Кіріспе

Электродинамиканы түсіндіру
Уилер-Фейнман сіңіруші теориясы (сондай-ақ Уилер-Фейнман уақыт симметриясы теориясы деп аталады), оның бастаушылары, физиктер Ричард Фейнман және Джон Арчибальд Уилердің есімдерімен аталған, электродинамика теориясы болып табылады. Бұл теория алыстағы әрекеттің электрондық бөлшектердегі релятивистік түрде дұрыс кеңеюіне негізделген. Теория тәуелсіз электромагниттік өріс болмайды деп постулаттайды. Керісінше, бүкіл теория бөлшек траекторияларының Лоренц инвариантты әрекетімен сипатталады, ол былай анықталады:

мұнда
Сіңіруші теория уақыттың кері айналуына қатысты инвариантты, бұл микроскопиялық уақыттың кері айналу симметриясын бұзуға физикалық негіздің болмауымен сәйкес келеді. Бұл интерпретациядан туындайтын тағы бір маңызды принцип, Мах принципі мен Уго Тетродтың жұмыстарын еске түсіреді, элементар бөлшектер өзара әрекеттеспейді. Бұл электромагниттік өрістің энергиясында шексіздік тудыратын электронның өзіндік энергиясының мәселесін бірден жояды.

Мотивация

Уилер мен Фейнман классикалық электромагниттік өріс теориясы электрондар ашылғанға дейін жасалғандығын атап өтеді: теорияда заряд үздіксіз субстанция болып табылады. Электрондық бөлшек теорияға табиғи түрде үйлеспейді: нүктелік заряд өзінің өрісінің әсерін сезінуі керек пе? Олар нүктелік зарядтар жиынтығының түбірлік мәселесін қайта қарастырады, Карл Шварцшильд, Хуго Тетроде және Адриан Фоккер жеке-жеке әзірлеген, өріссіз қашықтықтан әрекет ету теориясын пайдаланады. 1800 жылдардың басындағы қашықтықтан бірден әрекет ету теорияларынан айырмашылығы, бұл "тікелей өзара әрекеттесу" теориялары өзара әрекеттесудің жарық жылдамдығымен таралуына негізделген. Олар классикалық өріс теориясынан үш нәрсемен ерекшеленеді: 1) ешқандай дербес өріс постулатталмайды; 2) нүктелік зарядтар өздеріне әсер етпейді; 3) теңдеулер уақыт бойынша симметриялы. Уилер мен Фейнман Ньютон механикасына негізделген электромагнетизмнің релятивистік тұрғыдан дұрыс жалпыламасына осы теңдеулерді дамытуды ұсынады.

Бұрынғы тікелей өзара іс-қимыл теорияларының проблемалары

Тетрод Фоккердің жұмысы екі маңызды мәселені шеше алмады. Біріншіден, бірден бола бермейтін әрекеттестік теориясында Ньютонның қозғалыс заңдарындағы тең әрекет пен тең қарсы әрекет принципі себеп-салдар байланысына қайшы келеді. Егер әрекет уақыт бойынша алға жылса, реакция міндетті түрде уақыт бойынша кері жылса керек. Екіншіден, сәулеленудің реакция күші немесе сәулелену кедергісін түсіндірудің қазіргі қолданыстағы тәсілдері өз өрістерімен өзара әрекеттесетін үдемелі электрондарға байланысты; ал тікелей өзара әрекеттесу модельдері өз-өзімен өзара әрекеттесуді нақты көрсете бермейді.

Абсорбер және сәулеленуге төзімділік

Уилер мен Фейнман осы мәселелерді шешу және тікелей өзара әрекеттесу теориясын кеңейту үшін барлық басқа электрондардың сәулеленуді сіңіретін "көкжиегі" ретінде қарастырады. Физикалық емес, оқшауланған нүктелік зарядты қарастырудың орнына, олар зарядтың айналасындағы қабықтағы біртекті сіңірушімен ғаламдағы барлық зарядтарды модельдейді. Заряд сіңірушіге қатысты қозғалғанда, ол сәулеленуге сәулеленеді, бұл "қарсы итеруге" және сәулелену кедергісіне себеп болады. Уилер мен Фейнман термодинамика байқалатын бағытты таңдайды деп мәлімдеді; жалпы салыстырмалылық теориясы аясында космологиялық таңдаулар да ұсынылды. Бұл модель теорияны жоққа шығарған жаңа астрономиялық байқауларға қарамастан, әлі де қолданыста. Стивен Хокинг бастапқы Хойл-Нарликар теориясын сынға алып, шексіздікке қарай таралатын алдын-ала толқындар ғалам кеңейгенде айырмашылыққа алып келеді деп сенді.

Кванттық механиканың транзакциялық түсіндірмесі

Уилер-Фейнман сіңіруші теориясынан шабыттанған кванттық механиканың транзакциялық интерпретациясы (TIQM) алғаш рет 1986 жылы Джон Г. Крамер ұсынды. Ол кванттық өзара әрекеттесулерді уақыт бойынша алға (кешіктірілген) және уақыт бойынша артқа (алдын ала) таралатын толқындардан құралған тұрақтанған толқын ретінде сипаттайды. Крамер бұл Копенгагендік интерпретациямен және бақылаушы рөлімен байланысты философиялық мәселелерден қашады, сондай-ақ кванттық локалсыздық, кванттық түйісу және ретрокаузалдылық сияқты түрлі кванттық парадокстарды шешеді деп санайды.

Кванттық өріс теориясымен байланысы

Бұл универсалды сіңіруші теориясы Фейнманның "Сәттілік, сіз әзілдеп тұрсыз, мырза Фейнман!" атты автобиографиялық еңбегінің "Құпия милар" деген тарауында және "Физика бойынша Фейнман дәрістерінің" II томында кездеседі. Ол Гамильтонды емес, Лагранж және әрекетті бастапқы нүктелер ретінде пайдалана отырып, кванттық механиканың негізін қалауға әкелді, атап айтқанда, Фейнманның кванттық электродинамикадағы және жалпы кванттық өріс теориясындағы алғашқы есептеулерінде тиімді болған Фейнманның жол интегралдары арқылы жасалған формула. Кідіріссіз және озық өрістер тиісінше кідіріссіз және озық таратушылар ретінде, сондай-ақ Фейнман таратушысы мен Дайсон таратушысында көрінеді. Еске алғанда, мұнда көрсетілген кідіріссіз және озық потенциалдар арасындағы байланыс осыншалықты таңқаларлық емес, себебі кванттық өріс теориясында озық таратушыны кідіріссіз таратушыдан өріс көзі мен сынақ бөлшегінің рөлдерін ауыстыру арқылы алуға болады (әдетте Грин функциясының формализміндегі ядро ішінде). Кванттық өріс теориясында озық және кідіріссіз өрістер – Максвелл теңдеулерінің математикалық шешімдері ретінде қарастырылады, олардың комбинациялары шекаралық шарттармен анықталады.