Πόλωση κενού
αγγλικά : Vacuum polarization
γαλλικά :
γερμανικά :
Στη θεωρία κβαντικών πεδίων, και συγκεκριμένα στην κβαντική ηλεκτροδυναμική, η πόλωση κενού περιγράφει μια διαδικασία στην οποία ένα ηλεκτρομαγνητικό πεδίο υπόβαθρου παράγει ζεύγη εικονικών ηλεκτρονίων-ποζιτρονίων που αλλάζουν την κατανομή φορτίων και ρευμάτων που δημιούργησαν το αρχικό ηλεκτρομαγνητικό πεδίο. Μερικές φορές αναφέρεται επίσης ως αυτο-ενέργεια του μποζονίου βαθμίδας (φωτόνιο).
Μετά τις εξελίξεις στον εξοπλισμό ραντάρ για τον Δεύτερο Παγκόσμιο Πόλεμο είχε ως αποτέλεσμα μια μεγαλύτερη ακρίβεια για τη μέτρηση των επιπέδων ενέργειας του ατόμου υδρογόνου, Ο I.I. Ράμπι έκανε μετρήσεις της μετατόπισης Lamb και της ανώμαλης μαγνητικής διπολικής ροπής του ηλεκτρονίου. Αυτά τα αποτελέσματα αντιστοιχούσαν στην απόκλιση από την τιμή −2 για τον φασματοσκοπικό ηλεκτρονικό παράγοντα g που προβλέπονται από την εξίσωση Dirac. Αργότερα, ο Χανς Μπέθε υπολόγισε θεωρητικά αυτές τις μεταβολές στα επίπεδα ενέργειας υδρογόνου λόγω πόλωσης κενού στην επιστροφή του με to τρένο από το Συνέδριο Shelter Island στο Cornell.
Τα αποτελέσματα της πόλωσης του κενού έχουν παρατηρηθεί πειραματικά καθώς και αλλα καλά κατανοητά φαινόμενα υποβάθρου . Η πόλωση κενού που αναφέρεται παρακάτω ως συνεισφορά ενός βρόχου με λεπτόνια (ζεύγη ηλεκτρονίων-ποζιτρονίων) παρατηρήθηκαν για πρώτη φορά το 1940 αλλά επίσης πιο πρόσφατα παρατηρήθηκαν το 1997 χρησιμοποιώντας τον επιταχυντή σωματιδίων TRISTAN στην Ιαπωνία. Για κουάρκς μαζί με πολλαπλές συνεισφορές βρόχου κουάρκς-γκλουονίων από τις αρχές της δεκαετίας του 1970 έως τα μέσα της δεκαετίας του 1990 χρησιμοποιώντας τον επιταχυντή σωματιδίων VEPP-2M στο Ινστιτούτο Πυρηνικής Φυσικής του Budker στη Σιβηρία στη Ρωσία και πολλά άλλα εργαστήρια επιταχυντών παγκοσμίως.
Σύμφωνα με την κβαντική θεωρία πεδίου, το κενό μεταξύ αλληλεπιδρώντων σωματιδίων δεν είναι απλώς κενό διάστημα. Αντίθετα, περιέχει βραχύβια ζεύγη εικονικών σωματιδίων – αντισωματιδίων (λεπτόνια ή κουάρκ και γkλουόνια). Αυτά τα βραχύβια ζεύγη ονομάζονται φυσαλίδες κενού. Μπορεί να αποδειχθεί ότι δεν έχουν κανένα μετρήσιμο αντίκτυπο σε οποιαδήποτε διαδικασία.
Εικονικά ζεύγη σωματιδίων – αντισωματιδίων μπορούν επίσης να εμφανιστούν καθώς διαδίδεται ένα φωτονίο. Σε αυτήν την περίπτωση, το αποτέλεσμα σε άλλες διαδικασίες είναι μετρήσιμο. Η συνεισφορά ενός βρόχου ενός ζεύγους φερμιονίου-αντιφερμιονίου στην πόλωση κενού αντιπροσωπεύεται από το ακόλουθο διάγραμμα:
Αυτά τα ζεύγη σωματιδίων-αντισωματιδίων φέρουν διάφορα είδη φορτίων, όπως φορτίο χρώματος εάν υπόκεινται στην QCD όπως κουάρκ ή γκλουόνια ή το πιο γνωστό ηλεκτρομαγνητικό φορτίο εάν είναι ηλεκτρικά φορτισμένα λεπτόνια ή κουάρκ, με το πιο γνωστό φορτισμένο λεπτόνιο να είναι το ηλεκτρόνιο και δεδομένου ότι έχει την μικρότερη μάζα, η πιο πολυάριθμη λόγω της αρχής της αβεβαιότητας ενέργειας-χρόνου όπως αναφέρεται παραπάνω. π.χ. εικονικά ζεύγη ηλεκτρονίων-ποζιτρονίων. Τέτοια φορτισμένα ζεύγη δρουν ως ηλεκτρικό δίπολο. Παρουσία ενός ηλεκτρικού πεδίου, π.χ. του ηλεκτρομαγνητικού πεδίου γύρω από ένα ηλεκτρόνιο, αυτά τα ζεύγη σωματιδίων-αντισωματιδίων επανατοποθετούνται, αντισταθμίζοντας έτσι μερικώς το πεδίο (ένα αποτέλεσμα μερικής διαλογής, ένα διηλεκτρικό αποτέλεσμα). Το πεδίο θα είναι επομένως πιο αδύναμο από το αναμενόμενο εάν το κενό ήταν εντελώς κενό. Αυτός ο επαναπροσανατολισμός των βραχύβιων ζευγών σωματιδίων-αντισωματιδίων αναφέρεται ως πόλωση κενού.
Hellenica World - Scientific Library
Από τη ελληνική Βικιπαίδεια http://el.wikipedia.org . Όλα τα κείμενα είναι διαθέσιμα υπό την GNU Free Documentation License
