Природа отталкивания. Почему частицы не подпускают собратьев?

Это проявляется во всех взаимодействиях, с которыми мы имеем дело. Иногда даже мы не осознаем, что именно взаимное отталкивание становится причиной формирования некоторых интересных особенностей.

Скажем, атомная структуры металла в том числе становится такой благодаря тому, что атомы и притягиваются, и отталкиваются одновременно, ну а имеющаяся картинка — это результат взаимного уравновешивания системы.

Отталкиваются не только атомы, а ещё и другие частицы. Это проявляется себя ещё и в таких уже сугубо механических процессах, как сжатие пружины. Ведь помимо растяжения сил взаимного притяжения, там участвует и взаимное отталкивание!

Вот только что является причиной этого интересного явления? Почему частицы отталкиваются?

Что рассказал учебник физики?

В общем-то, ответ на этот вопрос не проще, чем ответ на вопрос почему частицы притягиваются или что такое гравитационное притяжение.

Интересно отметить, что сблизить частицы не получается даже экспериментально. Один из немногих способов — это использовать метод столкновений. И тут получается или новая группа частиц, или происходит аннигиляция. Но чаще всё приходит к тому, что частицы, в общем-то, сблизить невозможно физически потому что их как бы и нет.

Ещё есть так называемый ядерный синтез. Условно можно сказать, что это результат соприкосновения двух атомов. Этому явлению можно посвятить отдельную статью, но тут отметим — провести термоядерный синтез совсем непросто.

Учебник физики как и основной курс прикрываются простейшими понятиями, скрывая от нас истину. Обвинять их глупо потому что как таковая истина пока не совсем ясна и самим физикам. Да, природа отталкивания частиц пока относится скорее к парадоксам или к физическим явлениям, которые «просто есть».

В учебники вы прочитали, что частицы отталкиваются. Узнали формулу обратных квадратов. В пример вам привели молекулы и разноименные электрические заряды. Но давайте копнём поглубже.

Отталкивание двух электронов

Рассмотрим, например, два электрона. Они отталкиваются друг от друга. Но стоит заглянуть в глубь вопроса, понятно, что имеющихся у нас данных явно маловато. Начнём с того, что уже удалось узнать квантовым физикам.

Узнали они, в общем-то, страшную вещь. Электрон по современным представлениям частицей не является. Это флуктуация функции. Говоря более понятным языком — электрон сегодня правильнее называть всплеском энергии. Сравнивать электрон с мячиком уже не совсем корректно.

Однако, факт отталкивания электронов вполне «законодательно» закреплен. Тогда что может являться причиной такого поведения? В некоторых статьях можно встретить заманчивую и занятную формулировку. Мы не знаем, что такое электрон и исходим из того, что его положение вероятностное, а поэтому не можем сказать как так выходит, что электроны всё-таки отталкиваются. Так-то оно так, но хотелось бы иметь представление о более механическом уровне взаимодействия.

Тут, наверное, наиболее правильным и научным объяснением причины отталкивания можно считать спин. Правда рассуждение будет строиться на базе магнитных свойства, которые сами по себе ещё не особенно хорошо расписаны. Так дойдём и до магнитного монополя.

Если теперь вспомнить атомы, то там электронами окружены ядра атомов. Значит, любая попытка сблизить атомы в первую очередь заставит взаимодействовать электронные облака, а это довольно сложный процесс, как мы выяснили чуть выше.

Объяснение через обменный фотон

Более современные представления об отталкивании одновременно кажутся или более невероятными. Одна из гипотез, которая считается наиболее оптимальной — обменный фотон. Нам нужно помнить, что на таких уровнях не очень хорошо работают привычные всем аналогии с крупными объектами материального мира, так как там «другая физика».

Но мы всё-таки попробуем использовать понятные аналогии. Сразу отмечу, это я себе представляю процесс таким образом и я могу ошибаться в его описании. Но мне не удалось обнаружить более или менее авторитетные описания процесса отталкивания частиц.

Поскольку электрон (да и любая частица по современным представлениям) — это НЕ-обособленный энергетический всплеск, то он будет взаимодействовать с окружающими объектами. Взаимодействие между электронами может происходить посредством обменного фотона. Так называется частица без массы, которая позволяет переходить энергии от одного элемента другому, а заодно обеспечивает или взаимное притяжение, или взаимное отталкивание.

В случае двух электронов будет отталкивание, в случае протон-электрон будет притяжение до некоторых пределов. Сам предел представить можно по аналогии с фонтаном для праздника, испускающим искры. Если фонтаны подвести очень близко друг к другу, то они оттолкнуться, а если расположить два облака искр так, чтобы они пересекались, то возможно некоторое подобие притяжение. Обменный фотон — это искры фонтана.

Ещё проще сравнить это с обменом мячиком между теннисистами. Хорошо подойдет игра из тетриса на эту тему 🙂 Когда там две пластинки и между ними летает мячик. Мячик — это обменный фотон.

Правда тут скорее с Atari игра 🙂

Пока ракетки находятся на приличном расстоянии друг от друга, то мячик спокойно летает между ними. Этой интенсивности хватает, чтобы удерживать связь этих ракеток. Но если они ОЧЕНЬ далеко друг от друга, играть уже не получится. Вот и выходит, что пока мячик между ракетками летает, то мы имеем связь. Это притяжение частиц.

Теперь поднесем ракетки друг к другу таким образом, чтобы мячик между ними эффективно их отпихивал друг от друга. Энергии мяча будет настолько много, что ракетки будут буквально распрыгивать. Ничего не напоминает? Ну да, конечно же! Это обменный фотон расталкивает ракетки. Ракетки у нас эквивалентны частицами, а этот нехитрый пример хорошо описывает взаимное отталкивание.

СТАНЬ МЕЦЕНАТОМ!! Поддержи LegendaPress пожертвованием, чтоб мы и дальше могли писать для Вас!