БЕЗРОЗМІРНІ ФУНДАМЕНТАЛЬНІ КОНСТАНТИ ФІЗИКИ: ВИЗНАЧЕННЯ І АНАЛІЗ

Автор(и)

DOI:

https://doi.org/10.31110/2413-1571-2022-036-4-006

Ключові слова:

безрозмірна фундаментальна константа, сильна взаємодія, електромагнітна взаємодія, слабка взаємодія, гравітаційна взаємодія, Стандартна модель, маса протона/нейтрона/електрона, розмірність простору, стала Габбла

Анотація

Формулювання проблеми. Раніше (Кузьменков, 2021b) ми сформували свій список фундаментальних констант фізики, який визначили за новими запропонованими нами критеріями. Проте числові значення цих фізичних констант залежать від одиниць вимірювання, які є результатом домовленостей, тобто ці числові значення – конвенціональні, отже, носять суб’єктивний характер. Позбавитись цієї конвенціональності можна, якщо перейти до безрозмірних величин. Проте різні автори обґрунтовують різні списки безрозмірних фундаментальних констант. Тому метою нашого дослідження є визначення і обґрунтування повної групи безрозмірних фундаментальних констант фізики, які є необхідними й достатніми для характеристики нашого Всесвіту.

Матеріали і методи. Проведене дослідження спиралось на праці таких авторів як Й.Л. Розенталь (1984), П. Девіс (1985), Л.Б. Окунь (1991), К.А. Томілін (2006), О.П. Спірідонов (2015) і здійснювалось шляхом систематизації, порівняльного аналізу, теоретичного осмислення наукових публікацій і навчальної літератури, узагальнення й уточнення ідей науковців.

Результати. У результаті обґрунтовано введення безрозмірних фундаментальних констант на підставі того, що, по-перше, це позбавляє їх конвенціональності; по-друге, саме, безрозмірні константи сильної αs, електромагнітної αe, та слабкої взаємодії αW є ключовими параметрами сучасної фізичної теорії – Стандартної моделі. До цих трьох констант, на нашу думку, необхідно додати безрозмірну фундаментальну константу гравітаційної взаємодії αg, визначену через масу протона. Маса протона, як було нами визначено раніше, є фундаментальною фізичною константою, а протон є основою баріонної матерії Всесвіту (нейтрон у вільному стані нестабільний). Сформований нами список безрозмірних фундаментальних констант виглядає так: константи αs, αe, αW, αg, відношення мас протона і електрона , відношення мас нейтрона і протона , відношення різниці мас нейтрона і протона до середньої маси нуклона  (причому таких співвідношень має бути саме три, інакше буде порушений принцип відповідності між розмірними і безрозмірними константами), розмірність простору і безрозмірна габблівська стала .

Висновки. Отже, нами сформовано повну (на сьогодні) групу безрозмірних фундаментальних констант фізики. Подальших розробок підлягає з’ясування статусу космологічної сталої Λ і обґрунтування повноти групи фундаментальних констант, як розмірних, так і безрозмірних.

Посилання

REFERENCES (TRANSLATED AND TRANSLITERATED)

Andriievskyi, S.M., Kuzmenkov, S.H., Zakhozhai, V.A., & Klymyshyn, I.A. (2019). Zahalna astronomiia [General astronomy]. PromArt. (in Ukrainian).

Devys, P. (1985). Sluchainaia Vselennaia [Random universe]. Myr. (in Russian).

Yshkhanov, B.S., Kapytonov, Y.M., & Yudyn, N.P. (2007). Chastytsy y atomnye yadra [Particles and atomic nuclei]. Yzdatelstvo LKY. (in Russian).

Zasov, A.V., & Postnov, K.A. (2006). Obshchaia astrofyzyka [General astrophysics]. Friazyno. (in Russian).

Kuzmenkov, S.H. (2021a). Fundamentalni fizychni ta matematychni konstanty: Zadachi z rozviazanniamy [Fundamental physical and mathematical constants: Problems with solutions]. Kherson. (in Ukrainian).

Kuzmenkov, S.H. (2021b). Yaki fizychni konstanty mozhna vvazhaty fundamentalnymy? [What physical constants can be considered fundamental?]. Naukovi zapysky. Seriia: Pedahohichni nauky – Proceedings. Series: Pedagogical sciences, 198, 40–44. https://pednauk.cuspu.edu.ua/index.php/pednauk/issue/view/25. (in Ukrainian).

Okun, L.B. (1991). Fundamentalnye konstanty fyzyky [Fundamental constants of physics]. UFN – UFN, 161(9), 177–194. (in Russian).

Rozental, Y.L. (1984). Elementarnye chastytsy y struktura Vselennoi [Elementary particles and the structure of the Universe]. Nauka. (in Russian).

Spyrydonov, O.P. (2015). Fundamentalnye fyzycheskye postoiannye: Ot nachal fyzyky do kosmolohyy [Fundamental physical constants: From the beginnings of physics to cosmology]. LENAND. (in Russian).

Tomylyn, K.A. (2006). Fundamentalnye fyzycheskie postoiannye v ystorycheskom y metodolohycheskom aspektakh [Fundamental physical constants in historical and methodological aspects]. FYZMATLYT. (in Russian).

Downloads

Опубліковано

12.09.2022

Як цитувати

Кузьменков, С. . (2022). БЕЗРОЗМІРНІ ФУНДАМЕНТАЛЬНІ КОНСТАНТИ ФІЗИКИ: ВИЗНАЧЕННЯ І АНАЛІЗ. Фізико-математична освіта, 36(4), 46–50. https://doi.org/10.31110/2413-1571-2022-036-4-006