взаимодействие на расстоянии: как это работает

Описание глюонов прекрасно, но глюоны — это кванты квантовой теории поля, и вы можете рассматривать теорию поля как теорию полей или как теорию частиц. Описание частиц не причинно, частицы возвращаются во времени, так что описание поля для меня более интуитивно понятно, хотя почему-то многие говорят, что частицы более интуитивно понятны. Я думаю, это потому, что они думают об этих обменивающихся частицах как о классических частицах, движущихся вперед во времени, а они таковыми не являются.

Полевая картина глюонного обмена состоит в том, что сильное взаимодействие обменивается восемью различными копиями электрических и магнитных полей со сложными перекрестными зарядами, так что каждое поле порождает другое. Это поле является связующим полем и является основным компонентом КХД. Перекрёстные заряды имеют большое значение, они делают силу малой дальности.

Вакуум в электричестве в магнетизме близок к нулевому полю на больших расстояниях, а свободные фотоны распространяются на большие расстояния. Для КХД эта теория обладает тем свойством, что поле становится случайным на масштабе, сравнимом с радиусом протона. Шкала рандомизации означает, что корреляционные функции экспоненциально падают в разделении на этой шкале, и это приводит к ограничению.

Картина удержания с полевой точки зрения представляет собой коррелятор петли Вильсона калибровочного поля решетки. Это означает, что вы создаете маленькую сетку и определяете глюонное поле в терминах матрицы для перехода от одной точки к другой. Вы определяете распределение вероятностей для матриц, которое в пределе малых решеток и распределений вероятностей, сосредоточенных вблизи единичной матрицы, воспроизводит согласованное непрерывное поле, в котором каждый путь получает матрицу с распределением вероятностей, которое сходится к фиксированному распределению в Малый предел решетки.

В этом пределе вы обнаружите, что матрицы полностью случайны для больших петель, а переход к полной случайности — это радиус протона, плюс-минус. Это явно делается сегодня на суперкомпьютерах, и это объясняет, почему поле имеет ближний радиус действия. Диапазон поля — это расстояние, на котором статистическое описание забывает о локальном изменении. Если вы измените поле внутри протона, то поле забудет об изменении вне протона, а это означает, что диапазон мал.

Точка зрения частиц

Картина поля несколько лучше понята, чем картина удержания частиц, хотя ни одна из них не является убедительной для математиков. В картине частиц по т'Хоофту экранирование ядерных сил происходит благодаря чему-то подобному сверхпроводнику, заполняющему пространство. Это называется «двойной сверхпроводящей моделью удержания кварков».

Картина такова, что когда у вас есть магнитный монополь (изолированный магнитный полюс) внутри сверхпроводника, магнитный поток должен уйти, согласно магнитному закону Гаусса, но сверхпроводнику не нужно поле вокруг, потому что сверхпроводники ненавидят магнитные поля. Таким образом, магнитное поле сжимается в узкую трубку, называемую вихрем, и этот вихрь начинается и заканчивается на частице.

Идея состоит в том, что вакуум заполнен клеем, а клей обладает магнитной сверхпроводимостью, так что электрические заряды заканчиваются магнитными трубками точно так же, как магнитные заряды в сверхпроводнике.

Двойная сверхпроводящая картина широко распространена сегодня, потому что ее можно увидеть в некоторых математических моделях с суперсимметрией, но она не очень хорошо понимается в обычной КХД. Она дополняет картину рандомизации поля, дает точку зрения частицы на это. Обратите внимание, что представление о частицах требует когерентной конденсации в вакууме, жидкости, подобной сверхпроводнику, которая заполняет все пространство.

Сверхпроводящий вакуум отличается от механизма Хиггса тем, что он магнитный, а не электрический.

Силы передаются путем обмена частицами; фотоны в случае электромагнетизма, глюоны в случае сильного взаимодействия и бозоны W/Z в случае слабого взаимодействия. Диапазон действия силы определяется массой частицы. Фотоны не имеют массы, поэтому электромагнитная сила имеет бесконечный диапазон. Сила передается виртуальными частицами, поэтому вы не видите, как светится магнит, посылающий виртуальные фотоны в холодильник и из него. Виртуальная частица — это та, которая существует благодаря принципу неопределенности. Реальный фотон, напротив, можно рассматривать как свет или радиоволну.

Гравитация — это другой котелок с рыбой. В настоящее время гравитация изображается как искривление пространства-времени, а не как квантовое поле, опосредованное частицами. Было высказано предположение, что гравитон заполнит этот пробел. Еще вполне возможно, что гравитация принципиально иная и ее происхождение лежит в другом источнике.

Этот вопрос оправдывает гораздо более длинный пост, но это поможет вам начать.