Cтраница 2
Если же теперь мы рассмотрим электромагнитные волны как набор осцилляторов в пустом пространстве, то придем к заключению, что в пустоте, даже когда в ней нет ни частиц, ни квантов, должны происходить нулевые колебания электромагнитного поля. И эти колебания были также обнаружены на опыте. Но этот вопрос требует более подробного обсуждения. [16]
Если мы рассмотрим звуковые колебания твердого тела как набор квантовых осцилляторов, то получим, что при абсолютном нуле температуры все атомы твердого тела не неподвижны, а совершают нулевые колебания. Если же рассмотривать электромагнитные волны как набор осцилляторов в пустом пространстве, то мы придем к заключению, что в пустоте, даже когда в ней нет частиц или квантов, должны происходить нулевые колебания электромагнитного поля, и эти колебания также были обнаружены. [17]
Если мы рассмотрим звуковые колебания твердого тела как набор квантовых осцилляторов, то получим, что при абсолютном нуле температуры атомы твердого тела не неподвижны, а совершают нулевые колебания. Если же теперь мы рассмотрим электромагнитные волны как набор осцилляторов в пустом пространстве, то придем к заключению, что в пустоте, даже когда в ней нет частиц или квантов, должны происходить нулевые колебания электромагнитного поля. И эти колебания были также обнаружены. [18]
Она является обобщением нерелятивистской квантовой механики электрона на случай больших скоростей. Эта теория, в сочетании с квантовой теорией поля, позволяет рассчитать многие релятивистские явления такие, как превращение кванта света в электроны и позитроны, и обратно, рассеяние света на электронах и другие. Она дает полную теорию движения быстрого электрона во внешнем поле например, в кулоновском поле ядра атома. Особенно интересны поправки, вносимые в это движение нулевыми колебаниями электромагнитного поля и поляризацией вакуума. В настоящее время эти эффекты получили экспериментальное подтверждение и являются доказательством изумительного факта: в вакууме существуют постоянные нулевые колебания, подобно тому, как они существуют в твердом теле, более того, из-за образования пар позитронов и электронов и последующей их аннигиляции происходит поляризация этого вакуума. Все эти эффекты удается вычислить применением теории возмущения, основанной на малости электрического заряда электрона. [19]
Если интерпретировать звуковые колебания в твердом теле как набор квантовых осцилляторов, то получается, что при абсолютном нуле атомы твердого тела совершают нулевые колебания, а не неподвижны. Это было подтверждено экспериментами по рассеянию света при низких температурах. Следовательно, даже в вакууме - пустом пространстве, - где нет ни частиц, ни квантов, будут иметь место нулевые колебания электромагнитного поля. [20]
Такой подход, строго говоря, оправдан лишь для разреженных газов. Особенно широкую известность получила работа Казимира [299], в которой была найдена сила взаимодействия между двумя идеально проводящими пластинами с помощью рассмотрения энергии нулевых колебаний электромагнитного поля в щели между этими пластинами. [21]
Основная идея теории заключается при этом в том, что взаимодействие между телами рассматривается как осуществляющееся через посредство флук-туационного электромагнитного поля. Благодаря термодинамическим флукту-ациям такое поле всегда присутствует внутри всякой материальной среды и выходит также и за ее пределы. Хорошо известным проявлением этого поля является тепловое излучение тела, но следует подчеркнуть, что этим излучением не исчерпывается все флуктуационное поле вне тела. Это наиболее ясно видно уже из того, что электромагнитные флуктуации существуют и при абсолютном нуле температуры, когда тепловое излучение отсутствует; при этой температуре флуктуации имеют чисто квантовый характер и связаны с так называемыми нулевыми колебаниями электромагнитного поля. [22]
Большой цикл работ Е.М. Лифшица посвящен построению общей теории сил молекулярного взаимодействия, или сил Ван-дер - Ваальса, между конденсированными телами. Существование таких сил между атомами и молекулами было постулировано Ван-дер - Ваальсом на основе анализа отклонений свойств газов от идеальности. Лондон, используя квантовую механику, вычислил закон взаимодействия атомов на больших расстояниях между ними. Метод, примененный в этих работах, пригоден только для вычисления взаимодействия между объектами малого размера. Существенно, что эта энергия была вычислена как энергия нулевых колебаний электромагнитного поля в пространстве между плоскостями, точнее - как зависящая от расстояния между плоскостями часть этой энергии. [23]