Сравнивайте с английским: нажмите на абзац — оригинал откроется в окне. Кнопка EN под абзацем показывает его прямо в тексте.
Содержание
Введение
Тип нетопологического солитона
Type of non topological soliton
В теоретической физике, Q-шар — это тип нетопологического солитона. Солитон — это локализованная конфигурация поля, которая стабильна и не может распространяться и рассеиваться. В случае нетопологического солитона стабильность обеспечивается сохраняющимся зарядом: энергия солитона на единицу заряда ниже, чем у любой другой конфигурации. (В физике заряд часто обозначается буквой "Q", а солитон обладает сферической симметрией, отсюда и название.)
In theoretical physics, Q ball is a type of non topological soliton. A soliton is a localized field configuration that is stable—it cannot spread out and dissipate. In the case of a non topological soliton, the stability is guaranteed by a conserved charge: the soliton has lower energy per unit charge than any other configuration. (In physics, charge is often represented by the letter "Q", and the soliton is spherically symmetric, hence the name.)
Интуитивное объяснение
В теории бозонных частиц Q-шар возникает при наличии притяжения между частицами. Если говорить упрощенно, Q-шар – это «сгусток» конечного размера, содержащий большое число частиц. Этот сгусток стабилен по отношению к распаду на более мелкие сгустки и к «испарению» посредством излучения отдельных частиц, поскольку, благодаря притягивающему взаимодействию, он представляет собой конфигурацию с наименьшей энергией для данного числа частиц. (Это аналогично тому факту, что никель-62 является наиболее стабильным ядром, поскольку это наиболее стабильная конфигурация нейтронов и протонов. Однако никель-62 не является Q-шаром, отчасти потому, что нейтроны и протоны – фермионы, а не бозоны.) Для существования Q-шара необходимо, чтобы число частиц сохранялось (то есть число частиц является сохраняющимся «зарядом», поэтому частицы описываются комплекснозначным полем), а потенциал взаимодействия частиц должен содержать отрицательный (притягивающий) член. Для не взаимодействующих частиц потенциал будет представлять собой лишь массу, и Q-шара не будет. Но если добавить притягивающий член (и положительные степени, чтобы гарантировать, что потенциал имеет нижнюю границу), то найдутся значения, при которых, то есть энергия этих значений поля меньше энергии свободного поля. Это означает, что можно создать области с ненулевым полем (то есть скопления многих частиц), энергия которых ниже, чем энергия того же числа отдельных частиц, находящихся на большом расстоянии друг от друга. Эти области, таким образом, стабильны по отношению к испарению в отдельные частицы.
A Q ball arises in a theory of bosonic particles when there is an attraction between the particles. Loosely speaking, the Q ball is a finite sized "blob" containing a large number of particles. The blob is stable against fission into smaller blobs and against "evaporation" via emission of individual particles, because, due to the attractive interaction, the blob is the lowest energy configuration of that number of particles. (This is analogous to the fact that nickel 62 is the most stable nucleus because it is the most stable configuration of neutrons and protons. However, nickel 62 is not a Q ball, in part because neutrons and protons are fermions, not bosons.) For there to be a Q ball, the number of particles must be conserved (i. e. the particle number is a conserved "charge", so the particles are described by a complex valued field ), and the interaction potential of the particles must have a negative (attractive) term. For non interacting particles, the potential would be just a mass term , and there would be no Q ball. But if one adds an attractive term (and positive higher powers of to ensure that the potential has a lower bound), then there are values of where , i. e. the energy of these field values is less than the energy of a free field. This corresponds to saying that one can create blobs of non zero field (i. e. clusters of many particles) whose energy is lower than the same number of individual particles far apart. Those blobs are therefore stable against evaporation into individual particles.
Художественная литература
В фильме «Солнцестояние» Солнце переживает преждевременную гибель. Научный консультант фильма, учёный Брайан Кокс, предположил, что причиной этой гибели является «инфекция» Q-шаром, однако об этом говорится только в комментариях к фильму, а не в самом фильме. В вымышленной вселенной «Рука Ориона» Q-шары считаются одним из возможных источников больших объёмов антиматерии, используемой некоторыми группами. В телесериале «Скользящие» Q Ball — это прозвище, которое Рембрандт Браун (Плачущий человек) дал Квинну Мэллори.
In the movie Sunshine, the Sun is undergoing a premature death. The movie's science adviser, scientist Brian Cox, proposed "infection" with a Q ball as the mechanism for this death, but this is mentioned only in the commentary tracks and not in the movie itself. In the fictional universe of Orion's Arm, Q balls are one of the speculated sources for the large amounts of antimatter used by certain groups. In the TV series Sliders, Q Ball is the nickname given by Rembrandt Brown (Crying Man) to Quinn Mallory.