О МИНИМАЛЬНО ВОЗМОЖНОЙ ПОГРЕШНОСТИ ЧЕТЫРЕХМЕРНОГО ПРОСТРАНСТВЕННО-ВРЕМЕННОГО ОБЪЕМА НАБЛЮДЕНИЯ ПЛОТНОСТИ ЭНЕРГИИ ЭЛЕКТРОМАГНИТНОГО ПОЛЯ Дягилев С.А.


Номер: 6-1
Год: 2015
Страницы: 9-11
Журнал: Актуальные проблемы гуманитарных и естественных наук

Ключевые слова

погрешность измерения, плотность энергии, пространственно-временной объем, электромагнитное поле, ОТО, measurement error, energy density, spatial temporal volume, electromagnetic field, GTR

Просмотр статьи

⛔️ (обновите страницу, если статья не отобразилась)

Аннотация к статье

Показано, что оценка квантовых ограничений на измеримость плотности энергии электромагнитного поля найденной Менским необходимо приводит к аналогичному ограничению (квантовой погрешностью) четырехмерного пространственно-временного объема ее наблюдения. Физический смысл указанной погрешности состоит в том, что плотность энергии электромагнитного поля обнаружима тогда и только тогда, когда четырехмерный объем ее наблюдения имеет величину не меньшую минимально возможной погрешности измерения. Таким образом, измерение плотности энергии электромагнитного поля сопровождается неустранимыми (квантовыми) погрешностями как самой величины плотности энергии, так и ее четырехмерного объема наблюдения. Взаимная несовместимость измерения последних как раз проявляется в совместном возникновении их квантовых погрешностей. Физическим источником возникновения той и другой погрешности является воздействие прибора. Проиллюстрировано, каким именно образом указанные погрешности приводят к квантовым ограничениям уравнений ОТО.

Текст научной статьи

В работе [1] Менским было найдено, что по порядку величины плотность энергии электромагнитного поля обнаружима, или наблюдаема, если ее величина больше минимальной возможной погрешности измерения , диктуемой квантовой природой самого поля (см. формулы (1)- (5) работы [1]; так же более позднюю работу [2]): , (1) где - четырехмерный объем пространственно-временной области измерения ( и ее временное и пространственное сечение соответственно). Из формулы (1) нетрудно найти, что условию обнаружимости соответствует четырехмерный объем пространственно-временной области наблюдения удовлетворяющий соотношению: . (2) Физический смысл (2) состоит в том, что обнаружима тогда и только тогда, когда четырехмерный объем ее наблюдения не меньше минимально возможной погрешности измерения . Таким образом, измерение плотности энергии электромагнитного поля сопровождается неустранимыми (квантовыми) погрешностями как самой величины плотности энергии, так и ее четырехмерного объема наблюдения . Взаимная несовместимость измерения последних как раз проявляется в совместном возникновении их квантовых погрешностей (см. так же [2]). Физическим источником возникновения погрешностей и является воздействие прибора (см. дискуссия Бор - Ландау [3,4]). Для более ясного представления последствий, вытекающих из приведенных выше условий обнаружимости (1),(2), рассмотрим их классический предел. Классическому пределу соответствует пренебрежение минимально возможными (квантовыми) погрешностями.. Тогда плотность энергии приобретает классический смысл (на величину измеряемой не влияет квантовая погрешность , вносимая прибором); аналогично: четырехмерный объем наблюдения приобретает классический смысл (на величину не влияет квантовая погрешность , вносимая прибором). В классическом пределе плотность энергии поля и пространство-время (через посредство ) приобретают самостоятельный смысл, независящий от измеряющего прибора т.е., как говорят, существуют до измерения (а не возникают, при измерении, как квантовые погрешности). В классическом пределе квантовая электродинамика переходит в классическую, а пространство-время получаемое измерениями, согласно (1),(2), - в пространство-время Минковского. Во избежание недоразумений отметим, что математическая модель пространства-времени Минковского, применяемая в процедуре квантования электромагнитного поля при построении квантовой электродинамики, является всего лишь затравочной моделью, не совпадающей с экспериментально регистрируемой приборами и отличающейся от нее как раз квантовыми погрешностями (квантовыми неопределенностями, см. [5] ). В заключение сообщения коснемся следствий, полученных в статье результатов, имеющих прямое отношение к общей теории относительности (ОТО). Здесь сразу отметим, что поскольку ОТО является классической, плотность энергии, входящая в качестве компоненты тензора энергии-импульса материи, должна иметь классический смысл, равно как и описываемое ОТО пространство-время. Поэтому состояния электромагнитного поля, в которых существенны отмеченные выше квантовые погрешности и не описываются уравнениями ОТО. В частности, не описывается ОТО состояние электромагнитного поля, возмущенное измерением из вакуумного состояния, когда возникающие плотность энергии и четырехмерный объем наблюдения совпадают с соответствующими квантовыми погрешностями (квантовыми неопределенностями) и (см. так же [2,6]): , . (3) Последнее утверждение подкрепляется легко доказываемым из равенств (3) вкупе с (1),(2) следующим соотношением неопределенностей: . (, ) . (4) Именно эти состояния поля (удовлетворяющие (3),(4)) частью научного сообщества (см. например, [7]) необоснованно (они не описываются ОТО) рассматриваются в качестве микроскопической модели темной энергии, являющейся предположительно причиной ускоренного расширения Вселенной.

Научные конференции

 

(c) Архив публикаций научного журнала. Полное или частичное копирование материалов сайта возможно только с письменного разрешения администрации, а также с указанием прямой активной ссылки на источник.