tiếp cận Mô hình Chuẩn. Mô hình Chuẩn coi W± là hạt truyền tương tác yếu. Lý thuyết này cho thấy các hạt này có thể là biểu hiện của các tương tác trường cơ bản. Nó xuất phát từ cấu trúc của Không thời gian. Điều này mở ra một con đường mới. Nó giúp hiểu về các lực cơ bản. Nó liên kết chúng với một lý thuyết thống nhất.

Xem trước tài liệu
Tải đầy đủ để xem toàn bộ nội dung
Quantum mechanics from general relativity an approximation for a theory of inertia

Tải xuống file đầy đủ để xem toàn bộ nội dung

Tải đầy đủ (241 trang)

Trích đoạn nội dung luận án

Tải xuống để đọc toàn bộ

Quantum Mechanics from General Relativity An Approximation for a Theory of Inertia by Mendel Sachs Department of Physics and Astronomy, State University of New York at Buffalo, U. Reidel Publishing Company ta.t A MEMBER OF THE KLUWER ACADEMIC PUBLISHERS GROUP " www.com Library of Congress Cataloging-in-Publication Data Sachs,Mendel. Quantum mechanics from general relativity.1'2 86-17902 ISBN 90-277-2247-1 Published by D. Reidel Publishing Company, P.

Box 17, 3300 AA Dordrecht, Holland. Sold and distributed in the U. and Canada by Kluwer Academic Publishers, 101 Philip Drive, Assinippi Park, Norwell, MA 02061, U. In all other countries, sold and distributed by Kluwer Academic Publishers Group, P.

Box 322, 3300 AH Dordrecht, Holland. DEDICATED TO THE SIX MILLION MARTYRS · · · , A vraham, Chaje Taube, Rubin, Cili, .com Contents Preface x Chapter I / Fundamental Outlook 1 Chapter 2 / On the Comparison of the Quantum and Relativity Theories 7 2. Is the Quantum Jump Compatible with the Theory of Rela- tivity? 16 2. Is the Theory of Relativity Complete as a Theory of Matter? 19 2.

The Einstein-Podolsky-. Bohr's Reply to Einstein, Podolsky and Rosen 26 2. The Hidden Variable Approach 27 2. Bell's Inequalities and General Relativity 32 2.

The State Vector and Bell's Inequalities 33 Chapter 3 / Basis of a Matter Field Theory of Inertia - a Generalization of Quantum Mechanics 39 3. The General Mathematical Structure and Philosophical Implications 42 3. The Symmetry Group from Axiom 1 and Funda- mental Field Variables 42 3. The Generalized Mach Principle 46 3.

The Conservation of Interaction 47 3. Determinism 51 Chapter 4 / A Covariant Field Theory of Inertia 53 4. On the Origin of Inertial Mass 53 4. The Spinor Formalism in Special Relativity 56 V11 www.com Vll1 Contents 4.

The Spinor Variables in General Relativity 58 4. The Spinor Matter Field Equations in General Relativity 61 4. Matter and Antimatter 67 4. Proof of Force Symmetry of Matter and Antimatter 67 4.

On the Quantization of Electrical Charge from General Relativity 68 4. Conclusions 72 Chapter 5 / The Electromagnetic Interaction 74 5. On the Meaning of the Electromagnetic Field Equations 74 5. Generalization of the Elementary Interaction Formalism 76 5.

A Spinor Formulation of Electromagnetism 78 5. Invariants and Conservation Equations 80 5. The Interaction Lagrangian 83 5. The Electromagnetic Four-Potential 84 Chapter 6 / Quantum Mechanics from the Matter Field Equations and Derivation of the Pauli Exclusion Principle 88 6.

Approximations to Quantum Mechanics 89 6. The Free Field Limit 90 6. Coupling to an External Potential 92 6. The Pauli Exclusion Principle - a Derivation 93 6.

Sufficiency of the Three Conditions for Proof of the Pauli Principle 98 6. Fermi-Dirac Statistics from the Nonrelativistic Approximation for'll 99 6. The Hartree Approximation for the Matter Field Equations 101 6. Another Approximation for the Many-Electron Atom 103 6.

Scattering Cross Section 104 Chapter 7 / The Particle-Antiparticle Pair without Annihilation Creation 108 7. The Field Equations for the Particle-Antiparticle Pair 109 7. An Exact Bound State Solution for the Particle-Antiparticle Pair 112 7. The Energy and Momentum of the Bound Particle-Anti- particle in its Ground State 115 7.

The Free Particle Limit and Pair Creation 118 7. The Continuity of Energy Values 119 7. Rejection of the Photon Model in 'Pair Annihilation' 120 www.com Contents IX 7. Dynamical Properties of the Pair in the Ground State 121 7.

The Compton Effect 124 7. Blackbody Radiation - a Derivation of Plank's Law 125 7. The Anomalous Magnetic Moment of the Electron 130 Chapter 8 / The Electron-Proton System 134 8. Linearization of the Hydrogen Field Equations 135 8.

The Lamb Splitting 139 8. Deuterium and He+ 145 8. The Lifetimes of Atomic Excited States 146 8. Electron-Proton Scattering in a Vacuum 150 8.

Electron-Proton Scattering in a Background of Pairs 155 8. The Screening Effect of the Background Pairs on the e-p Interaction 156 8. The Generalized Electromagnetic Interaction 162 8. Summary 164 Chapter 9 / Elementary Particle Physics 167 9.

Polarization of the Pair Participation in the Neutron State 169 9. The Binding Energy of the Neutron 170 9. The Magnetic Moment of the Neutron 171 9. The Mass Ratio of Neutral to Charged Pions 174 9.

The Ratio of Neutral to Charged Pion Lifetimes 177 9. On the Possible Origin of CP-Violation in Neutral Kaon Decay 180 9. Neutral Kaon Decay 182 9. The Irreducible Spinor Matter Field Equations and CP-Violation 182 9.

The Generalized Electromagnetic Interaction 185 9. CP-Violation in Kaon Decay 186 9. Estimates of the Magnitude of CP-Violation m K~ Decay 188 9. On Time Reversal Noninvariance in Nuclear Forces - a Magnetic Resonance Experimental Test 190 9.

A Possible Source ofT-Violation in Nuclear Forces 192 9. Proton-Antiproton Collisions and the W±-Particle from General Relativity 193 9. Concluding Remarks 199 www.com x Contents Epilogue 200 Appendix A / Computation of the Lamb Splitting 207 Appendix B / Evaluation of the Scattering Correction Factor E( bq) 215 Bibliography 218 Index 222 www.com Preface This monograph is a sequel to my earlier work, General Relativity and Matter [1], which will be referred to henceforth as GRM. The monograph, GRM, focuses on the full set of implications of General Relativity Theory, as a fundamental theory of matter in all domains, from elementary particle physics to cosmology.

It is shown there to exhibit an explicit unification of the gravitational and electromagnetic fields of force with the inertial manifestations of matter, expressing the latter explicitly in terms of a covariant field theory within the structure of this general theory. This monograph will focus, primarily, on the special relativistic limit of the part of this general field theory of matter that deals with inertia, in the domain where quantum mechanics has been evoked in contemporary physics as a funda- mental explanation for the behavior of elementary matter. Many of the results presented in this book are based on earlier published works in the journals, which will be listed in the Bibliography. These results will be presented here in an expanded form, with more discussion on the motivation and explanation for the theoretical development of the subject than space would allow in normal journal articles, and they will be presented in one place where there would then be a more unified and coherent explication of the subject.

It goes without saying that Quantum Mechanics has been one of the outstanding successes of twentieth century physics - in its correctly predict- ing and representing many of the atomic, nuclear and elementary particle phenomena. From the point of view of the Philosophy of Science, it is indeed a necessary condition for any valid scientific theory to meet that it should accurately predict the empirical data relating to particular physical phenomena, if it is to claim to be a (scientifically) true explanation for these phenomena. Nevertheless, it is important to recognize that this requirement is not a sufficient condition to establish its scientific validity. For a valid theory in science must also be (1) logically and mathematically consistent, and (2) it should be successful in its full spectrum of potential predictions; that is to say, if some of its predictions should be verified and others not, the entire theory should then be subject to question.com Xli Preface In spite of the outstanding numerical successes of quantum mechanics in fitting the data of elementary matter experimentation, it has not been able to meet the criteria of consistency and completeness mentioned above, at least to this date.

As we will discuss in Chapter 2, the extension of nonrelativistic quantum mechanics to the relativistic domain, that is a necessary extension for the logical consistency of the theory, on its own terms, entails a breakdown of the essential logical and mathematical ingredients of the quantum theory, and indeed yields a mathematical formalism that has no solutions. Since the quantum theory, if generally true as a theory of elemen- tary matter, should apply equally to the relativistic region of elementary matter phenomena as to nonrelativistic phenomena, and since this has not been accomplished yet (for reasons that will be discussed in Chapter 2), in the form of a relativistically covariant 'quantum field theory' that would satisfy the requirements of both the quantum theory and the theory of relativity, simultaneously, it must be admitted by the objective scientist that the quantum theory has not yet established itself as a fundamental theory of elementary matter, even though it is an empirically correct description of atomic and elementary particle phenomena under particular experimental circums tances. In addition to the empirical successes of low energy (nonrelativistic) quantum mechanics, over the past 60 years of physics research, there has been a great deal of success in phenomenological approaches to high energy elementary particle physics, though always in the context of the quantum theory. These discoveries have entailed new kinds of 'hidden symmetries' in the expanded spaces to describe the probability functions of elementary particles [2].

Further, to classify their species, proposals are made about (a) new types of particles involved in the classification of strongly interacting particles, that make up those particles, though 'confined' to their domains (the 'quarks'), (b) a generalization of quantum electrodynamics to incorporate the quarks, called 'quantum chromodynamics' [3], (c) generalizations of the gauge symmetry so as to unify the phenomenological description of the weak and electromagnetic interactions [4], etc. If a new theory of matter is to replace the quantum theory, it must still yield the correct empirical data as predictions, much of it thus far represented brilliantly by the present day phenomenological schemes in high energy particle physics. These current researches in theoretical particle physics must then serve as a guide toward the form of an underlying theory of elementary matter, at least insofar as they represent the empirical data. The main aim of the research reported in this monograph is to present a fundamental theory of elementary matter, in terms of underlying principles, rather than taking a phenomenological approach.

It will be shown that such a theory, based fundamentally on the starting ideas of the theory of general relativity, as a theory of matter, does indeed lead to the formal structure of quantum mechanics - as a linear approximation for the part of this field www.com Preface XlII theory of matter that is associated with the phenomenon of inertia. In this way, seve!al of the features of matter in the microscopic domain are derived from first principles, rather than being imposed from the outset to fit the data. In Chapter 2, after comparing the underlying concepts of the quantum and relativity theories, there will be a discussion of the critique of Einstein, Podolsky and Rosen, on the Copenhagen view of quantum mechanics, and thence to Bohr's rejoinder. This will then lead to a brief outline of the program of hidden variable theories, and separated from the resolution of this monograph, which is toward the underlying basis of general relativity (which entails 'exposed variables' instead, in the fashion of the Einstein field theory).

Bell's inequalities will then be discussed in the context of their use as an asymptotic limit of the nonlinear field theory of matter implied by general relativity. In Chapters 3, 4, and 5, the logical and mathematical development of general relativity, as a theory of elementary matter, ·will be presented, including the new consequences as a result of incorporating the Mach principle. This leads to the new idea, expressed as the law of conservation of interaction (to replace the conservation of probability of the standard quantum view), and the derivation of the nonlinear inertial field equations will be demonstrated, whose linear limit is the formal structure of quantum mechanics, then to the full expression of the electromagnetic field equations that fully exploits the Mach principle in general relativity. It will be seen in Chapter 6 how this theory of inertia leads to the formal expression of quantum mechanics, as a low energy approximation.

Nội dung được bảo vệ bản quyền — Tải xuống đầy đủ

Trích dẫn luận án này

Mendel Sachs (n.d.). Cơ học lượng tử từ thuyết tương đối rộng: Lý thuyết quán tính [Luận án tiến sĩ, State University of New York at Buffalo]. LuanAn.net. https://luanan.net/tai-lieu-khac/co-hoc-luong-tu-tu-thuyet-tuong-doi-rong-ly-thuyet-quan-tinh

Câu hỏi thường gặp

Luận án "Cơ học lượng tử từ thuyết tương đối rộng: Lý thuyết quán tính" nghiên cứu về vấn đề gì?

Cơ học lượng tử từ thuyết tương đối rộng: xấp xỉ cho lý thuyết quán tính. Khám phá mối liên hệ sâu sắc và tiềm năng ứng dụng.

Luận án "Cơ học lượng tử từ thuyết tương đối rộng: Lý thuyết quán tính" được bảo vệ tại trường nào?

Luận án này được bảo vệ tại State University of New York at Buffalo.

Luận án "Cơ học lượng tử từ thuyết tương đối rộng: Lý thuyết quán tính" thuộc chuyên ngành gì?

Luận án "Cơ học lượng tử từ thuyết tương đối rộng: Lý thuyết quán tính" thuộc chuyên ngành Physics. Danh mục: Tài liệu khác.

Luận án "Cơ học lượng tử từ thuyết tương đối rộng: Lý thuyết quán tính" có bao nhiêu trang?

Luận án "Cơ học lượng tử từ thuyết tương đối rộng: Lý thuyết quán tính" có 241 trang. Bạn có thể xem trước một phần tài liệu ngay trên trang web trước khi tải về.

Cách tải luận án "Cơ học lượng tử từ thuyết tương đối rộng: Lý thuyết quán tính" về máy như thế nào?

Để tải luận án về máy, bạn nhấn nút "Tải xuống ngay" trên trang này, sau đó hoàn tất thanh toán phí lưu trữ. File sẽ được tải xuống ngay sau khi thanh toán thành công. Hỗ trợ qua Zalo: 0559 297 239.

Luận án liên quan

Chia sẻ tài liệu: Facebook Twitter