Статьи журнала - Пространство, время и фундаментальные взаимодействия
Все статьи: 283
Принцип материальности пространства и фундаментальные поля
Статья научная
В работе формулируется принцип материальности пространства и на его основе проводится краткий критический анализ общей идеологии Специальной и Общей теорий относительности. Рассматривается связь нового принципа с ранее развитой топологической теорией фундаментальных полей (ТТФП). Рассматривается способ конструктивной реализации принципа материальности в рамках физической теории фундаментальных полей. Выводятся общие уравнения динамики маркеров материальных точек физического пространства и устанавливается их физический смысл.
Бесплатно
Принцип маха в геометрической парадигме
Статья научная
Показано, что в рамках 5-мерной геометрической модели типа теории Калуцы со скаляризмом реализует- ся принцип Маха, - имеет место изменение масс заряженных тел в окрестности массивного нейтрального источника. В этой теории в качестве скалярного поля выступает 15-я компонента метрики, которая ответ- ственна за то, что из 5-го уравнения геодезических следует зависимость отношения заряда к массе тела от r. Полагая, что заряд остается постоянным, приходим к проявлению принципа Маха в его эйнштейнов- ском понимании.
Бесплатно
Принцип общей ковариантности и экзотические R4 в общей теории относительности
Статья научная
Обсуждается роль принципа общей ковариантности в общей теории относительности. Показано, как он привел к рассмотрению гладких структур при построении теории пространства-времени. Представлены экзотические гладкие структуры для R4; способы их построения и свойства. Дан обзор физических эффектов, которые могут наблюдаться в том случае, когда в реальном пространстве-времени локализуется экзотичность гладкой структуры.
Бесплатно
Проблема ковариантности в релятивистской теории излучения
Статья научная
В настоящее время классическая электродинамика представляет собой хорошо разработанный и очень важный в практическом отношении раздел современной физики, в основе которого лежит специальная теория относительности. Одним из наглядных примеров успешного применения методов классической электродинамики является теория релятивистского и. в частности, сипхротрошгого излучения заряженных частиц, которое широко используется в самых разнообразных экспериментальных и технологических устройствах. Однако в технике вычислений высоко развитый математический аппарат классической электродинамики используется пе всегда, и это иногда приводит к значительному усложнению расчётов конкретных физических эффектов. Например, при вычислении интегральных характеристик излучения произвольно движущихся релятивистских частиц применение ковариаптпого математического аппарата специальной теории относительности позволяет намного проще получить те же самые результаты для полной мощности излучения, которые даёт стандартный трёхмерный формализм. В данной работе показаны преимущества использования ковариаптпых методов интегрирования углового распределения в теории релятивистского излучения, и в связи с этим обсуждаются некоторые интегральные эффекты электромагнитных взаимодействий, такие как электромагнитная масса и аномальный магнитный момент электрона.
Бесплатно
Программный комплекс для работы с матрицами Дирака Susy_Diracus
Статья научная
Описан программный комплекс для работы с матрицами Дирака SUSY_Diracus - набор вычислительных инструментов, позволяющий ускорить работу специалиста по суперсимметрии. Описание функций сопровождено примером их использования. Кратко рассмотрены принципы построения и работы этих функций. Приведены примеры нестандартного применения инструментов комплекса.
Бесплатно
Статья
Бесплатно
Проективно-групповые свойства H-пространств H5 типа {5}
Статья научная
Исследуются 5-мерные псевдоримановы ℎ-пространства 𝐻5 типа {5} [3]. Находятся необходимые и достаточные условия, при которых 𝐻5 является пространством постоянной кривизны. Определяется общее решение уравнения Эйзенхарта в ℎ-пространстве 𝐻5 непостоянной кривизны. Устанавливаются условия существования негомотетического проективного движения в 𝐻5 и описывается структура негомотетической проективной алгебры Ли в ℎ-пространстве 𝐻5 типа {5}.
Бесплатно
Проективные симметрии пятимерных пространств
Статья научная
Представлен обзор инвариантно-групповых методов в 5-мерных теориях электромагнитного, гравитационного и других физических полей. Обсуждаются симметрии пятимерных искривленных пространств в форме групп Ли бесконечно малых преобразований, в том числе в форме проективных движений, сохраняющих геодезические. Исследуются 5-мерные жесткие ℎ-пространства 𝐻221, 𝐻32, 𝐻41 и 𝐻5, т.е. псевдоримановы многообразия (𝑀5, 𝑔) произвольной сигнатуры с (невырожденной) характеристикой Сегре = {𝑟1, ..., 𝑟𝑘}, 𝑟1, ..., ∈ 𝑁, 𝑟1 + ... + = 5, и вещественными собственными значениями производной Ли метрики в направлении инфинитезимального преобразования 𝑋, допускающие инфинитезимальные проективные и аффинные преобразования. Для каждого из них определяются структуры соответствующих максимальных проективной и аффинной алгебр Ли, включая классификацию ℎ-пространств 𝐻221 типа {221} по максимальным алгебрам Ли проективных и аффинных преобразований, более широким, чем алгебры Ли гомотетий.
Бесплатно
Статья научная
Исследуется пространственно-временное и конфигурационное пространства сферически-симметричной си- стемы гравитационного и электромагнитного полей. Строятся действие и динамические величины для этой системы полей. Вводятся дополнительные физические величины - полная масса и заряд. Оказывается, что скобка Пуассона полной массы с функцией Гамильтона равна нулю в слабом смысле. Для перехода в конфигурационное пространство, мы исключаем нединамическую степень свободы (функции хода) из действия с помощью гамильтоновой связи. Это приводит к действию в конфигурационном пространстве (минисуперпространстве) с соответствующей суперметрикой. Строится уравнение Эйнштейна-Гамильтона- Якоби и исследуется структура его решения, совместного с законами сохранения полной массы и заряда. Оказывается, что минисуперпространство является плоским, поэтому решениям уравнений Эйнштейна соответствует пучок прямых в минисуперпространстве. Их пересечения со световым конусом минисупер- пространства соответствуют горизонтам событий в пространстве-времени заряженной ЧД. Квантование системы сводится к квантованию свободной частицы в трёхмерном псевдоевклидовом пространстве. На основе уравнения Девитта и квантовых операторов массы и заряда, строится волновая функция полевой конфигурации. В результате, мы получаем модель заряженной черной дыры с непрерывным спектром масс.
Бесплатно
Процедура декомпактификации расстояний
Статья научная
В рамках реляционного подхода к описанию пространства-времени и физических взаимодействий главной задачей является вывод классических пространственно-временных понятий из более фундаментальных закономерностей микромира. К таким понятиям, в частности, относятся размерность, сигнатура и протяжённость (классическое расстояние). Последнее может быть получено в результате решения задачи декомпактификации для заданной системы частиц. В настоящей работе приводится математическая формулировка данной задачи в рамках формализма теории систем отношений. Показывается, что используемые при постановке данной задачи отношения описывают элементарные процессы испускания и поглощения электромагнитного излучения. Решение такой задачи для реальной физической системы сопряжено с необходимостью учёта большого числа фазовых вкладов испущенного, но не поглощённого излучения. Поэтому рассматривается задача декомпактификации классических расстояний для системы конечного числа излучателей и поглотителей, имеющих ограниченный спектр атома водорода. Обсуждается методика численного решения и приводятся его результаты при заданных ограничениях.
Бесплатно
Развитие метода виброметрии для диагностики бронеплиток
Статья научная
Рассмотрена виброметрия классической задачи о колебаниях пластины с разными граничными условиями с целью разработки экспресс метода диагностики бронеплиток для обнаружения бракованныхизделий. Выполнен анализ собственных форм колебаний бронеплиток регистрируемых методом спекл-интерферометрии и возбуждаемых различными способами механических воздействий. Разработаны алгоритмы обработки сигналов виброметрии для установления соотношений меду параметрами корундовойкерамики, геометрией бронеплитки и формой возбуждающего сигнала. Проведено сопоставление результатов экспериментов осуществленных различными способами виброконтроля.
Бесплатно
Разделение переменных по Бененти-Франкавилья и типы по Петрову
Статья научная
Бененти и Франкавилья (БФ) предложили класс метрик с двумя коммутирующими векторами Киллинга, для которых существует неприводимый тензор Киллинга второго ранга, и уравнения геодезических интегрируемы. Этот класс допускает нетривиальный тензор Риччи и, вообще говоря, не является алгебраически специальным. Мы находим дополнительное условие на класс БФ, при выполнении которого метрики допускают изотропные геодезические бессдвиговые конгруэнции и принадлежат либо общему типу I, либо типу D по Петрову, но не типу II. Соответствующие тензоры Киллинга имеют лишь две ненулевые проекции Ньюмена-Пенроуза. Этому подклассу принадлежат черные дыры и решения с параметром Ньюмена-Унти-Тамбурино (НУТ) в теории N=4 супергравитации.
Бесплатно
Статья научная
Изложены теоретические основы обобщенной математической модели и численного расчета параметров релаксационных физических процессов (поляризация, деполяризация, ионная проводимость) в разно- родных системах (телах), возмущенных полевыми и температурными воздействиями. В качестве объ- екта исследования, в данной работе рассматривается алгоритм численного расчета параметров протонно- релаксационной поляризации в протонных полупроводниках и диэлектриках (ППД), методом минимиза- ции функции сравнения (МФС-методом) результатов теории и эксперимента. Определены основные на- правления практического применения (в перспективе) построенного на основе данной модели программно- аппаратного обеспечения.
Бесплатно
Статья научная
В настоящей статье рассматривается создание ультразвукового метода измерения состояния электролита в процессе горения разряда с электрическим электродом. У традиционных электрохимических, электроэро- зионных, электротермических и электромеханических методов электрического воздействия на поверхность металлов есть недостатки. К ним относятся: а) большой расход энергии; б) загрязнение экологии; в) про- блема утилизации побочных продуктов; г) сложность получения необходимого профиля поверхности в нужных масштабах. В связи с этим важной является проблема создания и исследования новых энергосбе- регающих, экологически чистых и экономически выгодных методов.В настоящий момент в многофазных средах не проводят экспериментальные исследования разряда. Условия зажигания разряда с электролитическим катодом также не исследованы. Физические процессы на границе раздела плазмы и жидкости не изучены. Отсутствует механизм влияния разряда в парогазо- вом пузырьке на поверхность металлов. Перечисленные выше причины замедляют создание технологии плазменно-электролитного формирования микрорельефа поверхности.Цель работы:измерить и оптимизировать ультразвуковой сигнал;рассчитать спектр частот отраженных колебаний ультразвука от большого количества отражателей (пузырьков электролита);разработать математическое моделирование процесса отражения ультразвука от пузырьков элек- тролита.
Бесплатно
Рассеяние света многослойным цилиндром в приближении Вентцеля-Крамерса-Бриллюэна
Статья научная
Получены формулы для амплитуды светорассеяния, факторов эффективности ослабления и поглощения многослойного кругового цилиндра в приближении Вентцеля-Крамерса-Бриллюэна (ВКБ) в скалярном виде при падении света перпендикулярно оси цилиндра. Проведено численное сравнение факторов эф- фективности ослабления и поглощения в приближении ВКБ конечного двухслойного цилиндра с резуль- татами расчета для бесконечно длинного двухслойного цилиндра (строгое решение методом разделения переменных). Получено хорошее согласие в области применения приближения ВКБ.
Бесплатно
Реальность и теории машины времени
Статья научная
Данная работа посвящена изучению проблем, возникающих при попытке построить теорию машины времени. Уверенность, что машину времени можно построить, основывается на теории абсолютного пространства-времени, созданной Германом Минковским в 1908 году и поддержанной Эйнштейном в 1921 году. Эйнштейн заявил, что пространство-время реально существует и, следовательно, прошлое, будущее и настоящее являются сущностями, которые всегда есть, то есть всегда наличествуют. Курт Гёдель в 1949 году, опираясь на абсолютность пространства-времени, предъявил принципиальную схему построения машины времени, показав, что для этого достаточно воспользоваться замкнутыми времениподобными кривыми. С тех пор предлагались разные механизмы искусственного порождения таких кривых в пространстве-времени, наиболее известным из которых и одновременно ошибочным является предложение Кипа Торна «прорывать» в пространстве кротовые норы и производить манипуляции над одним из отверстий. В 1994 автор статьи предложил использовать для этого механизм свертывания пространства-времени в так называемый пружинный слой в объемлющем (абстрактном) 5-мерном Гиперпространстве. Для развития этой идеи необходимо использовать теорию слоений, которая хотя и не является математически сложной для понимания, но характеризуется тем, что в ней уже двадцать лет отсутствует прогресс в получении результатов, требуемых для окончательного построения теории машины времени. Гиперпространства с 4-мерными слоениями, имеющими пружинные слои, представляют собой «слишком дикие» образования, с запутанной сложной геометрической динамикой. Для их создания, то есть для свертывания пространства-времени в пружину явно не могут быть использованы отдельно взятые физические калибровочные поля, поскольку либо будет наблюдаться нарушение калибровочной симметрии, либо незыблемость закона сохранения калибровочной симметрии не позволит пространству-времени свернуться в пружину и тем самым разрешить машине времени, уйдя по создаваемой 4-мерной кротовой норе, выйти в потоке 5-мерного времени, а не вспять течению времени, в собственном прошлом.
Бесплатно
Резонансное СКВИД-детектирование аксионовтемной материи в прямоугольном резонаторе
Статья научная
Предложен метод детектирования аксионов темной материи с помощью двухконтактного СКВИДа. Взаи- модействие аксионов и магнитного поля объемного резонатора создает осциллирующий магнитный поток в приемной петле СКВИДа, который формирует сигнал в виде ступеньки тока на вольт-амперной характеристике СКВИДа. Напряжение ступеньки соответствует частоте колебаний, которая определяется массой аксиона, а высота зависит от плотности энергии аксионов в околоземном пространстве. Предполагается,что данный метод может быть использован для обнаружения аксионов с массами, не превышающими эВ. Именно такие массы наиболее приемлемы для аксионов, рассматриваемых в качестве кандидатов на роль темной материи.
Бесплатно
Релятивистская динамика и инвариантные функции источников
Статья научная
Рассмотрена теория релятивистски инвариантных функций сингулярных источников, определяемых мировыми линими частиц, и техника вычислений с этими функциями, позволяющая значительно упростить и сделать явно ковариантными некоторые вычисления в теории поля и релятивистской кинетике.
Бесплатно
Реляционно-статистическая природа закономерностей квантовой теории
Статья научная
Явления интерференции и диффракции света, а также элементарных частиц, рассматриваются как свидетельства крушения пригодности классических пространственно-временных представлений для их описания. Эти и ряд других явлений физики микромира предлагается понимать как свидетельства необходимости замены общепринятой теоретико-полевой (копенгагенской) интерпретации квантовой механики на интерпретацию в рамках реляционной парадигмы, основания которой были заложены в трудах Г. Лейбница и Э. Маха, а в XX веке развивались Я.И. Френкелем, Р. Фейнманом и рядом других авторов в виде теории прямого межчастичного взаимодействия (в рамках концепции дальнодействия). Для дальнейшего развития этого направления исследований подготовлен математический аппарат в виде бинарных систем комплексных отношений, не опирающийся на традиционные понятия пространства-времени. На основе этого аппарата ставится обратная задача - вывода из закономерностей физики микромира понятий классического пространства-времени, имеющему силу лишь при описании достаточно сложных макрообъектов.
Бесплатно
Реляционно-статистическое обоснование 0(4)-симметрии атома водорода
Статья научная
В рамках реляционно-статистического подхода к геометрии и физике предложено решение задачи атома водорода. С помощью математического аппарата теории бинарных систем комплексных отношений показана 0(4)-симметрия атома водорода. Произведено сопоставление данного решения с работами В. А. Фока и Е. А. Хиллерааса об 0(4)-симметрии, выполненных в рамках общепринятой квантовой механики. Данная работа является составной частью реализации программы вывода классических пространственновременных представлений из более элементарных понятий и закономерностей, присущих физике микромира.
Бесплатно
