§ 220. Взаимодействие быстродвижущихся электронов

Если электроны движутся медленно, то силы взаимодействия определяются расположением зарядов в тот момент времени, когда мы определяем взаимодействие. Поэтому для медленных электронов не играет роли факт существования электромагнитного поля;

не существенно, что передача взаимодействия происходит через поле.

Иначе обстоит дело при рассмотрении быстродвижущихся частиц. Здесь необходимо учитывать запаздывание взаимодействия, происходящее из-за конечной скорости распространения электромагнитного поля. Взаимодействие в момент определяется расположением зарядов в момент Теперь обойтись без рассмотрения поля нельзя. Как же учесть квантовую природу поля при сохранении схемы взаимодействия: частица — поле — частица? Этим вопросом занимается квантовая электродинамика — область теоретической физики, еще далекая от завершения. Опыт вынуждает нас при рассмотрении взаимодействия быстрых частиц полагать, что это действие заключается в передаче частицей полю кванта энергии с дальнейшей передачей этого кванта второй частице.

Если величина передаваемого кванта энергии равна а время передачи кванта от частицы к частице есть то, согласно принципу неопределенности (ср. стр. 446)

Если частицы находятся близко друг к другу, мало и частицы могут обмениваться квантами малых и больших частот. При возрастании расстояния между частицами растет и обмен энергией становится возможным лишь малыми квантами. Из подобных соображений теория позволяет вывести формулу силы взаимодействия между частицами.

Многие авторы пользуются следующей образной терминологией, описывая квантовое взаимодействие частицы через посредство поля. Чтобы передать полю квант энергии частица «одалживает» эту энергию на короткое время Принцип неопределенности регулирует зависимость срока займа от количества одолженной энергии. Получается так, как если бы закон сохранения энергии был «нарушенным» на время т. е. на время займа. Принцип неопределенности показывает, на какой срок может быть «нарушен» закон сохранения энергии, чтобы это «нарушение» не имело физического смысла.

Эта точка зрения может быть развита и дальше, но она приводит к следующей трудности. Не существует ограничения в поглощении и излучении фотонов, поэтому при обмене фотонов возникают бесконечно большие изменения в значении собственной энергии частицы.

Интересно, что такое положение дел возникает при любом подходе к оценке собственной энергии электрона или другой заряженной частицы. Мы видели на стр. 219, что бесконечной энергией обладает точечная частица. В то же время нельзя считать, что частица имеет конечный размер. Действительно, абсолютно твердая частица конечного размера невозможна с точки зрения теории относительности, которая не допускает существования абсолютно твердых тел (через такие тела взаимодействие распространяется мгновенно).

Если же считать электрон деформируемой частицей, то встает вопрос о структуре электрона. Решение вопроса не найдено до сих пор.

Своеобразной особенностью новой теории является то, что она способна привести к ряду новых весьма интересных результатов, несмотря на явную противоречивость фундамента и отсутствие в теории логической стройности.