Էլեկտրոնային սև խոռոչ

Էլեկտրոնային սև խոռոչ, էլեկտրոնի զանգվածով սև խոռոչ, տեսական ֆիզիկայում հիպոթետիկ օբյեկտ՝ էլեկտրոնի զանգվածով և լիցքով սև խոռոչ, որն օժտված է էլեկտրոնի բազմաթիվ հատկություններով, ներառյալ մագնիսական մոմենտը և Կոմպտոնի ալիքի երկարությունը։ Գաղափարը ներկայացրել է Ալբերտ Այնշտայնը 1927-1949 թվականների ընթացքում հրատարակված մի շարք հոդվածներում։ Այնշտայնը ցույց է տվել, որ եթե տարրական մասնիկները դիտարկվեն որպես տարածաժամանակի սինգուլյարություններ, ապա կարիք չի լինի գեոդեզիկ շարժումը ձևակերպել որպես հարաբերականության ընդհանուր տեսության մաս^[1]։

Շվարցշիլդի շառավիղ

Կամայական զանգվածով մարմնի Շվարցշիլդի շառավիղը (r_s) տրվում է

${\displaystyle r_{s}={\frac {2Gm}{c^{2}}}}$

արտահայտությամբ, որտեղ

G-ն Նյուտոնի գրավիտացիոն հաստատուն է,

m-ը՝ մարմնի զանգվածը,

c-ն՝ լույսի արագությունը։

Էլեկտրոնի դեպքում զանգվածը 6969910900000000000♠9.109×10⁻³¹ կգ է, ուստի Շվարցշիլդի շառավիղը կլինի

r_s = 6943135300000000000♠1.353×10⁻⁵⁷ մ։

Այսպիսով, եթե էլեկտրոնն այսքան փոքր շառավիղ ունենար, կվերածվեր գրավիտացիոն սինգուլյարության և կունենար սև խոռոչներին բնորոշ մի շարք հատկություններ։ Ռայսներ-Նորդշտրոմի չափականությունում, որով նկարագրվում են էլեկտրականապես լիցքավորված սև խոռոչները, համանման r_q մեծությունը սահմանվում է որպես

${\displaystyle r_{q}={\sqrt {\frac {q^{2}G}{4\pi \epsilon _{0}c^{4}}}}}$,

որտեղ q-ն լիցքն է, ε₀-ն՝ վակուումի դիէլեկտրիկական թափանցելիությունը։

Էլեկտրոնի դեպքում q = −e = 3018839800000000000♠−1.602×10⁻¹⁹ Կլ, այնպես որ

r_q = 6963915200000000000♠9.152×10⁻³⁷ մ։

Այս արժեքից հետևում է, որ էլեկտրոնային սև խոռոչը կլիներ սուպերէքստրեմալ և կունենար մերկ սինգուլյարություն։ Քվանտային էլեկտրադինամիկայի տեսությունում էլեկտրոնը ներկայացվում է որպես կետային մասնիկ, ինչը հաստատվում է փորձերով։ Գործնականում, սակայն, տարրական մասնիկներով փորձերը չեն կարող հաստատվել կամայական բարձր էներգիաներով սանդղակների համար, ուստի քվանտային էլեկտրադինամիկայի վրա հիմնված փորձերում էլեկտրոնի շառավիղը ավելի փոքր է, քան 7006100000000000000♠10⁶ ԳէՎ կարգի զանգվածով մարմնի Կոմպտոնի ալիքի երկարությունը, կամ

${\displaystyle r\approx {\frac {\alpha \hbar c}{10^{6}GeV}}\approx 10^{-24}m}$։

Գործնականում ոչ մի փորձով հնարավոր չէ գործ ունենալ r-ի այնպիսի արժեքների հետ, որոնք r_s-ի կամ r_q-ի կարգին են, իսկ դրանք երկուսն էլ փոքր են Պլանկի երկարությունից՝ 10⁻³⁵ մ-ից։ Համարվում է, որ սուպերէքստրեմալ սև խոռոչները անկայուն են։ Ավելին, Պլանկի երկարությունից փոքր օբյեկտների ուսումնասրիության համար պետք է ունենալ քվանտային գրավիտացիայի կայուն տեսություն։

Տես նաև

• Սև խոռոչ
• Քվանտային գրավիտացիա

Ծանոթագրություններ

1. Einstein, A.; Infeld, L.; Hoffmann, B. (January 1938). «The Gravitational Equations and the Problem of Motion». Annals of Mathematics. Second Series. 39 (1): 65–100. doi:10.2307/1968714. JSTOR 1968714.

Գրականություն

• Burinskii, A. (2005). "The Dirac–Kerr electron".
• Burinskii, A. (2007). "Kerr Geometry as Space–Time Structure of the Dirac Electron".
• Duff, Michael (1994). "Kaluza–Klein Theory in Perspective".
• Hawking, Stephen (1971). "Gravitationally collapsed objects of very low mass". Monthly Notices of the Royal Astronomical Society 152: 75.
• Penrose, Roger (2004). The Road to Reality: A Complete Guide to the Laws of the Universe. London: Jonathan Cape.
• Salam, Abdus. "Impact of Quantum Gravity Theory on Particle Physics". In Isham, C. J.; Penrose, Roger; Sciama, Dennis William. Quantum Gravity: an Oxford Symposium. Oxford University Press.
• 't Hooft, Gerard (1990). "The black hole interpretation of string theory". Nuclear Physics B 335: 138–154.
• Murdzek, R. (2007). "The Geometry of the Torus Universe". International Journal of Modern Physics D 16 (4)։ 681–686. which is related to "Hierarchical Cantor set in the large scale structure 3 with torus geometry".

Գիտահանրամատչելի գրականություն

• Brian Greene, The Elegant Universe: Superstrings, Hidden Dimensions, and the Quest for the Ultimate Theory (1999), (See chapter 13)
• John A. Wheeler, Geons, Black Holes & Quantum Foam (1998), (See chapter 10)