Некоторые вопросы просто обязаны возникать на определённых этапах познания. Плохо, если не возникают. Ибо это означает, что человек не пытается осмыслить открывающуюся ему картину. И если такой вопрос возник, – одно из двух. Можно искать на него ответ, – например, задав вопрос тому, кто ответ предположительно знает. А можно и просто заключить, что «мы ничего не знаем», – и ничего не знать дальше со спокойной совестью.
...И кстати о таком – общеобязательном – вопросе. Квантовая Механика утверждает, что никаких полей нет – совсем нет, совсем никаких, – импульс же передаётся разовыми акциями – взаимодействиями – только от одной частицы к другой, и только третьей – специальной – частицей: квантом. И даже не то чтобы «утверждает», а всё так и есть. Современные методы позволяют непосредственно наблюдать отдельные частицы и отдельные же взаимодействия.
То есть, – летит протон, на встречу ему другой, – одноимённые заряды, – в какой-то момент между ними проскакивает квант (гамма-квант, он же «фотон»). И протоны по закону сохранения импульса тормозятся или разлетаются в разные стороны. Внимание, вопросы: во-первых, если полей нет, то откуда протоны вообще узнали друг о друге? Во-вторых, – откуда взялся фотон? Только же что не было его. В-третьих, откуда взялся фотон именно нужной, – не любой, – энергии? Передаваемый импульс зависит от расстояния, на котором протоны оттолкнулись друг от друга. На большой дистанции квант окажется дохленький и взаимодействие может только притормозить частицы, на малой же – квант проскочит такой, что протоны отбросит в разные стороны.
Наконец, в-четвёртых, – а почему квант всегда попадает в цель?
Прежде чем отвечать на вопросы, стоит рассмотреть трюк ещё более впечатляющий. Квантами слабого взаимодействия является W и Z бозоны. Это – частицы с огромной (в 80 раз больше, чем у протона и в 400 миллиардов раз больше, чем у нейтрино) массой покоя. Однако, нейтрино, подобравшись к протону так близко, что речь уже не о протоне, а об одном из кварков протона, откуда-то добывает такой бозон. Передав ничтожно малую, сравнительно со своей массой, энергию взаимодействия, W-бозон исчезает бесследно… Почему это именно «трюк» можно понять, задумавшись, откуда, собственно, взялась масса бозона? С энергией нейтрино и протона – полной энергией – она не связана никак и много больше их в любом случае.
...Разматывать же клубок надо, начиная с ошибки – неправомерного упрощения – допущенной в самом начале. Протон никуда не «летит». Способ существования частиц – взаимодействия. Вне взаимодействий они (в привычном понимании, как минимум) – не существуют. То есть, – взаимодействие, отправная точка. В этот момент частица – неравномерно, с разной вероятностью реализации, «размазанная» в пространстве, – переживает коллапс волновой функции. Приобретает конкретное положение и импульс.
Какие? Это зависит от обстоятельств. Причиной коллапса стало наложение двух распределений. Можно сказать так: вероятность одной, отдельно взятой частицы всегда и везде меньше единицы. Для того чтобы «реализоваться» ей нужно сложить свою вероятность в некой точки с вероятностью обнаружения в ней другой частицы.
...Вероятности складываются, но есть нюанс. Очевидно, сумма двух меньших единицы величин окажется или меньшей единицы (этот вариант не интересен, – взаимодействия нет), или большей, но не равной единице точно (у нас физика, а не математика, ничто и ни чему абсолютно точно равно не будет). Вероятность же больше единицы оказаться не может. Соответственно, остаётся некий избыток вероятности, расходуемый на вытаскивание из виртуала третьей частицы – кванта. Ситуацию во всех смыслах уравновешивающей.
Квант – овеществлённое решение уравнения. Он всегда именно таков, каким быть должен, – чтобы всё аккуратно сошлось, как по вероятностям, так и по импульсу. Причём, это не совпадение, а условие его появления.
...Способ же овеществления традиционен для микромира. Квант с нужным для узаконивания (с позиций принципа сохранения) результатов коллапса двух наложившихся вероятностных распределений в нужном месте и в нужное время совершенно точно найдётся. Просто потому, что каждая из частиц в состоянии виртуального небытия распределена по всему пространству – в масштабах вселенной. Соответственно, каждая есть везде. А среди каждый найдётся и подходящая… Вопрос только, удастся ли ею воспользоваться.
Для гамма-квантов – нет такого вопроса. Они ничего не стоят. Проблема возникает лишь в случае слабого взаимодействия, квант которого имеет массу покоя, причём – огромную. Добыть её позволяет принцип неопределённости. Чем меньше расстояние взаимодействия (пространственная неопределённость), тем больше неопределённость массы.
Слабое взаимодействие возможно только на дистанции, когда неопределённость массы выше массы покоя бозона. Электромагнитное же – на дистанции ограниченной лишь возрастом вселенной. Необходимая для извлечения фотона из виртуала неопределённость массы точно не будет меньше его нулевой массы покоя.
