Это «БЕСПОЛЕЗНОЕ» уравнение является математической основой ВСЕЙ МАТЕРИИ!

Поддержите нас и пообщайтесь с Арвином на Patreon: https://www.patreon.com/arvinash ОБЩИЕ СПРАВОЧНЫЕ ВИДЕО: Объяснение квантовой теории поля: https://www.youtube.com/watch?v=eoStndCzFhg Объяснение квантовой электродинамики: https://www.youtube.com/watch?v=PutOOpAkjQ4 Как работают симметрии: https://www.youtube.com/watch?v=paQLJKtiAEE ГЛАВЫ 0:00 Модель Вселенной, начинающейся с нуля 0:54 Что такое квантовое поле? 2:12 Лагранжиан Дирака 4:39 Калибровочный принцип: требование симметрии U1 6:49 Требование локальной симметрии 8:10 Фотонное поле позволяет уравнению подчиняться локальной симметрии 10:17 Результаты квантовой электродинамики (КЭД) ОБЗОР Уравнение Дирака хранит секреты всего, что мы видим во Вселенной. В этом видео я показываю, как с помощью этого уравнения мы можем начать с совершенно пустой Вселенной, сделать всего одно предположение, задать всего один простой вопрос и на его основе вывести всю теорию материи. Мы строим Вселенную, начиная с совершенно пустого пространства-времени. Я представляю калибровочный принцип – физический принцип, лежащий в основе всех фундаментальных взаимодействий в квантовой теории поля. Эта теория описывает всю материю и все силы во Вселенной, за исключением гравитации. Итак, теперь представьте себе пустую Вселенную, в которой ничего нет. Давайте добавим поле, пронизывающее всю Вселенную. Квантовое поле не состоит из чего-либо. Это математическая концепция. Вы можете думать о нём просто как о свойствах пространства-времени. Мы можем моделировать такое поле с помощью лагранжиана Дирака – уравнения, описывающего все фермионные поля, включая наше электронное поле. Лагранжиан просто описывает разницу между кинетической и потенциальной энергией системы. Он отражает движение частиц в пространстве-времени. Вы заметите мнимый член. Он присутствует, потому что мы описываем волновые функции с комплексными компонентами. «i» необходимо для их математического описания. Это математическое удобство. «i» не представляет ничего физического. Что интересно в этом уравнении, так это его бесполезность, хотя оно и фундаментально. Оно бесполезно, потому что не описывает ничего измеряемого. Оно просто описывает поле без взаимодействий. Без взаимодействий мы не можем ничего измерить. Но оно фундаментально, потому что это лучшее, что у нас есть для корректного описания работы материи. #симметрия #квантовая механика Уравнение описывает электронное поле с двумя возбуждениями: электроном и антиэлектроном. Возбуждение подобно сгустку энергии в поле, соответствующем энергии частицы. И это поле охватывает всё пространство-время. Проще говоря, это описывает электрон с массой m, который может двигаться в пространстве-времени. Чтобы это уравнение стало реальностью, нам нужно ввести калибровочный принцип. Для этого нам нужно предъявить к этому уравнению требование. Требование, которое мы собираемся выдвинуть, состоит в том, что это уравнение должно обладать симметрией, подобной симметрии окружности с радиусом, равным единице. По сути, мы говорим, что при повороте всего поля в любом направлении оно должно вести себя одинаково. Ничего не должно измениться. Выполнив математические вычисления, мы обнаруживаем, что уравнение подчиняется симметрии нашей окружности глобально. Другими словами, если мы повернем всё поле, охватывающее всю Вселенную, на любой градус, оно не изменится. Это называется симметрией U1, которой подчиняется этот лагранжиан. Но что, если мы потребуем, чтобы эта симметрия выполнялась локально в некоторой произвольной пространственно-временной координате x? Другими словами, мы спрашиваем, изменится ли уравнение, если мы повернем поле в некоторой ограниченной точке, а не глобально. Оказывается, что решение для восстановления симметрии состоит во введении нового поля, силового поля – поля фотона! Если мы проделаем все шаги математического расчёта, мы сможем продемонстрировать, что мы можем получить локальную симметрию электронного поля, если введём новое силовое поле, передаваемое фотонами. И теперь у нас есть теория взаимодействия, где дополнительный член, который мы вынуждены были добавить, — это взаимодействие КЭД. Это основа квантовой электродинамики, теории электромагнитных сил. Она показывает нам, как электромагнетизм взаимодействует со всем, что имеет электрический заряд. Именно это взаимодействие электромагнетизма отвечает за всё, что вы видите, потому что вам нужны фотоны, чтобы видеть глазами. Вы чувствуете электромагнитные взаимодействия, когда что-то касается вашей кожи. Электромагнетизм — это то, как вы воспринимаете мир, и то, как мы измеряем практически всё. Без этого взаимодействия Вселенная была бы для нас пустым звуком.