Тема 6 Квантовая теория

Дискретная и континуальная концепции строения материи. Представления классической физики о веществе и поле как двух качественно различных видах материи. Фундаментальные открытия в физике в конце XIX – начале ХХ века и становление квантовой теории. Гипотеза квантов М.Планка. Использование квантовых представлений для объяснения законов фотоэффекта. Квантовая теория света А.Эйнштейна. Корпускулярно-волновой дуализм света.

Квантовая теория строения атома. Постулаты Н.Бора.

Гипотеза Луи де Бройля об универсальности корпускулярно-волнового дуализма. Обнаружение волновых свойств вещества. Универсальность корпускулярно-волнового дуализма как естественнонаучное обоснование философской идеи единства дискретности и непрерывности в структуре материи.

Квантовая механика и принцип соответствия Н.Бора. Соотношение неопределенностей В.Гейзенберга. Идея неконтролируемого взаимодействия макроприбора с микрочастицей. «Свобода воли электрона» (В.Гейзенберг). Принцип дополнительности Н.Бора. Вероятностный характер процессов в микромире. Волновая механика Э.Шредингера. Волны вероятности. Проблема обоснования статистического характера законов квантовой механики. Критика индетерминистского толкования поведения микрочастиц. Квантовая механика и вероятностный детерминизм.

Квантовая электродинамика и релятивистская квантовая механика.

Тема 7 Элементарные частицы

Фундаментальный уровень структуры материи. Развитие понятия «элементарная частица». Многообразие и единство элементарных частиц, их универсальная взаимопревращаемость. Основные характеристики элементарных частиц.

Физический вакуум. Виртуальные частицы.

Фундаментальные взаимодействия в природе. Гравитация. Электромагнетизм. Сильное взаимодействие. Слабое взаимодействие.

Классификация элементарных частиц. Частицы вещества – субстрат взаимодействий и кванты полей – переносчики взаимодействий. Лептоны и адроны. Теория кварков. Квантовая хромодинамика.

Проблема построения единой теории поля. Калибровочная симметрия. Теория электрослабого взаимодействия. Теории Великого объединения. Гипотеза Супергравитации. Мировоззренческое значение идеи построения единой теории поля.

Программы синтеза квантовой теории поля и общей теории относительности. Квантовая теория суперструн Грина-Шварца. Твисторная программа Р.Пенроуза. Программа квантовой гравитации С.Хокинга.