Содержание
Так из чего всё-таки складывается спин протона? • Игорь Иванов • Новости науки на «Элементах» • Физика
Из чего складывается спин протона? Теоретическое обсуждение этого вопроса сопровождалось последние несколько лет нешуточными страстями, причем касалась полемика не столько ответа, сколько смысла этого вопроса. Вышедший на днях обзор попытался навести порядок в этой неразберихе.
Как уже подчеркивалось на «Элементах» (см. Детектор ALICE изучает тонкие эффекты в рождении адронов, 02.08.2013), в современной физике элементарных частиц есть разные типы трудных вопросов. Обычно внимание публики приковано к поиску новых частиц или экзотических явлений, но для самих физиков не менее интересными и трудными являются вопросы о сложном устройстве некоторых обычных частиц, например, протонов. Главная проблема тут заключается не в том, из чего протоны состоят, а в том, как наблюдаемые характеристики протонов возникают из свойств составляющих его частиц.
Разговор о строении протона включает в себя много отдельных вопросов, каждый из которых сам по себе сложен.
Этот рассказ посвящен одному из них — вопросу о том, как возникает спин протона. На первый взгляд, ситуация здесь похожа на большинство других вопросов в физике элементарных частиц: есть много экспериментальных данных, есть много теоретических работ, есть какие-то спорные моменты или необъясненные пока данные. В общем, этакая рутина в физике частиц. Но не так всё просто.
Лет пять назад теоретики вдруг резко активизировались. Пошла лавина публикаций по этому вопросу, и, в буквальном смысле слова, стали накаляться страсти. Появлялись новые статьи, комментарии к статьям, возражения к комментариям, опровержения возражений к комментариям и так далее. И вот что интересно: причиной такого всплеска стали вовсе не новые экспериментальные данные (это было бы понятно), а именно теоретические статьи! Вдруг оказалось, что некий нерешенный вопрос, над которым физики давно работали, но саму формулировку которого все они вроде бы хорошо понимали, — вот этот вопрос переворачивается с ног на голову.
По сути, физики стали бурно спорить уже не столько о решении, сколько о смысле этого вопроса. И со стороны могло показаться, что с каждой новой статьей, с каждым новым аргументом ситуация эта только запутывается.
На днях в архиве е-принтов появился основательный обзор, в котором сделана попытка привести эту ситуацию в порядок, систематизировать полученные за последние годы результаты и направить этот спор в более конструктивное русло. Заголовок статьи говорит сам за себя: «Полемика вокруг углового момента: о чём же, собственно, спор и имеет ли он значение?»
Конечно, эта тема сложная и сам обзор полон технических деталей. Однако вопрос кажется очень интересным и злободневным, да и сама ситуация, которая сейчас сложилась вокруг него, несколько необычна. Поэтому мы рискнем рассказать о некоторых важных, но не слишком сложных аспектах этой проблемы. Даже если детали окажутся непонятными, этот рассказ можно просто воспринимать как иллюстрацию того, какого типа вопросы иногда обсуждаются в современной физике элементарных частиц.
Загадка протонного спина — стандартная версия
Что значит слово «состоит»?
Жизненный опыт говорит нам, что если сложный материальный объект состоит из более простых, то вот это понятие — «состоит» — является абсолютным, не зависящим от точек зрения или условий наблюдения. То же самое работает и в физике вплоть до отдельных атомов. Например, молекула кислорода O2 состоит из двух атомов — и никакого плюрализма мнений относительно этого факта быть не может. Та же самая абсолютность касается и физических характеристик системы, но с одним маленьким изменением. Скажем, полная энергия этой молекулы складывается из энергий покоя каждого атома и энергии их взаимодействия. И хотя эту энергию взаимодействия нельзя разбить на две части и отнести каждую половинку к отдельному атому, всё равно можно сказать, что энергия взаимодействия — это «отдельная строчка» в энергетическом балансе молекулы, и ее невозможно спутать с энергией покоя атомов.
Немножко шокирующей новостью после всего этого может стать утверждение, что в физике элементарных частиц понятие «состоит» становится относительным.
Состав сложной частицы, оказывается, кардинально зависит от того, из какой системы отсчета мы смотрим на частицу. Самый подходящий для нас пример — протон. Если мы смотрим на протон из его системы покоя, то можно сказать, что он состоит из трех кварков, которые скреплены сильным взаимодействием. Многие физические характеристики протона и других адронов получаются путем простого комбинирования характеристик кварков, иногда с добавлением скрепляющего их силового поля.
Но если на тот же протон взглянуть из системы отсчета, где он движется со скоростью, очень близкой к скорости света, то он уже будет казаться состоящим вовсе не из трех кварков, а из большого числа кварков, антикварков и глюонов, летящих рядом (рис. 2). Сколько их — сказать нельзя, как минимум потому что это число не фиксировано, а зависит от системы отсчета наблюдателя. Заметьте, мы с самим протоном ничего не делаем, он остается тем же самым объектом, что и раньше. Мы просто смотрим на него по-другому, из другой системы отсчета.
Как такое вообще может быть? Оказывается, это прямое следствие квантовой теории поля — той (единственно работающей пока!) картины квантовых процессов при околосветовых скоростях, которую дает нам современная физика. Силовые поля в ней обеспечиваются обменом частицами — квантами силовых полей. Скажем, электромагнитное взаимодействие получается из-за обмена фотонами, сильное взаимодействие между кварками — из-за обмена глюонами. В системе покоя эти фотоны или глюоны виртуальные, они не могут свободно летать, они не похожи на реальные частицы. Однако в системе отсчета, в которой весь протон пролетает мимо нас с околосветовой скоростью, эти глюоны по своим характеристикам почти не отличаются от частиц материи. И те, и другие являются «комочками полей» разного типа, несущими энергию, импульс и другие характеристики. И те, и другие считаются полноправными составными частями протона. Более развернутый рассказ на эту тему см. в популярной статье Многоликий протон.
Из чего складывается спин протона?
Теперь перейдем непосредственно к спину протона.
Протон относится к фермионам, он имеет спин 1/2. Поскольку протон является составной частицей, его спин должен как-то возникать из характеристик составных частей. С неподвижным протоном всё просто: три кварка, тоже со спинами Sq = 1/2, но направленными в разные стороны, складываются так, чтобы их спины частично компенсировались и в сумме получилось снова 1/2 (см. рис. 1, слева). В принципе, кварки могли бы двигаться внутри протона, как это делают многие электроны в атоме, и тогда появился бы новый источник для протонного спина — орбитальный угловой момент Lq. Но, к счастью, для покоящегося протона всё просто: орбитальный угловой момент кварков равен нулю.
Очень хорошо. А как обстоит дело с быстро летящим протоном? Помня про то, что силовое глюонное поле теперь является полноправной частью протона, надо честно сказать, что спин протона должен складываться из всех возможных источников (рис. 1, справа). Теперь и кварки, и глюоны могут давать вклад в спин поляризованного протона, причем как за счет своего собственного, «личного» спина, (Sq и Sg), так и за счет возможного орбитального углового момента (Lq и Lg):
Sq + Lq + Sg + Lg = 1/2
И вот вокруг этого простого разложения уже 30 лет ведутся ожесточенные бои!
В чём тут, собственно, проблема? Сначала надо упомянуть одну важную тонкость.
Выше уже было сказано, что кварков и глюонов в протоне очень много; все они несут разные доли полного импульса протона и ориентированы немножко по-разному (см. рис. 1, справа). Поэтому величина Sq в написанном выше выражении — это вовсе не спин одного кварка, а усредненное значение этого спина по всем кваркам. Аналогично и для других величин: все они представляют собой не характеристики отдельных частиц, а их усредненные значения. Кроме того, написанная выше формула относится не к полным векторам спина или орбитального момента, а к их проекциям на ось движения протона (именно поэтому все стрелочки на рис. 1 направлены в одну сторону, они показывают проекцию).
Кажется вполне естественным, что средний спин кварков всё равно получится близким к 1/2, также как и для покоящегося протона. Всё-таки мы сам протон не трогаем, мы просто переходим из одной системы отсчета в другую. Поэтому первоначальное ожидание физиков было простое: в написанной выше формуле почти вся половинка происходит из величины Sq, а остальные слагаемые будут если и не нулевые, то довольно маленькие.
Экспериментальные данные
А теперь — экспериментальные данные. Спин протона мы можем измерить напрямую, но как измерить спины или орбитальный момент кварков или глюонов по отдельности? Это очень непростая задача, ведь свойства кварков и глюонов можно почувствовать только косвенно, по характеристикам процесса столкновения протонов друг с другом или с электронами. В 1988 году коллаборация EMC в ЦЕРНе провела измерения некоторой спиновой характеристики мюон-протонного рассеяния и извлекла из них средний спин кварков в протоне. Он оказался намного меньше 1/2. Более того, первоначальные данные EMC вообще допускали нулевой вклад, что кардинально противоречило первоначальным ожиданиям. Эти результаты были сразу объявлены революционными, и началась эпопея под названием «кризис протонного спина» (proton spin crisis).
Теоретики бросились вычислять в рамках различных моделей протона вклады других слагаемых. Экспериментаторы бросились перемерять результаты EMC на своих установках, а заодно пытались придумать способы измерить и другие вклады.
В том же ЦЕРНе был построен и запущен эксперимент COMPASS, одной из главных целей которого было измерение вклада глюонного спина, Sg. Аналогичные научные задачи ставились и решались в других научных лабораториях по физике частиц. В общем, спиновая физика адронов резко активизировалась.
Пропуская все промежуточные результаты, сформулируем нынешнюю ситуацию с этими экспериментальными данными: (1) подтверждено, что вклад спина кварков Sq мал, и по новым данным он составляет примерно треть от спина протона; получается, что две трети протонного спина «где-то прячутся»; (2) обнаружено, что вклад спина глюонов Sg тоже невелик; погрешности там остаются большими, но уже ясно, что списать «потерянный протонный спин» на него не получится; (3) надежных измерений орбитального момента кварков или глюонов пока нет. Таким образом, в настоящий момент нельзя сказать, что найдено какое-то общепринятое решение спинового кризиса, и вряд ли его удастся найти без спиновых экспериментов нового поколения.
Загадка протонного спина — версия современной теории
А теперь — немножко неожиданный поворот событий. Жаркие баталии физиков по этому поводу по-прежнему продолжаются, но сейчас их тон полностью переменился. Главный вопрос, вокруг которого эти битвы идут уже несколько лет, таков:
А какой вообще смысл у написанной выше формулы?
Как-то неожиданно оказалось, что у этого простого вопроса есть несколько уровней разговора. Возникло множество предметов спора и множество непримиримых точек зрения. Изначально считалось, что это разложение спина протона существует и что оно единственно. Потом — что их два. Потом — что их много. Потом — что их бесконечно много. А поскольку они неэквивалентны, возник спор, какое разложение отвечает физической истине. А если оказывается, что истинными является не одно, а несколько, то какое из них более физично. Ну а в таком случае надо определить, что вообще должно считаться критерием истинности или физичности — и по этому поводу тоже разгорелись баталии.
Вот такой тугой клубок вопросов стал вдруг предметом сотен теоретических публикаций. В результате сейчас большинство физиков, работающих над этим вопросом, разошлись на несколько враждующих лагерей. Каждый лагерь выискивает недостатки в чужой точке зрения и старается привести новые доказательства в пользу своей. А растерявшиеся экспериментаторы неожиданно оказались вообще как бы в стороне.
Главная цель появившегося на днях обзора — внести порядок в эту хаотичную битву точек зрения. Да, его авторы тоже активные участники этих битв и тоже относятся к одному из лагерей. Но они в своей работе постарались максимально дотошно сравнить различные подходы, постарались отделить требования физичности или математической самосогласованности от чистой интерпретации, попытались навести мосты и очертить четкие различия между разными точками зрения. Возможно, и по поводу этого обзора будут ломаться копья, но он, по крайней мере, хорошо систематизирует сложивший на сегодня разнобой.
О чём, собственно, спор?
Пытаться адекватно описать все тонкости разделения протонного спина на отдельные составляющие — задача, видимо, неподъемная для научно-популярной новости.
Тем не менее можно дать хотя бы поверхностное представление о том, о чём идет полемика. Для этого попробуем упомянуть некоторые спорные моменты, причем далеко не самые сложные из них. Но прежде — одно маленькое, но существенное отступление.
Дисклеймер для ищущих «физическую правду»
Среди любителей физики — и особенно любителей, опровергающих современную физику, — распространена точка зрения, что физика-де оперирует какими-то заумными математическими понятиями, полностью оторвалась от реальности, и поэтому она бессмысленна и нефизична. Эта точка зрения наивна. Задача теоретической физики — строить теории, которые, во-первых, самосогласованны математически, во-вторых, позволяют вычислять реально наблюдаемые величины и не противоречат уже полученным надежным экспериментальным данным, и в-третьих, имеют предсказательную силу. При этом теориям разрешается на промежуточном этапе использовать «странные» математически объекты типа комплексных чисел, абстрактных пространств или сложных алгебраических понятий.
Главное, чтобы результаты для измеряемых величин у реальных физических объектов были нормальными числами.
Теперь, наконец-то, поговорим про предмет спора.
Два разных импульса
Тонкости начинаются уже при разговоре об обычном (линейном) импульсе, а не о вращательном моменте импульса. В школьной механике импульс тела определяется просто: масса умножить на скорость. Однако в «серьезной» физике есть два импульса — кинетический и канонический. Они совпадают в школьной механике, но отличаются в чуть более сложных ситуациях, например при движении зарядов во внешнем электромагнитном поле. И тот, и другой — это полноценные физические величины, но только они входят в разные формулы и подчиняются разным законам. С этим вопросов нет; но спор может начаться, если пытаться понять, какой из них «более настоящий». В квантовой теории поля это неизбежно приводит к вопросу, что такое вообще импульс (а точнее, оператор импульса) и какие на него налагаются требования. Те же вопросы возникают и для момента импульса.
Авторы обзора показывают, что расхождение между «лагерями» состоит как раз в том, что некоторые используют кинетический момент импульса, а некоторые — канонический. Сами они предлагают свои четкие критерии физичности, и по ним выходит, что «более настоящим» является канонический. Авторы допускают, что некоторые экспериментальные результаты проще интерпретировать в терминах кинетического момента импульса, но тогда надо быть аккуратным в разложении спина протона.
Как разделять части взаимодействующей системы
Другая важная тонкость возникает из-за того, что кварки и глюоны в протоне взаимодействуют. Наш разговор про неабсолютность понятия «состоит» наводит на мысль, что само по себе разделение протонного спина на долю кварков и долю глюонов не является абсолютно четким. И действительно, если сравнивать формулы этого разделения для разных авторов, то получается, например, что одни и те же слагаемые у одних относятся к Lq, а у других — к Lg (рис. 3).
Тут полезно привести один пример, в котором перекликаются сразу две обсуждаемые тонкости. Это спор между двумя крупными физиками, Г. Минковским и М. Абрагамом, о том, чему же равен импульс фотона, который движется внутри прозрачной среды (см., например, статью в УФН 1973 года). Эта старая загадка возникла в электродинамике свыше века назад и была разрешена (и по-видимому, удовлетворительно) только недавно. Есть две формулы, каждая из которых выглядит логично, но которые приводят к разным ответам. Есть экспериментальные результаты, которые можно интерпретировать в пользу обеих формул. К математике претензий нет, спор только о том, какая отвечает «настоящему» импульсу фотона в среде. Но если фотон движется внутри среды, то он меняет ее свойства, возникает взаимодействие среды и фотона, и вот с этим взаимодействием надо что-то делать. К чему его относить, на чей импульс оно влияет — среды или фотона? В статье 2010 года показано, что два импульса отличаются как раз этой договоренностью.
Более того, там же объяснено, что два выражения для импульса фотона в среде отличаются друг от друга как кинетический и канонический импульсы. Хотя справедливости ради надо сказать, что подобные точки зрения звучали и раньше (см., например, обзор 2007 года).
Видимо, в разложении протонного спина на составные части возникает нечто похожее. Правда несколько удивительно то, что ни авторы обсуждаемого здесь обзора, ни другие участники спора про спин протона не обращаются к этому примеру.
Калибровочная (не)инвариантность
Еще один предмет спора касается калибровочной инвариантности операторов момента импульса (чуть подробнее про калибровочную симметрию см., например, в статьях Большие калибры физики и Что такое цветовой заряд, или какие силы связывают кварки). В квантовой теории есть два «уровня» разговора — уровень операторов и уровень наблюдаемых величин. Сама теория строится с помощью сложных математических объектов — линейных операторов и пространства, в котором они действуют.
Но к эксперименту имеют отношение не непосредственно они, а полученные из них «наблюдаемые» величины. Наблюдаемые величины должны быть физичными, и в частности, калибровочно инвариантными. Но нужно ли требовать того же от операторов? И если требовать, то нужно ли настаивать на инвариантности относительно любых калибровочных преобразований или только некоторых?
Авторы обзора резонно говорят, что нет, строгой калибровочной инвариантности от операторов требовать не нужно. Операторы (или пространства, в которых они действуют), будучи промежуточными математическими объектами теории, могут обладать некоторыми «ненормальными» свойствами; главное, чтобы вычисленные по ним наблюдаемые величины были нормальными. Зато физики из другого «лагеря» считают, что калибровочная инвариантность операторов — это важный критерий физичности формул; именно на основании этого критерия они отдают предпочтение своей формуле для разложения спина протона.
Разделение на спин и орбитальный угловой момент
Еще один момент касается того, разделяется ли полный угловой момент (величина, обозначенная буквой J на рис.
3) на спин и орбитальный угловой момент, и если да, то в каком смысле. С одной стороны, множество учебников по квантовой теории поля утверждает: это разделение векторных операторов невозможно выполнить калибровочно-инвариантным способом. Но в 2008 году была опубликована статья, продемонстрировавшая, по сути, что это утверждение неверно. Ее авторы предложили такое разделение и показали, что оно калибровочно-инвариантно. Получается, что все учебники ошибались?
Вовсе нет, но для этого надо читать мелкий текст. Учебники говорят, что калибровочно-инвариантное разделение спина и орбитального момента невозможно, если требовать, чтобы операторы были локальными. А в предложении 2008 года, как поясняет обзор, это условие нарушено, поэтому никакого противоречия нет. Эта тонкость была не сразу отслежена научным сообществом, поэтому сразу после статьи 2008 года последовали многочисленные публикации всех заинтересованных сторон, и страсти резко накалились. И именно после этой полемики стало понятно, что на самом деле разделение протонного спина можно провести бесконечным числом способов.
В обсуждение этого вопроса мы вдаваться уже не будем; желающие могут самостоятельно полистать обзор.
Выводы
Так из чего всё-таки складывается спин протона? Такой простой, казалось бы, вопрос чуть ли не на ровном месте заводит физиков в дебри, полные теоретических тонкостей. Фундаментальная причина проста: в квантовой теории поля вопрос о разложении составной частицы на отдельные части не является четко определенным. И в применении к проблеме разделения спина протона на отдельные слагаемые это свойство приводит к длинному списку спорных моментов.
Насколько важно с научной точки зрения установить, какая из формул более правильна, чем другая? Один из главных выводов обзора заключается в том, что эта неопределенность не так уж и важна. Все формулы (за исключением ошибочных) работают и имеют право на существование. Но какая из них более физична, какая лучше всего отвечает интуитивным представлениям — это уже дело вкуса. Да, они могут приводить к разным ответам, но не надо считать, что это разные ответы для одной и той же величины.
Это разные ответы для разных наблюдаемых величин, только, к сожалению, многие называют эти разные величины одинаковыми словами. Вот этого авторы обзора предлагают не делать.
А как тогда быть экспериментаторам? Ведь они пытаются измерить состав спина или орбитального момента кварков или глюонов на опыте. С какой формулой им сравниваться? Ответ в том, что на пути между реальным измерением и сравнением с формулами лежит интерпретация измерений, и вот для этой задачи интерпретация, к сожалению, очень неоднозначна. Это было известно и раньше, но именно в процессе спора открылись новые грани этой неоднозначности. Поэтому сравниваться им можно с чем угодно, но надо только четко указывать, что именно они измерили и в рамках какого именно разложения они делают выводы. Может быть, это несколько усложнит описание результатов эксперимента, но, по крайней мере, такой подход будет честным.
Источник: E. Leader, C. Lorce. The angular momentum controversy: What’s it all about and does it matter? // е-принт arXiv:1309.
4235 [hep-ph] (17 September 2013).
Игорь Иванов
| Адроны | |
| Альфа-распад | |
| Альфа-частица | |
| Аннигиляция | |
| Антивещество | |
| Антинейтрон | |
| Антипротон | |
| Античастицы | |
| Атом | |
| Атомная единица массы | |
| Атомная электростанция | |
| Барионное число | |
| Барионы | |
| Бета-распад | |
| Бетатрон | |
| Бета-частицы | |
| Бозе – Эйнштейна статистика | |
| Бозоны | |
| Большой адронный коллайдер | |
| Большой Взрыв | |
Боттом. Боттомоний | |
| Брейта-Вигнера формула | |
| Быстрота | |
| Векторная доминантность | |
| Великое объединение | |
| Взаимодействие частиц | |
| Вильсона камера | |
| Виртуальные частицы | |
| Водорода атом | |
| Возбуждённые состояния ядер | |
| Волновая функция | |
| Волновое уравнение | |
| Волны де Бройля | |
| Встречные пучки | |
| Гамильтониан | |
| Гамма-излучение | |
| Гамма-квант | |
| Гамма-спектрометр | |
| Гамма-спектроскопия | |
| Гаусса распределение | |
| Гейгера счётчик | |
| Гигантский дипольный резонанс | |
| Гиперядра | |
| Глюоны | |
| Годоскоп | |
| Гравитационное взаимодействие | |
| Дейтрон | |
| Деление атомных ядер | |
| Детекторы частиц | |
| Дирака уравнение | |
| Дифракция частиц | |
| Доза излучения | |
| Дозиметр | |
| Доплера эффект | |
| Единая теория поля | |
| Зарядовое сопряжение | |
| Зеркальные ядра | |
| Избыток массы (дефект массы) | |
| Изобары | |
| Изомерия ядерная | |
| Изоспин | |
| Изоспиновый мультиплет | |
| Изотопов разделение | |
| Изотопы | |
| Ионизирующее излучение | |
| Искровая камера | |
| Квантовая механика | |
| Квантовая теория поля | |
| Квантовые операторы | |
| Квантовые числа | |
| Квантовый переход | |
| Квант света | |
| Кварк-глюонная плазма | |
| Кварки | |
| Коллайдер | |
| Комбинированная инверсия | |
| Комптона эффект | |
| Комптоновская длина волны | |
| Конверсия внутренняя | |
| Константы связи | |
| Конфайнмент | |
| Корпускулярно волновой дуализм | |
| Космические лучи | |
| Критическая масса | |
| Лептоны | |
| Линейные ускорители | |
| Лоренца преобразования | |
| Лоренца сила | |
| Магические ядра | |
| Магнитный дипольный момент ядра | |
| Магнитный спектрометр | |
| Максвелла уравнения | |
| Масса частицы | |
| Масс-спектрометр | |
| Массовое число | |
| Масштабная инвариантность | |
| Мезоны | |
| Мессбауэра эффект | |
| Меченые атомы | |
| Микротрон | |
| Нейтрино | |
| Нейтрон | |
| Нейтронная звезда | |
| Нейтронная физика | |
| Неопределённостей соотношения | |
| Нормы радиационной безопасности | |
| Нуклеосинтез | |
| Нуклид | |
| Нуклон | |
| Обращение времени | |
| Орбитальный момент | |
| Осциллятор | |
| Отбора правила | |
| Пар образование | |
| Период полураспада | |
| Планка постоянная | |
| Планка формула | |
| Позитрон | |
| Поляризация | |
| Поляризация вакуума | |
| Потенциальная яма | |
| Потенциальный барьер | |
| Принцип Паули | |
| Принцип суперпозиции | |
| Промежуточные W-, Z-бозоны | |
| Пропагатор | |
| Пропорциональный счётчик | |
| Пространственная инверсия | |
| Пространственная четность | |
| Протон | |
| Пуассона распределение | |
| Пузырьковая камера | |
| Радиационный фон | |
| Радиоактивность | |
| Радиоактивные семейства | |
| Радиометрия | |
| Расходимости | |
| Резерфорда опыт | |
| Резонансы (резонансные частицы) | |
| Реликтовое микроволновое излучение | |
| Светимость ускорителя | |
| Сечение эффективное | |
| Сильное взаимодействие | |
| Синтеза реакции | |
| Синхротрон | |
| Синхрофазотрон | |
| Синхроциклотрон | |
| Система единиц измерений | |
| Слабое взаимодействие | |
| Солнечные нейтрино | |
| Сохранения законы | |
| Спаривания эффект | |
| Спин | |
| Спин-орбитальное взаимодействие | |
| Спиральность | |
| Стандартная модель | |
| Статистика | |
| Странные частицы | |
| Струи адронные | |
| Субатомные частицы | |
| Суперсимметрия | |
| Сферическая система координат | |
| Тёмная материя | |
| Термоядерные реакции | |
| Термоядерный реактор | |
| Тормозное излучение | |
| Трансурановые элементы | |
| Трек | |
| Туннельный эффект | |
| Ускорители заряженных частиц | |
| Фазотрон | |
| Фейнмана диаграммы | |
| Фермионы | |
| Формфактор | |
| Фотон | |
| Фотоэффект | |
| Фундаментальная длина | |
| Хиггса бозон | |
| Цвет | |
| Цепные ядерные реакции | |
| Цикл CNO | |
| Циклические ускорители | |
| Циклотрон | |
Чарм. Чармоний | |
| Черенковский счётчик | |
| Черенковсое излучение | |
| Черные дыры | |
| Шредингера уравнение | |
| Электрический квадрупольный момент ядра | |
| Электромагнитное взаимодействие | |
| Электрон | |
| Электрослабое взаимодействие | |
| Элементарные частицы | |
| Ядерная физика | |
| Ядерная энергия | |
| Ядерные модели | |
| Ядерные реакции | |
| Ядерный взрыв | |
| Ядерный реактор | |
| Ядра энергия связи | |
| Ядро атомное | |
| Ядерный магнитный резонанс (ЯМР) |
msimagelist>
СПИН
Spin
Спин (от англ. spin
– вращаться) – собственный момент количества движения элементарной частицы,
имеющий квантовую природу и не связанный с её перемещением в пространстве
как целого. Спин отвечает неотъемлемому и неизменному внутреннему вращательному
состоянию, присущему частице, хотя это вращательное состояние нельзя трактовать
классически – как вращение тела вокруг собственной оси. Наряду со спином,
любая частица, перемещаясь как целое в пространстве (например, по замкнутой
орбите) относительно некой внешней точки (центра орбиты), имеет относительно
этой точки внешний или орбитальный момент количества движения.
Спин был первоначально введен для того, чтобы объяснить экспериментально
наблюдаемый факт, что многие спектральные линии в атомных спектрах состоят
из двух отдельно расположенных линий. Например, первая линия серии Бальмера
в атоме водорода, которая проявляется при переходах между уровнями с n =
3 и n = 2, должна наблюдаться как одиночная линия с длиной волны λ
= 6563 Å, однако на самом деле наблюдались две линии с расстоянием
между ними Δλ = 1. 4Å. Это расщепление первоначально связывалось
с еще одной дополнительной степенью свободы электрона – вращением. Предполагалось,
что электрон можно рассматривать как классический вращающийся волчок, и
величина спин связывалась с его характеристикой вращения. На самом деле,
как выяснилось позже, спин имеет квантовую природу и не связан с какими-либо
перемещениями частицы в пространстве. Величина вектора спина
равна
ћ[s(s + 1)]1/2, где ћ = h/2π (h — постоянная
Планка) , а s — квантовое число спина, т.е. характерное для каждой частицы
полуцелое или целое положительное число (оно может быть и нулевым). Частицы
с целым спином называются бозонами, с полуцелым – фермионами.
Переносчики взаимодействий γ-квант, W±-, Z-бозоны и 8 глюонов
имеют спин s = 1 и являются бозонами. Лептоны e, μ, τ, νe, νμ,
ντ, кварки u, d, s, c, b, t имеют спин s = 1/2 и являются фермионами.
Понятие спина применяют и к сложным, составным микрообъектам
– атомам, атомным ядрам, адронам. В этом случае под спином J понимают момент
количества движения микрообъекта в состоянии покоя, т.е. когда орбитальный
(внешний) момент количества движения микрообъекта
= 0.
Спины составных микрообъектов являются векторной суммой спиновых
и орбитальных
моментов
входящих в их состав частиц – ядра и электронов в случае атома, протонов
и нейтронов в случае ядра, кварков и глюонов в случае протона, нейтрона
и других адронов. Спин частицы однозначно связан со статистикой, которой
подчиняется ансамбль частиц с данным спином. Все частицы с целым и нулевым
спином подчиняются статистике Бозе-Эйнштейна. Частицы полуцелым спином подчиняются
статистике Ферми-Дирака.
См. также
- Спин ядра
- Спины и четности ядер в модели
оболочек - Модель ядерных оболочек.
Одночастичные состояния - Кварковая структура адронов.
Барионы. Мезоны
определение спинки по The Free Dictionary
1.
а. Часть туловища человека вдоль и по бокам позвоночника между шеей и тазом; спинка.
б. Аналогичная спинная область у других животных.
2. Позвоночник или позвоночник.
3. Самая удаленная от передней части часть или область.
4. Часть, расположенная напротив или позади приспособленной для обзора или использования: тыльная сторона ладони; написано на обратной стороне фотографии.
5. Оборотная сторона, как у монеты.
6. Деталь, поддерживающая или укрепляющая сзади: спинка дивана.
7.
а. Часть книги, в которой страницы сшиваются или склеиваются в переплет.
б. Сама привязка.
8. Спорт
а. Игрок, который занимает позицию за передней линией других игроков в определенных играх, например, в футболе.
б. В плавании на спине.
v. подложка , подложка , спинка
v. тр.
1. Чтобы заставить двигаться назад или в обратном направлении: Поднимите автомобиль задним ходом и затем сделайте поворот.
2. Для отделки или усиления спинки или подложки.
3.
а. Для оказания финансовой или материальной поддержки: Профсоюзы поддержали кандидата в поддержку профсоюзов.
б. Оказать моральную поддержку, например, подтверждая заявление. Часто используется с до : Мне неудобно подавать жалобу, если вы меня не поддержите.
в. Быть за; одобрять или защищать: поддержал предложение о реформе. См. Синонимы в службе поддержки.
4. Обеспечить музыкальным сопровождением. Часто используется с и выше.
5. Сделать ставку или сделать ставку.
6. Приводить доказательства в поддержку; обосновать: подкрепить аргумент фактами.
7. Для формирования задней или задней части: Заснеженные горы позади деревни.
v. вн.
1. Двигаться задним ходом: выехать из гаража задним ходом.
2. Для переключения против часовой стрелки. Используется от ветра.
прил.
1. Находится или размещается сзади: Доставка осуществляется через черный ход.
2. Удаленность от центра активности; удаленный.
3. Прошедшей даты; неактуальный: старый номер журнала.
4. Причитающиеся или причитающиеся с более раннего времени; задолженность: задолженность.
5. Быть в обратном направлении: шаг назад.
6. Языкознание Произносится задней частью языка, как оо в прохладно. Употребление гласных.
доп.
1. В, к или назад или назад.
2. В, в или к прежнему месту: вернулся на встречу выпускников.
3. В, к или к прежнему состоянию: Когда чары рассеялись, принц снова превратился в лягушку.
4. В, в или к прошлому времени: Эта история восходит к 1920-м годам.
5. В резерве или сокрытии: Мы оставили немного денег на случай непредвиденных обстоятельств.
6. В узде или под контролем: Барьеры сдерживали толпу.
7. В ответ или ответ: ответил по электронной почте, что он будет поздно.
Фразовые глаголы:
отступить
Выйти из позиции; спасаться бегством.
отступить
Отказаться от позиции, мнения или обязательства.
отступить
Отступить или уйти.
назад
1. Отказаться от чего-либо до завершения.
2. Невыполнение обязательства или обещания.
резервный
1. Вызвать накопление или накопление: Авария увеличила движение на несколько кварталов. Движение в туннеле затруднено.
2. Компьютеры Сделать резервную копию (программы или файла).
Идиомы:
назад и наполнить
1. Морской Маневрировать судном в узком канале, меняя направление ветра и выводя из него паруса.
2. Колебаться в своих действиях или решениях.
впритык
Последовательно и без перерыва: представил три выступления подряд.
за спиной
В отсутствие или без ведома.
иметь (чью-то) спину
Быть готовым или готовым поддержать или поручиться за кого-то, как в кризисной ситуации.
иметь (свою) поддержку
Злиться или раздражаться.
с (чьей-то) спины
Больше не нужно ворчать или убеждать кого-то что-то сделать.
на (чьей-либо) спине
Настойчиво придираться или убеждать кого-то что-то сделать.
[среднеангл. bak, от древнеангл. bæc.]
без спинки прил.
задняя часть
2
(задняя)
н.
Неглубокий чан или чан, используемый в основном пивоварами.
[голландский бак, от французского bac, от старофранцузского, лодка , от вульгарной латыни *baccus, сосуд , вероятно кельтского происхождения . ]
Словарь английского языка American Heritage®, пятое издание. Авторские права © 2016, издательство Houghton Mifflin Harcourt Publishing Company. Опубликовано издательством Houghton Mifflin Harcourt Publishing Company. Все права защищены.
Кто такой защитник в футболе? Учитесь здесь – vIQtory Sports
В зависимости от схемы тренера раннингбэки и широкие ресиверы часто называются по-разному. Эти имена часто помечаются «спиной» на конце, что означает, что они каким-то образом стоят за квотербеком.
Защитник — это игрок, который выстраивается прямо за квотербеком. Этот игрок используется для блокировки и управления мячом на коротких дистанциях. Крайний защитник часто является невысоким, мускулистым игроком, который хорошо блокирует в центре.
Защитники, такие как защитники, часто отвечают за перенос, блокировку и ловлю футбольного мяча. В частности, крайний защитник постепенно начал уходить из футбола, поскольку команды все больше движутся к распространению нарушений, которые исключают позицию защитника.
В этой статье будут рассмотрены различные типы защитников, которые часто используются в футболе.
Пока мы рассматриваем различные названия защитников, важно отметить, что большинство этих имен были придуманы тренерами, которые могут идентифицировать другие защитники по-разному.
Это строгое руководство по наиболее часто используемым названиям каждой позиции. Они могут меняться в зависимости от системы тренера.
Наш лучший курс для тренеров
Лучшие курсы для тренеров
- 7 позиционных курсов
- Тренируйте любую позицию на поле
- Мгновенно улучшайте свою текущую позиционную группу
- Эксклюзивный доступ к нашим сотрудникам, которые помогут ответить на ваши вопросы
Самый популярный курс для болельщиков 0
- Мгновенно улучшите свой футбольный IQ
- Расширьте свои футбольные знания и перехитрите своих друзей и коллег
- Изучайте схемы, игры, расстановки и многое другое
- Полный разбор правил, концепций нападения и защиты
Лучший курс для супругов
Руководство по футболу для девушек
- Лучший курс для начинающих изучать футбол
- Вводные курсы, которые дадут вам набор навыков, чтобы говорить о футболе как pro
- Занимайтесь с супругом во время и после игры
- Больше никаких скучных воскресений, каждый может наслаждаться футболом!
Защитники в футболе
Защитник
Защитник в футболе получил свое название, потому что он находится позади или «спина» квотербека. Этот игрок часто получает мяч и убегает или ловит короткий пас за пределами поля.
Давайте рассмотрим различные типы спинок и то, как они влияют на игру в футбол.
Первый защитник — крайний защитник. Защитник часто рассматривается как игрок, который стоит между квотербеком и раннингбеком. Этот игрок обычно отвечает за:
- Запуск футбольного мяча при передаче.
- Поймать мяч за пределами поля
- Чаще всего блокировка бегущего
Вот как выглядит защитник, когда смотрит профессиональную игру, выстраиваясь между бегущим защитником (последним слева) и квотербеком.
Крайний защитник редко используется в рассредоточенных нападениях. По мере того, как команды переходят к большему количеству наборов из 4 и 5 приемников, больше нет смысла иметь толстого, скрытного игрока, который может блокировать полузащитников.
Крайние защитники обычно используются в схемах, в которых используется «формация I», или их философия заключается в том, чтобы вести футбол большую часть времени.
Крайние защитники отлично подходят, когда им нужен более спортивный лайнсмен, чтобы блокировать полузащитников и защитников в пространстве.
Однако они не так хороши в расставленных формациях. Они легко закрываются никелевыми спинками и часто не служат цели в разбросанной игре.
Позиция защитника редко используется в профессиональном, студенческом и школьном футболе.
Будьте самым умным человеком в комнате
Полное руководство по футболу поможет вам превратить ваши знания из случайного фаната в футбольного гуру!
Крайний защитник
Крайний защитник часто называют ранним защитником, который выстраивается на краю линии нападения, часто лицом к квотербеку.
Крайний защитник распространен в большинстве «крыльев-Т» и двойных крыльев, которые движутся в замедленном темпе перед игрой. Этот игрок часто действует как приманка или получает мяч при мощном подсечке.
«Крылья», как их часто называют, играют важную роль в нападениях, которые зависят от скорости, чтобы добраться до периметра. Вот изображение крайнего защитника в стандартном построении. Вот как выглядит крайний защитник:
Если вы заметили, два белых игрока снаружи смотрят друг на друга; это крайние защитники в данном конкретном случае.
Полузащитник
Если еще раз обратиться к рисунку выше, полузащитники также могут называться крайними защитниками. Команда, в которой используются три бегущих защитника, часто называет бегущего позади квотербека своим «полным защитником». Два боковых фланга также могут называться полузащитниками.
Как уже упоминалось, это полностью зависит от усмотрения тренера, и он решает назвать игроков в своем построении.
В I-форме полузащитники также могут быть названы в честь игроков, стоящих непосредственно за защитником. Тренеры будут называть этого игрока полузащитником, стоящим позади защитника.
Slot Back
Slotback — это игрок, который часто выстраивается в очередь в позиции «slot». Положение слота обычно находится между самым широким ресивером и атакующим захватом. Это также известно как «щелевой приемник».
Щелевой защитник, как правило, может ловить мяч от квотербека, но также может управлять мячом на реактивных / летящих замахах по полю.
Эти игроки часто меньше и быстрее, так как им приходится убегать от более быстрых защитников.
H-Back
Наконец, H-back — это новая и появляющаяся позиция, которая начинает появляться во многих нарушениях. H-back представляет собой смесь широкого приемника и линейного атакующего.
Что делает H-back особенным, так это их размер и способность создавать несоответствия полузащитникам.
Например, Роб Гронковски, бывший великий патриот Новой Англии, был H-back. Он игрок, который может выстроиться в линию, чтобы вести блок, ловить передачи и блокировать защитника.
Х-защитники, как уже упоминалось, часто более высокие, более физические игроки. Рост Роба Гронковски 6 футов 6 дюймов, 265 фунтов.
В большинстве случаев H-backs — это просто еще одно название тайт-энда. Тем не менее, этот игрок обладает спортивными навыками и может выстроиться в любом месте на поле.
H-backs играют важную роль в таких играх, как сплит-зона или игры с ударом.
Продолжайте учиться
Ниже приведены дополнительные статьи, которые помогут вам стать лучше.
Уменьшите количество ошибок в футболе с помощью 5 точек давления
Как играть в футбол с бегущими спинами
Почему бегущие спины бегут по центру
В чем разница между бегущими спинами и широкими ресиверами?
Часто комментаторы и футбольные тренеры крутят схемы и позиции игроков. Названия позиций часто классифицируются по тому, где они стоят на поле.
Полные, полузащитники и крайние защитники в основном используются в позициях бегунов позади квотербека. Слот и полузащитники используются более горизонтально по отношению к квотербеку, чтобы поймать мяч.
Когда вы смотрите футбольный матч, попробуйте определить, кто такие игроки. Вскоре вы будете идентифицировать приемники X, Y, Z, поскольку ваши знания продолжают расти.