Мир вокруг нас - "Этэрнус". Страница 6

В 20-м веке — были открыты ещё три новых вида полей: ядерные поля, слабые поля и глюонные поля.

В окружающем Мире, т. о. достоверно известно, как минимум, 3 + 3 = 6 видов полей.

К 21-му веку, стало общепринятым говорить ещё о двух новых видах полей, требующихся для описания окружающего Мира, — поле Хиггса и поле инфлатона. Их — будем рассматривать позже, в т. ч. в рамках постнеклассических представлений.

Пока же, рассмотрим неклассические представления (в рамках теории поля), о полях 19-го и 20-го века. Разберём их по порядку, начиная с полей 19-го века:

Магнитные поля

Магнитные явления (до того как назваться полями) — были известны ещё с древности, со времени, когда люди научились обрабатывать железо, и в результате стали известны магниты.

В Новое время, явление магнетизма — получило объяснение как некая дальнодействующая сила, действующая через пустоту (подобно ньютоновской гравитации).

В дальнейшем, были предприняты попытки найти механизм магнитных явлений. Для этого, естественно, пытались привлечь движения атомов эфира (как и при объяснении гравитации), однако без существенного успеха. Явление магнетизма, в связи с этим, в классической науке и философии, в целом, игнорировалось, как некое досадное исключение из правил, не находящее объяснений.

Объяснения нашлись в 19-м веке, с помощью введения понятия магнитного поля.

Общие свойства полей мы уже рассматривали, поэтому рассмотрим теперь частные свойства, присущие именно магнитному полю:

Магниты — могут притягиваться друг к другу или отталкиваться, в зависимости от того, какими полюсами их располагать друг к другу. Значит, существует положительный магнетизм (притяжение) и отрицательный (отталкивание), и в связи с этим, есть два условных заряда (полюса). Эти полюса — неразрывно связаны друг с другом, и не могут существовать отдельно: у магнита — всегда есть т. н. северный и южный полюса.

На уровне элементарных частиц, магнитное поле связано с положительным и отрицательным спинами элементарных частиц (что тоже не предполагает разделённости полюсов, т. к. поле обыкновенного магнита — оказывается состоящим из сонаправленных спинов частиц (электронов), как элементарных магнитов).

Спин — это т. н. квантовое число (свойство), или собственный момент движения элементарной частицы, не имеющий классических аналогов (хотя часто изображаемый, для удобства, как вращение частицы вокруг своей оси).

Каждая элементарная частица в нашем Мироздании (за редким исключением) — является элементарным магнитом, т. е. обладает своим магнитным полем. Поэтому число магнитов в Мироздании — сопоставимо с числом элементарных частиц, причём каждое существующее магнитное поле — безгранично в пространстве и считается (в теории поля) самостоятельным. Вакуум т. о. «до отказа» заполнен магнитными полями. А ведь существуют ещё и другие поля…

Электрические поля

С электрическими явлениями, люди знакомы издревле, хотя бы из наблюдения молний. Однако, проникновение в суть этих явлений — началось, в основном, лишь с 19-го века.

Известно, что в нашем Мире существует два типа электрических зарядов: положительные (+) и отрицательные (-). Положительным зарядом электрического поля — обладают, например, протоны, а отрицательным — электроны.

Положительные и отрицательные заряды — это лишь условные обозначения, придуманные для того, чтобы описать действие электрического поля, т. е. электрическое притяжение и отталкивание объектов: говорят, что противоположные заряды — притягиваются друг к другу, а одноимённые — отталкиваются.

Электрическое поле — свойственно практически всем видам элементарных частиц. (Электрического поля, однако, лишены, например, такие частицы как нейтрино, а в других частицах, даже если они имеют нулевой заряд, например, как нейтрон, заряды электрических полей (у кварков) — скомпенсированы, но не отсутствуют).

Гравитационные поля

Гравитация, как и электричество — известна человеку, можно сказать, с незапамятных времён. Классически (по Аристотелю), она объяснялась весом предметов, как стремлением их к своему естественному месту в Мире: для предметов из элемента земли — это центр Земли, а для воды — земная поверхность, для воздуха же — место над поверхностью (атмосфера), и т. д. В связи с этим, долгое время существовало также заблуждение, что тяжёлые тела (в которых элемента земли — больше) — падают быстрее, что было, в последующем, опровергнуто.

В Новое время, как уже говорилось, гравитация могла пониматься двояко: либо как истинно дальнодействующая сила, т. е. сила, действующая через пустоту (в отличие от всех других сил в природе, известных на то время (кроме электричества и магнетизма)), либо предполагающая механизм — эфирное объяснение (умозрительное).

И лишь в 19-м — начале 20-го веков, с окончательным устранением эфира из окружающего Мира, гравитация — стала общепризнанно рассматриваться как поле.

Гравитационные поля, в отличие от электрических и магнитных — имеют всего один тип заряда — притягивающий (положительный), т. е. гравитация — всегда приводит к взаимному притяжению объектов. Антигравитация же (т. е. отрицательный гравитационный заряд) — науке неизвестна.

Своё гравитационное поле — имеется у всех объектов, в т. ч. у каждой элементарной частицы.

Элементарное гравитационное поле (= свойственное любой отдельной элементарной частице) — всегда на много порядков слабее элементарного электрического и магнитного полей. Поэтому в процессах, происходящих в микромире, влиянием гравитационных полей, как правило — можно полностью пренебречь.

Однако на уровне планет, и на более высоких уровнях вещества Мироздания, гравитационное поле — становится играющим главную роль. Это как раз следствие того, что гравитационные поля, хоть и являются самыми слабыми полями, известными в природе, но складываясь, их всегда положительные (притягивающие) заряды — не компенсируются, а суммируются, что приводит, в макромасштабе — к возникновению весьма значимых, по напряжённости, полей (например, гравитационное поле Солнца, обладающее, как целое — огромной силой).

Поля 20-го века

Поле — странное и удивительное явление. А поля 20-го века (ядерные, слабые и глюонные) — ещё более странные. Эти поля, как увидим — сильно отличаются, по своим частным свойствам, от полей 19-го века. Во многом, поэтому — они стали известны лишь в 20-м веке.

Итак, рассмотрим их, по порядку:

Ядерные поля

Благодаря ядерным, или сильным полям — существуют ядра атомов. Сильное (= ядерное) поле — способно притягивать протоны и нейтроны друг к другу, потому что они обладают т. н. сильными зарядами (т. е. сильными полями).

Известно, что протоны — отталкиваются друг от друга своими электрическими зарядами, а в ядре атома, из-за ничтожных расстояний между протонами, напряжённость электрических полей огромна. Сила электрического отталкивания протонов, соответственно — оказывается очень велика. Считается, что сильные поля — примерно в сто раз сильнее притягивают протоны друг к другу в ядре, нежели те электрически отталкиваются друг от друга. Протоны в ядре — т. о. оказываются накрепко связанными сильными (= ядерными) полями. Получается, что не зря эти поля названы сильными: ядерное поле, по сравнению с другими видами полей — действительно обладает выдающейся силой.

Однако это поле — имеет и некоторую ущербность: сила действия (напряжённость) ядерного поля — падает с расстоянием во много раз быстрее, чем у полей 19-го века: Если напряжённость гравитационных, электрических и магнитных полей — снижается с расстоянием одинаково медленно (обратно пропорционально квадрату расстояния), то сильное (ядерное) поле — ослабевает по иному закону (быстрее), и уже на расстоянии, большем, примерно, ничтожных 10^–13 см, сила (напряжённость) сильного поля — оказывается меньшей, чем у электрического и магнитного полей, где они — становятся т. о. преобладающими, а ядерное поле перестаёт играть значимую роль.