Header

  • עברית
  • English
  • العربية
  • Moodle
  • You Tube
  • facebook
  • GeoGebra
בית
  • אודות
    • חזון ומטרות מכון דוידסון
    • וויליאם (ביל) דוידסון
    • איך מגיעים?
    • חברי ההנהלה
    • חברי הוועד המנהל
    • עובדי מכון דוידסון
    • דרושים לדוידסון
    • כפר הנוער ע"ש לאוב
    • תמכו בנו
  • פעילויות
    • חוגים
    • מחנות מדע ומשלחות לחול
    • תוכניות למצטיינים
    • קידום והעצמת תלמידים
    • תוכניות מדעיות לכיתות
    • הרצאות, כנסים ואירועים
    • תחרויות
    • מורים − השתלמויות ותמיכה
    • תוכניות מתוקשבות
    • פעילויות החודש במכון דוידסון
  • דוידסון Online
    • שאל את המומחה
    • מאגר מדע: סרטונים וכתבות
    • המעגל המתמטי
    • אפליקציות ויישומוני מדע
    • ניסויי מדע בבית
    • חדר מורים
    • כל מה שרציתם לדעת על המוח
  • גן המדע
    • מידע למגיעים למוזיאון
    • חוגגים איתנו בגן המדע
    • פעילויות לגנים ולבתי ספר
    • פעילויות לארגונים ולקבוצות
    • מוצגים בגן
    • סדנאות "מדעכיף" בפסח
    • רעש וצלצולים בגן המדע
  • פר"ח

דוידסון Online
  • שאל את המומחה
    • רפואה ופיזיולוגיה
    • מדעי החיים
    • כימיה
    • פיסיקה
    • אסטרופיסיקה
    • מדעי כדור-הארץ
    • מתמטיקה ומדעי המחשב
    • טכנולוגיה
    • ידע כללי
    • שאלו שאלה חדשה
  • מאגר מדע: סרטונים וכתבות
  • המעגל המתמטי
  • אפליקציות ויישומוני מדע
  • ניסויי מדע בבית
  • חדר מורים
  • כל מה שרציתם לדעת על המוח

חפשו פעילויות וכתבות

תמונה: 
שאל שאלה
כותרת הבלוק: 
שאל שאלה
תוכן הבלוק: 

יש לכם שאלה בענייני מדע?
לפני שאתם שואלים שאלה, בצעו חיפוש קצר.
למה שלא תשאלו את המומחים שלנו, סטודנטים ומדענים במכון ויצמן למדע!

תמונה: 
הפייסבוק שלנו
כותרת הבלוק: 
הפייסבוק שלנו
תוכן הבלוק: 
 

פייסבוק

מה חדש בדוידסון Online

חידה שבועית מס' 79: שבע ועשרים ומאה
שלום לכם, בשבוע שעבר חגגנו את חג הפורים. המשימה השבוע תהיה קשורה למספרים במגילת אסתר: מצאו מהו המספר הראשון המופיע במגילה
לידיעה המלאה »
הגנים שאי אפשר בלעדיהם
מדענים מארה"ב יצרו במעבדה חיידק בעל גנום מזערי, המכיל רק את הגנים הנחוצים להישרדות ושופך אור חדש על המרכיבים הגנטיים
לידיעה המלאה »
האם המספרים הראשוניים אינם אקראיים?
מדענים מארצות הברית טוענים כי מצאו חריגה מההתפלגות האקראית בסדר הופעתם של מספרים ראשוניים. מה משמעות הדבר ואיך זה קשור לביטחון
לידיעה המלאה »
בניית מצלמה מגלילי נייר (קמרה אובסקורה)
בניסוי הנוכחי נבנה מעין מצלמה קטנה שמקרינה דמויות על מסך נייר ומאפשרת הגדלה והקטנה של הדמות. המצלמה מבוססת על התקן עתיק שנקרא
לידיעה המלאה »
מיץ תפוזים שקוף – מתכון בישול מולקולרי
בניסוי הזה ניקח מיץ תפוזים ונעשה ממנו נוזל שקוף וצלול בלי לשנות את טעמו, בשיטה של בישול מולקולרי. הניסוי/מתכון מחייב השגחה של
לידיעה המלאה »
חי בסרט מדעי – תחרות הסרטונים
כיצד נוצרים עננים? מדוע תכונות מסוימות עוברות מהורים לילדיהם? מדוע המלפפון ירוק? מה תפקיד הכנפיים במטוסים? על השאלות האלה ועוד
לידיעה המלאה »
חידה שבועית מס' 78: לזכור את פאי במילים
שלום לכם, בשבוע שעבר חגגנו את יום הפאי.  בכתבה המספר שמשגע את העולם (במדור הכתבות של דוידסון-אונליין)  כותב
לידיעה המלאה »

מה זה רה-נורמליזציה באלקטרודינמיקה קוונטית (QED) ומדוע השיטה זו שנחשבה כרמאות זוכה לעדנה? יריב

שתף

רנורמליזציה (Renormalization), הינו כלי מתמטי המאפשר לחזות כיצד פרמטרים שונים של התיאוריה יתנהגו כאשר אנו מסתכלים על סקאלות שונות של הבעיה למשל על אנרגיות גדולות יותר ויותר או מרחקים קטנים יותר ויותר.

אחד מהמרכיבים של תיאורית שדה קוונטיות, וביניהן הQED- (אלקטרודינמיקה קוונטית) הינם קבועי הצימוד. קבועים אלו מביעים את עוצמת הצימוד בין נושאי הכח (לדוגמה פוטונים בQED) לבין נושאי המטען (לדוגמה אלקטרון). גודלם של קבועים אלו אינו קבוע כאשר אנו משנים את סקאלת האנרגיה של הבעיה, ואנו מחפשים דרך לחשב את כיצד הקבועים משתנים עם שינוי האנרגיה. הפתרון יהיה על ידי רנורמליזציה.

רנורמליציה (של אנרגיה) הינו תהליך מתמטי בו אנו מתחילים עם תיאוריה ידועה הנכונה לתחום מסוים של אנרגיה. כעת אנו משנים במעט את התחום, לדוגמה אם עד עכשיו התיאוריה שלנו הייתה נכונה לאנרגיה E, ואנו רוצים לדעת מה יקרה באנרגיות נמוכות יותר, אנו מוציאים מהתיאוריה תחום קטן של אנרגיה dE, כך שהתיאוריה שלנו תתאר כעת את התחום עד E-de, כל תהליך הדורש אנרגיה גבוה יותר לא ייכלל בתיאוריה שלנו באופן ישיר. כמובן שאי אפשר לזרוק פשוט תחום של אנרגיה החוצה, ותהליכים אלו יכללו בתיאוריה שלנו באופן עקיף. אנו מחשבים את ההשפעה של שינוי זה בצורה בה התיאוריה עצמה אינה משתנה, אולם פרמטרים של התיאוריה, לדוגמה קבועי הצימוד משתנים. כעת אנו חוזרים על התהליך שוב ושוב ושוב מקטינים עוד ועוד את האנרגיה. לבסוף אנו מקבלים למעשה משוואה המתארת את הזרימה של הפרמטרים של התיאוריה, קבועי הצימוד עם שינוי האנרגיה. ואנו יכולים לדעת מה יהיו פרמטרים אלו בכל אנרגיה.

בתחילת דרכה של QED, התגלתה בעיה חמורה, באנרגיות גבוהות אך סופיות קבוע הצימוד הפך לאינסופי (מצב המכונה קוטב לנדאו), תוצאה בלתי אפשרית מבחינה פיזיקאלית שכן המשמעות הינה שגם הכוח האלקטרומגנטי הופך להיות אינסופי. כאשר ניסו לטפל בבעיה זו באמצעות רנורמליזציה, נראה היה כי מדובר בטריק מלוכלך. תחילה הוצב חסם עליון באופן מלאכותי לאנרגיה, ואז על ידי רנורמליזציה חושבה התיאוריה לאנרגיות נמוכות יותר מחסם הזה. לכן היה נראה כי זהו פשוט טריק באמצעותו מצד אחד מוצג חסם לאנרגיה ומצד שני הוא אינו נכלל לבסוף בתוצאות החישוב המתמטי, ובכל נעקפת הבעיה. ולכן רבים התייחסו אל שיטה זו כסוג של רמאות.

עם הזמן הובנה יותר ויותר המשמעות הפיזיקאלית של שיטה זו, והחשיבות הרבה שלה. והבנה רבה הגיעה גם מיישום שיטה זו בתחום שונה לגמרי, פיזיקה של חומר מעובה.

גם טבע הבעיה של QED באנרגיות גבוהות הובן. כיום ברור כי QED הינה למעשה תיאוריה אפקטיבית התקפה רק באנרגיות נמוכות. באנרגיות גבוהות, נושאי כוחות אחרים (הבוזונים נושאי הכח) מתחילים לבוא באינטראקציה עם נושאי הכוחות בQED (הפוטונים) ועם המטענים. למעשה אי אפשר להסתכל עוד בנפרד על כח אלקטרומגנטי והוא מתאחד עם הכוחות אחרים (הכח הגרעיני החלש והחזק) לכן יש צורך בתיאוריה מאוחדת לטיפול באנרגיות גבוהות.

רנורמליזציה משמשת היום בתחומים רבים, גם בפיזיקה של אנרגיות גבוהות, לשם חישוב תלות קבועי הצימוד באנרגיה בתיאוריות שדה קוונטיות שונות, וגם בפיזיקה של חומר מעובה לשם הסברת תופעות שונות ומגוונת כגון מגנטיות, מוליכות על ועוד.

בתמונה דוגמה לנורמליזציה באמצעות דיאגרמת פיינמן. התהליך המסובך בצד ימין כולל ארועים בעלי אנרגיות גבוהות. תהליך רנורמליזציה יכול להוציא אנרגיות אלו מן המערכת, ולהפוך דיאגרמה מסובכת כמו זו שבצד ימין לדיאגרמה פשוטה כמו זו שבצד שמאל. כמובן שדבר מה משתנה בתהליך, וזהו קבוע הצימוד בין האלקטרון (המסומן על ידי קו ישר וחץ) לפוטון ( המסומן על ידי קווי גלי)

מאת: ירון גרוס
המחלקה לפיסיקה של חומר מעובה
מכון ויצמן למדע

הערה לגולשים
אם אתם חושבים שההסברים אינם ברורים מספיק או אם יש לכם שאלות הקשורות לנושא, אתם מוזמנים לכתוב על כך בפורום. אנו נתייחס להערותיכם. הצעות לשיפור וביקורת בונה תמיד מתקבלות בברכה.

  • This article has 1 comments
  • 19.03.11
אלקטרונים, בוזונים, קרינה אלקטרומגנטית, תורת הקוונטים

תגובות

כיצד אוכל לחשב

הוגש ע"י tembel ב־ג', 08.10.2013 , 11:26.

כיצד אוכל לחשב את הפסד האנרגיה הנגרם לפוטונים של שדה מגנטי כאשר הם מצמידים ברזל לא ממוגנט למברזל ממוגנט ישנו שטח של מרחק 300 יונים בברזל (מתוך ויקיפדיה ) שבו האלקטרונים כבר לא מסתדרים לפי השדה ואינם מקיימים את עקרון האיסור של פאולי אלא להפך נוטים להתרחק האחד מהשני על ידי האלקטרוסטטיות שלהם
כיצד אדע כמה מהפוטונים שיצאו מהמגנט הלכו לאיבוד בתוך האלקטרונים שאינם מסתדרים ומכליםאת הפוטונים בתוך עצמם היות שהם מסודרים בזוגות???

המון תודה אם תוכל לעזור לי באיזה כיוון
אולי פונקצית הגל תסייע פה???.

  • השב
  • אשכול המלא

פרסום תגובה חדשה

ערך מאפיין זה ישאר פרטי ולא יוצג באופן ציבורי.
Image CAPTCHA
נא הקלד את התווים הנראים בתמונה זו
הדפס
CodeOasis
  • דף הבית
  • אודות
  • תוכניות
  • דוידסון Online
  • גן המדע
  • פר"ח
  • תנאי שימוש
  • RSS
כל הזכויות שמורות למכון דוידסון לחינוך מדעי ליד מכון ויצמן למדע (ע"ר)