Безрозмірні фундаментальні константи фізики: визначення і аналіз

Скорочена інформація про документ
dc.contributor.authorКузьменков Сергій
dc.contributor.authorKuzmenkov Serhii
dc.date.accessioned2023-02-13T13:08:30Z
dc.date.available2023-02-13T13:08:30Z
dc.date.issued2022
dc.description.abstractФормулювання 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 𝑚𝑝⁄𝑚𝑒, відношення мас нейтрона і протона 𝑚𝑛⁄𝑚𝑝, відношення різниці мас нейтрона і протона до середньої маси нуклона 2(𝑚𝑛 − 𝑚𝑝)⁄(𝑚𝑛 + 𝑚𝑝) (причому таких співвідношень має бути саме три, інакше буде порушений принцип відповідності між розмірними і безрозмірними константами), розмірність простору і безрозмірна габблівська стала 𝛼𝐻 = (𝐻0𝑅Вс)2⁄2𝑐2. 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.uk_UA
dc.description.abstractFormulation of the problem. Earlier (Kuzmenkov, 2021b) we formed our list of fundamental physical constants, which we determined according to the new criteria proposed by us. However, the numerical values of these physical constants depend on the units of measurement, which are the result of agreements, that is, these numerical values – are conventional, therefore, they are subjective in nature. It is possible to get rid of this conventionality by going to dimensionless quantities. However, different authors justify different lists of dimensionless fundamental constants. Therefore, the goal of our research is to define and substantiate a complete group of dimensionless fundamental constants of physics, which are necessary and sufficient to characterize our Universe. Materials and methods. The conducted research was based on the works of such authors as Y.L. Rosenthal (1984), P. Davis (1985), L.B. Okun (1991), K.A. Tomilin (2006), O.P. Spiridonov (2015) and was carried out through systematization, comparative analysis, theoretical understanding of scientific publications and educational literature, generalization and clarification of ideas of scientists. Results. As a result, the introduction of dimensionless fundamental constants is substantiated on the basis that, firstly, it deprives them of their conventionality; secondly, precisely, the dimensionless constants of strong 𝛼𝑠, electromagnetic 𝛼𝑒 and weak interaction 𝛼𝑤 are the key parameters of the modern physical theory – the Standard Model. To these three constants, in our opinion, it is necessary to add the dimensionless fundamental constant of the gravitational interaction 𝛼𝑔 determined by the mass of the proton. The mass of the proton, as we determined earlier, is a fundamental physical constant, and the proton is the basis of the baryonic matter of the Universe (the neutron is unstable in its free state). The list of dimensionless fundamental constants that we created looks like this: constants 𝛼 𝑠, 𝛼𝑒, 𝛼𝑤, 𝛼𝑔, the ratio of mass proton and electron 𝑚 𝑝⁄𝑚𝑒, the ratio of mass neutron and proton 𝑚𝑛⁄𝑚𝑝, the ratio of the difference in the masses of neutron and proton to the average mass of a nucleon 2(𝑚𝑛 − 𝑚𝑝)⁄(𝑚𝑛 + 𝑚𝑝) (and there must be exactly three such ratios, otherwise the principle of correspondence between dimensional and dimensionless constants will be violated), the dimension of space and the dimensionless Hubble constant 𝛼𝐻 = (𝐻0𝑅Вс)2⁄2𝑐2. Conclusions. So, we have formed a complete (to date) group of dimensionless fundamental constants of physics. Elucidation of the status of the cosmological constant Λ and substantiation of the completeness of the group of fundamental constants, both dimensional and dimensionless, are subject to further development.uk_UA
dc.identifier.citationКузьменков С. Безрозмірні фундаментальні константи фізики: визначення і аналіз [Текст] / С. Кузьменков // Фізико-математична освіта : науковий журнал / Міністерство освіти і науки України, Сумський державний педагогічний університет імені А. С. Макаренка, Фізико-математичний факультет ; [редкол.: М. П. Вовк, М. Гр. Воскоглу, Т. Г. Дерека та ін.]. – Суми : [СумДПУ імені А. С. Макаренка], 2022. – Вип. 4 (36). – С.46–50. – DOI: 10.31110/2413-1571-2022-036-4-006uk_UA
dc.identifier.doi10.31110/2413-1571-2022-036-4-006
dc.identifier.orcid0000-0002-5257-9523
dc.identifier.urihttps://repository.sspu.edu.ua/handle/123456789/12941
dc.language.isoukuk_UA
dc.publisherСумДПУ імені А. С. Макаренкаuk_UA
dc.subjectбезрозмірна фундаментальна константаuk_UA
dc.subjectсильна взаємодіяuk_UA
dc.subjectелектромагнітна взаємодіяuk_UA
dc.subjectслабка взаємодіяuk_UA
dc.subjectгравітаційна взаємодіяuk_UA
dc.subjectстандартна модельuk_UA
dc.subjectмаса протона/нейтрона/електронаuk_UA
dc.subjectрозмірність просторуuk_UA
dc.subjectстала Габблаuk_UA
dc.subjectdimensionless fundamental constantuk_UA
dc.subjectstrong interactionuk_UA
dc.subjectelectromagnetic interactionuk_UA
dc.subjectweak interactionuk_UA
dc.subjectgravitational interactionuk_UA
dc.subjectStandard Modeluk_UA
dc.subjectproton/neutron/electron massuk_UA
dc.subjectdimension of spaceuk_UA
dc.subjectHubble constantuk_UA
dc.titleБезрозмірні фундаментальні константи фізики: визначення і аналізuk_UA
dc.title.alternativeDimensionless Fundamental Constants оf Physics: Definition аnd Analysisuk_UA
dc.typeArticleuk_UA
dc.udc.udc[52+53]–378]uk_UA
Файли
Контейнер файлів
Зараз показуємо 1 - 1 з 1
Ескіз
Назва:
BEZROZMIRNI FUNDAMENTALNI.pdf
Розмір:
652.73 KB
Формат:
Adobe Portable Document Format
Опис:
Завантажити
Ліцензійна угода
Зараз показуємо 1 - 1 з 1
Ескіз недоступний
Назва:
license.txt
Розмір:
2.99 KB
Формат:
Item-specific license agreed upon to submission
Опис:
Завантажити
Зібрання
Фізико-математична освіта