Interakční konstanta
Materiál z volné ruské encyklopedie „Tradice“
Interakční konstanta(někdy se tento termín používá vazebná konstanta) je parametr v teorii pole, který určuje relativní sílu jakékoli interakce částic nebo polí. V kvantová teorie pole interakčních konstant jsou spojena s vrcholy na odpovídajících interakčních diagramech. Jako interakční konstanty se používají jak bezrozměrné parametry, tak přidružené veličiny, které charakterizují interakce a mají rozměr. Příklady jsou bezrozměrná elektromagnetická interakce a elektrická interakce měřená v C.
|
Porovnání interakcí
Pokud vyberete objekt účastnící se všech čtyř základních interakcí, pak hodnoty bezrozměrných interakčních konstant tohoto objektu nalezené pomocí obecné pravidlo, ukáže relativní sílu těchto interakcí. Jako takový objekt na úrovni elementární částice nejčastěji se používá proton. Základní energie pro porovnávání interakcí je elektromagnetická energie fotonu, která se podle definice rovná:
kde - , - rychlost světla, - vlnová délka fotonu. Volba fotonové energie není náhodná, protože je založena moderní věda spočívá vlnový koncept založený na elektromagnetických vlnách. S jejich pomocí se provádějí všechna základní měření – délka, čas, včetně energie.
Gravitační interakce
Slabá interakce
Energie spojená se slabou interakcí může být reprezentována následovně:
kde je efektivní náboj slabé interakce, je hmotnost virtuálních částic považovaných za nositele slabé interakce (W- a Z-bosony).
Druhá mocnina efektivního slabého interakčního náboje pro proton je vyjádřena jako Fermiho konstanta J m3 a hmotnost protonu:
Na dostatečně malých vzdálenostech lze zanedbat exponenciálu slabé interakční energie. V tomto případě je bezrozměrná konstanta slabé interakce definována takto:
Elektromagnetická interakce
Elektromagnetická interakce dvou stacionárních protonů je popsána elektrostatickou energií:
Kde - , - .
Poměr této energie k energii fotonu určuje konstantu elektromagnetické interakce, známou jako:
Silná interakce
Na úrovni hadronů se za standardní model částicové fyziky považuje „zbytková“ interakce zahrnutá v hadronech. Předpokládá se, že gluony jako nositelé silné interakce generují virtuální mezony v prostoru mezi hadrony. V modelu pion-nukleon Yukawa jaderné síly mezi nukleony jsou vysvětleny jako výsledek výměny virtuálních pionů a interakční energie má následující podobu:
kde je efektivní náboj interakce pseudoskalárního pionu a nukleonu a je hmotnost pionu.
Bezrozměrná konstanta silné interakce je:
Konstanty v kvantové teorii pole
Účinky interakcí v teorii pole jsou často určeny pomocí poruchové teorie, ve které jsou funkce v rovnicích rozšířeny o mocniny konstanty interakce. Typicky je pro všechny interakce kromě silných interakční konstanta výrazně menší než jednota. Díky tomu je použití poruchové teorie efektivní, protože příspěvek vedoucích členů expanzí rychle klesá a jejich výpočet se stává zbytečným. V případě silné interakce se teorie poruch stává nevhodnou a jsou vyžadovány jiné výpočetní metody.
Jednou z předpovědí kvantové teorie pole je tzv. efekt „plovoucích konstant“, podle kterého se interakční konstanty pomalu mění s rostoucí energií přenášenou při interakci částic. Konstanta elektromagnetické interakce tedy roste a konstanta silné interakce s rostoucí energií klesá. Pro kvarky v kvantové chromodynamice je zavedena jejich vlastní silná interakční konstanta:
kde je efektivní barevný náboj kvarku emitujícího virtuální gluony k interakci s jiným kvarkem. Se zmenšováním vzdálenosti mezi kvarky, dosažené při srážkách vysokoenergetických částic, se očekává logaritmický pokles a oslabení silné interakce (efekt asymptotické volnosti kvarků). Na stupnici přenesené energie řádu Z-boson hmotnost-energie (91,19 GeV) je zjištěno, že 
Při stejném energetickém měřítku se konstanta elektromagnetické interakce zvyšuje na hodnotu řádu 1/127 místo ≈1/137 při nízkých energiích. Předpokládá se, že při ještě vyšších energiích, řádově 10 18 GeV, se budou hodnoty konstant gravitačních, slabých, elektromagnetických a silných interakcí částic sbližovat a mohou se dokonce vzájemně přibližně rovnat.
Konstanty v jiných teoriích
Teorie strun
V teorii strun nejsou konstanty interakce považovány za konstantní veličiny, ale jsou dynamické povahy. Konkrétně stejná teorie při nízkých energiích vypadá, že se struny pohybují v deseti dimenzích a při vysokých energiích - v jedenácti. Změna počtu dimenzí je doprovázena změnou interakčních konstant.
Silná gravitace
Spolu s a elektromagnetickými silami jsou považovány za hlavní složky silné interakce v. V tomto modelu se místo uvažování o interakci kvarků a gluonů zohledňují pouze dvě základní pole – gravitační a elektromagnetické, které působí v nabité a hmotné hmotě elementárních částic a také v prostoru mezi nimi. V tomto případě se předpokládá, že kvarky a gluony nejsou skutečné částice, ale kvazičástice odrážející kvantové vlastnosti a symetrie hadronové hmoty. Tento přístup prudce snižuje rekord pro fyzikální teorie počet skutečně nepodložených, ale postulovaných volných parametrů ve standardním modelu částicové fyziky, ve kterém je alespoň 19 takových parametrů.
Dalším důsledkem je, že slabé a silné interakce nejsou považovány za nezávislé interakce pole. Silná interakce spočívá v kombinaci gravitačních a elektromagnetických sil, při nichž interakce zpožďují účinky (dipólová a orbitální torzní pole a magnetické síly). V souladu s tím je konstanta silné interakce určena analogií s konstantou gravitační interakce:
„Zlatý pražec“ je konstanta, podle definice! Autor A. A. Korneev 22.05.2007
© Alexey A. Korneev
„Zlatý pražec“ je konstanta, podle definice!
Jak bylo uvedeno na webu „Academy of Trinitarianism“ ohledně tam publikovaného článku autora, představil obecný vzorec pro zjištěnou závislost (1) a nová konstanta „L» :
(1: Nn) x Fm = L(1)
... V důsledku toho byl určen a vypočten jednoduchý zlomek odpovídající převrácené hodnotě parametru „L“, který byl navržen jako konstanta „zlatého pražce“.
"L" = 1/12,984705 = 1/13 (s přesností ne horší než 1,52 %).
V recenzích a komentářích (k tomuto článku) byla vyjádřena pochybnost, že to, co bylo odvozeno ze vzorce (1)
číslo"L“ je KONSTANTA.
Tento článek poskytuje odpověď na vznesené pochybnosti.
Ve vzorci (1) máme co do činění s rovnicí, kde jsou její parametry definovány takto:
N – kterékoli z čísel Fibonacciho řady (kromě prvního).
n– pořadové číslo čísla z Fibonacciho řady, počínaje prvním číslem.
m– číselný exponent indexového (limitního) čísla Fibonacciho řady.
L – určitá konstantní hodnota pro všechny výpočty podle vzorce (1):L =1/13;
F– indexové (limitní) číslo Fibonacciho řady (Ф = 1,61803369...)
Ve vzorci (1) jsou proměnné (které se během výpočtů mění!) hodnoty konkrétních veličin “ n» A "m».
Proto je naprosto legitimní psát vzorec (1) v jeho nejobecnější podobě takto:
1: F(n) = F(m) * L (2)
Z toho vyplývá, že:F(m) : F(n) = L = Const.
Vždy!
Výzkumná práce, konkrétně vypočtená data z tabulky 1, ukázala, že pro vzorec (1) se ukázalo, že číselné hodnoty proměnných parametrů jsou vzájemně propojené podle pravidla: m = (n – 7 ).
A tento číselný poměr parametrů “m» A "n» také zůstává vždy nezměněn.
S přihlédnutím k druhému uvedenému (nebo bez zohlednění tohoto spojení parametrů “m» A "n» ), ale rovnice (1) a (2) jsou (z definice) algebraické rovnice.
V těchto rovnicích mají podle všech existujících pravidel matematiky (viz níže kopie na straně 272 z „Příručky matematiky“) všechny součásti takových rovnic svá jednoznačná jména (výklad pojmů).
Níže na obr. 1 je kopie stránky z „ Příručka matematiky ».
Obr. 1
Moskva. května 2007
O konstantách (pro referenci)
/citáty z různých zdrojů/
Matematické konstanty
<….Математическая константа - величина, значение которой не меняется; в этом она противоположна переменной. В отличие от физических констант, математические константы определены независимо от каких бы то ни было физических измерений…>.
<….Константа - величина, которая характеризуется постоянным значением, например 12 - числовая константа; "кот" - строковая константа.Изменить значение константы невозможно. Переменная - величина, значение которой может меняться, поэтому переменная всегда имеет имя (Для константы роль имени играет е значение). …>.
<….Данное свойство играет важную роль в решении дифференциальных уравнений. Так, например, единственным решением дифференциального уравнения f"(x) = f(x) является функция f(x) = c*exp(x)., где c - произвольная константа. …>.
<….Важную роль в математике и в других областях играют математические константы. В обычных языках программирования константы задаются с некоторой точностью, достаточной для решения задач численными методами.
Tento přístup není použitelný pro symbolickou matematiku. Například pro specifikaci matematické identity, že přirozený logaritmus Eulerovy konstanty e je přesně roven 1, musí mít konstanta absolutní přesnost. …>.
<….Математическую константу e иногда называют число Эйлера, а в большинстве случаев неперово число в соответствии с историей рождения константы. …>.
<….e - математическая константа, основание натурального логарифма, иррациональное и трансцендентное число. e = 2,718281828459045… Иногда число e называют числом Эйлера или неперовым числом. Играет важную роль в дифференциальном и интегральном исчислении. …>.
Světové konstanty
<….Мировые математические константы – это Мировые … факторы объектного многообразия. Речь пойдет об удивительной константе, применяемой в математике, но почему константе придается такая значимость, это обычно оказывается за пределами понимания обывателя. …>.
<….В этом смысле математические константы – только структурообразующие факторы, но не системообразующие. Их действие всегда локально. …>.
Fyzikální konstanty
<….Арнольд Зоммерфельд, добавивший эллиптические орбиты электронов к круговым орбитам Бора (атом Бора-Зоммерфельда); автор "формулы тонкой структуры", экспериментальное подтверждение которой, по словам Макса Борна, явилось "блестящим доказательством как принципа относительности Эйнштейна, так и Планковской теории квант". …>.
<….В этой формуле появляется "таинственное число 137" (Макс Борн) - безразмерная константа, которую Зоммерфельд назвал постоянной тонкой структуры, связывает между собой tři základní fyzikální konstanty: rychlost světla, Planckova konstanta a náboj elektronu.
Hodnota konstanty jemné struktury je jedním ze základů antropického principu ve fyzice a filozofii: Vesmír je takový, že můžeme existovat a studovat ho. Číslo A spolu s jemnou strukturní konstantou ± umožňují získat důležité bezrozměrné základní konstanty, které nelze získat jiným způsobem. …>.
<….Показано, что константы А и ± являются константами одного класса. Постоянная тонкой структуры была введена в физику Зоммерфельдом в 1916 году при создании теории тонкой структуры энергии атома. Первоначально постоянная тонкой структуры (±) была определена как отношение скорости электрона на низшей боровской орбите к скорости света. С развитием квантовой теории стало понятно, что такое упрощенное представление не объясняет ее истинный смысл. До сих пор природа происхождения этой константы не раскрыта. …>.
<….Кроме тонкой структуры энергии атома эта константа проявляется в следующей комбинации фундаментальных физических констант: ± = ј0ce2/2h. По поводу того, что константа (±) появляется в соотношении, связывающем постоянную Планка, заряд и скорость света Дирак писал : "неизвестно почему это выражение имеет именно такое, а не иное значение. Физики выдвигали по этому поводу различные идеи, однако общепринятого объяснения до сих пор нет".…>.
<….Кроме постоянной тонкой структуры ± в физике существуют и другие безразмерные константы. К числу важных безразмерных констант относятся большие числа порядка 1039 -1044, которые часто встречаются в физических уравнениях. Считая совпадения больших чисел не случайными, П.Дирак сформулировал следующую гипотезу больших чисел : …>.
Lékařské konstanty
<….Собственные исследования многоклеточного материала (1962-76), проводимые в организациях Минздрава Латвийской ССР, Академии Mедицинских Наук и Министерства Обороны СССР, совместно с доктором Борисом Каплан и профессором Исааком Маерович, привели к открытию признаков раннего распознавания опухоли, известных как "Константы Каплана". Являясь вероятностной мерой, эти признаки отражают ранние состояния озлокачествления. …>.
<….Сами по себе эти два признака были давно известны и раздельно хорошо изучены многочисленными исследователями, но нам удалось установить специфическое их сочетание на константах Каплана, как на аргументах, обладающее разделительными, по состоянию клетки, свойствами. Это стало крупным достижением онкологической науки, защищенным множеством патентов. …>.
NE KONSTANTY
<….Число «g» /ускорение силы тяжести/ …. Оно не является математической константой.
Je to náhodné číslo, které závisí na mnoha faktorech, například na tom, že 1/40000 poledníku se bere jako metr. Pokud bychom vzali jednu minutu oblouku, došlo by k jinému počtu zrychlení vlivem gravitace.
Navíc je toto číslo také různé (v různých částech zeměkoule nebo jiné planety), to znamená, že to není konstanta...>.
Výzkum ukázal, že základní fyzikální konstanty používané v moderní fyzice přímo pocházejí z konstant vakua uvedených níže.
h u= 7,69558071(63) 10-37 J s.
G u
R u= 29,9792458 Ohm.
t u= 0,939963701(11)·10 –23 s.
l u= 2,817940285(31)·10 –15 m.
Bylo zjištěno, že moderní základní fyzikální konstanty mají sekundární status ve vztahu k nalezeným konstantám a představují různé kombinace konstant. h u, t u, l u a čísla π a α. Konstanty zahrnuté v h u-t u-l u-π-α-báze, je definován speciální status - jsou definovány jako univerzální superkonstanty. Na základě univerzálních superkonstant byla získána nová hodnota Newtonovy gravitační konstanty a Planckových konstant a byl nalezen univerzální silový vzorec. Nové základní fyzikální konstanty poskytují dostatek příležitostí pro stanovení nových fyzikálních zákonů a hledání interakčních konstant pro různé fyzikální zákony.
Úvod
Fyzika vstupuje do 21. století s velkou spleťí nevyřešených problémů. Jestliže na konci 19. století bylo ve fyzice vše v pořádku s výjimkou negativních výsledků Michelsonova experimentu a nepochopitelné závislosti záření černého tělesa na teplotě, pak do konce 20. století fyzika nashromáždila nebývalé množství nevyřešené problémy. Nejvýznamnější z nich najdete v nedávno vydané V.L. Ginsburgův seznam 1999.
Jestliže pouze dva problémy konce 19. století vedly k radikální změně situace ve fyzice, pak spleť nevyřešených problémů konce 20. století může vést k masivní revizi chápání struktury světa, která může být následovalo přetvoření stávajícího vědeckého obrazu světa. Množství neúspěšných pokusů o vytvoření nových fyzikálních teorií naznačuje, že správný strategický směr výzkumu dosud nebyl identifikován. Mezi nevyřešenými zásadními problémy nebyl dosud identifikován nejdůležitější problém, jehož řešení poskytne klíč k řešení dalších problémů. Úsilí vědců směřuje k teoretickému i experimentálnímu výzkumu. Hledání nových přístupů je aktivně prováděno v oblasti výzkumu nových fyzikálních polí založených na konceptu fyzikálního vakua. Pro popis nových typů polí a nových interakcí je nutné hledat interakční konstanty. Je velmi pravděpodobné, že by se mělo jednat o nové, fyzice dosud neznámé konstanty.
Tato práce se dotýká problému, který podle mého názoru fyzikům nezaslouženě sešel z očí a dosud nebyl označen mezi nejdůležitější zásadní problémy. Mám na mysli problém základních fyzikálních konstant. Měl by být na prvním místě, protože obsahuje klíč k řešení dalších problémů ve fyzice. Jak bude ukázáno níže na několika příkladech, tento problém je skutečně klíčový a jeho řešení otevírá velké možnosti pro hledání nových fyzikálních zákonů a nových fyzikálních konstant.
1. Problém základních fyzikálních konstant
Problém fundamentálních fyzikálních konstant vznikl přirozeně na základě velkého množství nashromážděných výsledků výzkumu v oblasti částicové fyziky. Díky tomuto směru výzkumu se objevilo velké množství nových základních fyzikálních konstant, které již byly přiřazeny do samostatné třídy - „atomové a jaderné konstanty“. Je třeba poznamenat, že jejich počet již značně převyšuje počet všech ostatních konstant dohromady. Celkem se již ve fyzice používají stovky fyzikálních konstant. Seznam základních fyzikálních konstant doporučených CODATA 1998 obsahuje asi 300 základních fyzikálních konstant. Skutečnost, že počet konstant již dosáhla několika stovek a všechny jsou základní, je zjevně abnormální. Pokud k nim přistoupíme jako skutečně zásadní, pak je jich příliš mnoho. Pokud předpokládáme, že svět je založen na jediné podstatě a že mechanické, elektrické a gravitační jevy musí mít jedinou povahu, pak k popisu všech fyzikálních jevů a zákonitostí není potřeba tak velké množství konstant. Pokud přistoupíme k pojmu fundamentality v plném rozsahu, pak by skutečnou fundamentalitu měl mít velmi minimální počet konstant a ne stovky. Existuje tedy velký rozpor mezi minimálním požadovaným počtem základních konstant a jejich skutečným množstvím.
Lze předpokládat, že dnes známé konstanty jsou složené konstanty a status fundamentálních mají pouze díky historické charakteristice jejich vzhledu. Pak vyvstávají otázky: "z jakých nových neredukovatelných konstant se mohou skládat a jak spolu souvisí?" Pokud takové primární konstanty existují, pak by se mohly prohlásit za základní fyzikální superkonstanty a nahradit existující konstanty. Existují takové superkonstanty, které mohou nahradit tak velké množství tak různých základních fyzikálních konstant, a kolik jich je? V rámci moderních znalostí na tyto otázky neexistují žádné odpovědi.
Nejdůležitější moderní fyzikální teorie pracují s konstantami G, h, C v jejich různých kombinacích. Takže například Newtonovu teorii gravitace lze podmíněně nazvat G-teorie. Obecná teorie relativity je klasická ( G, C)-teorie. Relativistická kvantová teorie pole je kvantová ( h, C)-teorie. Každá z těchto teorií pracuje s jednorozměrnými nebo dvourozměrnými konstantami. Objev Planckových jednotek délky, hmotnosti a času dal vzniknout naději, že bude možné vytvořit novou kvantovou teorii založenou na třech konstantách. Pokusy o vytvoření jednotné teorie elektromagnetických polí, částic a gravitace založené na trojrozměrných konstantách - ( G, C, h)-teorie skončila neúspěchem. Taková teorie stále neexistuje, i když do jejího vzhledu byly vkládány velké naděje. Na G-C-h-báze se stále očekává jako základní trojice konstant pro budoucí teorii. Skutečně existuje mnoho, co by naznačovalo, že trojrozměrné konstanty by měly stačit k vytvoření jednotné teorie. Ostatně ne nadarmo lze pouze ze tří základních jednotek – metru, kilogramu a sekundy – získat všechny odvozené jednotky, které jsou mechanické povahy. Stále však není jasné, které tři konstanty by měly tvořit základ budoucí konzistentní teorie? Tento úkol se ukázal jako velmi obtížný. Domnívám se, že důvody složitosti spočívají v nejasné povaze mnoha základních konstant a v nejasném původu jejich původu. Provedený výzkum nám umožňuje říci, že minimální počet primárních konstant, které tvoří moderní základní fyzikální konstanty, skutečně existuje. V tomto případě minimální konstantní báze zahrnuje jak již známé fyzikální konstanty, tak nové konstanty.
2. Fyzikální vakuové konstanty
Při studiu vlastností fyzikálního vakua byl ze vztahu pro hustotu energie získán následující vzorec pro celkovou energii obsaženou v dynamickém vakuovém objektu:
Tento vztah svým vzhledem připomíná Planckův vzorec E = h·ν. Pouze roli kvanta akce v něm nehraje Planckova konstanta, ale konstanta nová:
Konstantní hodnota G u rovná se :
G u= 2,56696941(21)10-45 Ns2.
Konstantní R u nazýváno základní kvantum odporu. Jeho hodnota je:
R u= 29,9792458 Ohm.
Tyto tři konstanty h u, G u, R u jsou základní konstanty vakua. Pozoruhodné je, že vycházejí přímo z Maxwellova spojitého pole.
S konstantním vakuem G u je spojen nový dynamický zákon vlastní fyzikálnímu vakuu. Tento zákon vypadá takto:
Kde: m e – elektromagnetická hmota, l– metrická charakteristika.
Z dynamického zákona vyplývá, že elektromagnetická hmota nabývá hodnot od určité minimální hodnoty do určité mezní hodnoty:
To vede k tomu, že se metrická charakteristika mění z určité maximální hodnoty na určitou mezní hodnotu:
Rovnice (5) je dynamický zákon, který odráží dynamickou symetrii vakua. D-vakuová invariance je nový typ symetrie a odráží nejzákladnější vlastnost přírody. S D-neměnnost vakua je spojena s nejdůležitějším zákonem zachování, který není porušen ve všech typech interakcí.
D-vakuová invariance je symetrie vyššího řádu než dnes známé symetrie. Porušení symetrie, které je pozorováno v přírodě, až po neochranu C.P.-invariance, neovlivňovat D- vakuová invariance. okraj D-invarianty jsou základní konstanty mě A l u, který odráží dynamický zákon vakua. Dynamická symetrie vakua tedy není v rozporu s myšlenkou rozvoje, protože D-invariance je zachována i při porušení jiných typů symetrie. Ve vakuu se realizuje reálný fyzikální proces, který za svou existenci vděčí dynamické symetrii, která vede ke vzniku diskrétních částic ze spojitého fyzikálního objektu, což je v matematickém popisu prezentováno jako dosažení fyzikálních veličin jejich limitních kvantovaných hodnoty.
Ze vztahů (2) a (4) vyplývá, že:
V systému SGSE bude mít vztah pro elementární náboj formu:
| (8) |
Vztahy (7) a (8) jsou reprezentovány druhou odmocninou. Z nich přímo vyplývá, že náboje jsou binární, tzn. že nálože mají dvě znamení. Protože náboje jsou určeny pouze konstantami, vyplývá z těchto vztahů i kvantování nábojů.
Vzhledem k dynamice nehmotných vakuových objektů je snadné vidět, že první pevnou hodnotou energie, která odpovídá stabilnímu fyzickému objektu, je energie elektronu nebo pozitronu. E e. Potom bude hodnota frekvence, která odpovídá této energetické hodnotě, rovna:
ν = E e/h u= 1,063870869-1023 Hz.
To implikuje čtvrtou fyzikální konstantu vakua - základní kvantum času:
t u= 0,939963701(11)·10 –23 s.
Pomocí konstantní rychlosti světla C, získáme pátou konstantu vakua - základní kvantum délky:
l u= 2,817940285(31)·10 –15 m.
Všimněte si, že hodnota této konstanty se přesně shoduje s klasickým poloměrem elektronů. Všech pět vakuových konstant h u, G u, R u, t u, l u získané na základě nového přístupu k pochopení fyzikální podstaty polních struktur. Provedené studie těchto konstant ukázaly, že základní fyzikální konstanty používané v moderní fyzice přímo pocházejí z fyzikálních konstant vakua. Výše uvedené základní konstanty vakua nám umožňují získat řadu sekundárních konstant, které jsou odvozenými konstantami a vztahují se také k fyzikálnímu vakuu.
Základní metrické konstanty t u A l u tvoří novou konstantu b, nazývané základní zrychlení:
b = l u/t u 2 .
b= 3,189404629(36)1031 m/s2.
Tato konstanta nám umožnila získat nový zákon síly
F = m· b.
Tento zákon odráží vztah mezi silou a hromadným defektem.
Studie vakuových konstant vedly k závěru, že pro dynamické vakuové objekty je možné určit konstantu magnetického momentu. Takový magnetický moment byl nalezen v . Říká se mu základní vakuový magneton. Uvádíme vztah pro základní vakuový magneton:
μ u = l u (h u c) 1/2 /2π.
Hodnota této konstanty je:
μ u= 2,15418485(11)·10-26 J/T.
Základní magneton μ u a Bohrův magneton μ B spolu souvisí následujícím vztahem:
μ u = μ B α/π.
3. Univerzální superkonstanty
Byly získány nové výsledky ukazující, že skupina vakuových konstant h u, t u, l u spolu s čísly π a α má jedinečnou vlastnost. Tato vlastnost spočívá v tom, že základní konstanty používané ve fyzice jsou různé kombinace uvedených konstant. Jmenované vakuové konstanty tedy mají primární postavení a mohou sloužit jako ontologický základ fyzikálních konstant. Konstanty zahrnuté v h u-t u-l u báze -π-α se nazývají univerzální superkonstanty.
Jejich význam je následující:
- základní kvantum akce h u= 7,69558071(63) 10-37 J s;
- základní kvantum délky l u= 2,817940285(31)·10 –15 m;
- základní kvantum času t u= 0,939963701(11)·10 –23 s;
- konstanta jemné struktury α = 7,297352533(27)·10 –3;
- číslo π = 3,141592653589...
Konstanty této skupiny umožnily odhalit zcela nečekanou univerzální vzájemnou závislost a hluboké vzájemné propojení všech základních fyzikálních konstant. Níže je jako příklad ukázáno, jak některé základní konstanty souvisí s univerzálními superkonstantami. Pro hlavní konstanty se tyto funkční závislosti ukázaly jako následující:
- základní poplatek: E = F (h u, l u, t u);
- hmotnost elektronů: mě = F (h u, l u, t u);
- Rydbergova konstanta: R ∞ = F (l u, α, π);
- gravitační konstanta: G = F (h u, l u, t u, α, π);
- hmotnostní poměr protonu a elektronu: m p/mě = F (α, π);
- Hubbleova konstanta: H = F (t u, α, π);
- Planckova hmota: m pl = F (h u, l u, t u, α, π);
- Planck délka: l pl = F (l u, α, π);
- Planckův čas: t pl = F (t u, α, π);
- kvantum magnetického toku: F 0 = F (h u, l u, t u, α, π);
- Bohrův magneton: μ B = F (h u, l u, t u, α,).
Jak vidíme, existuje globální spojení mezi fyzikálními konstantami na základní úrovni. Z uvedených závislostí je zřejmé, že nejméně složité jsou konstanty h, C, R ∞ , m p/mě. To znamená, že tyto konstanty jsou nejblíže primárním konstantám, ale samy o sobě nejsou primárními konstantami. Jak vidíme, konstanty, které mají tradičně status fundamentálních konstant, nejsou primární a nezávislé konstanty. Pouze vakuové superkonstanty lze klasifikovat jako primární a nezávislé. To bylo potvrzeno tím, že použití superkonstantní báze umožnilo výpočtem získat všechny hlavní fundamentální fyzikální konstanty. Skutečnost, že dnes známé základní fyzikální konstanty nemají status primárních a nezávislých konstant, ale na jejich základě se snažily vybudovat fyzikální teorie, byla příčinou mnoha problémů ve fyzice. Základní teorie nelze stavět na sekundárních konstantách.
Rozměrové superkonstanty h u, l u, t u určit fyzikální vlastnosti časoprostoru. Superkonstanty π a α určují geometrické vlastnosti časoprostoru. Potvrzuje se tak přístup A. Poincarého, podle kterého se stvrzuje komplementarita fyziky a geometrie. Podle tohoto přístupu v reálných experimentech vždy pozorujeme určitý „součet“ fyziky a geometrie. Skupina univerzálních superkonstant to potvrzuje svým složením.
4. Nová hodnota konstanty G
Konstanta závislosti G z primárních superkonstant ukazuje, že tuto nejdůležitější konstantu lze získat matematickými výpočty. Jak je známo, samotná forma Newtonova zákona univerzální gravitace – přímá úměrnost síly k hmotnosti a nepřímá úměrnost druhé mocnině vzdálenosti, byla testována s mnohem větší přesností než přesnost určení gravitační konstanty. G. Proto hlavní omezení na přesné určení gravitačních sil ukládá konstanta G. Od dob Newtona navíc zůstává otevřená otázka povahy gravitace a podstaty gravitační konstanty samotné. G. Tato konstanta byla stanovena experimentálně. Věda zatím neví, zda existuje analytický vztah pro určení gravitační konstanty. Věda také neznala souvislost mezi konstantou G a další základní fyzikální konstanty. V teoretické fyzice se snaží tuto nejdůležitější konstantu společně s Planckovou konstantou a rychlostí světla využít k vytvoření kvantové teorie gravitace a k rozvoji sjednocených teorií. Proto otázky o prvenství a nezávislosti konstanty G, stejně jako potřeba znát jeho přesný význam, vystupují do popředí.
Číselná hodnota G byl poprvé stanoven anglickým fyzikem G. Cavendishem v roce 1798 na torzní rovnováze měřením přitažlivé síly mezi dvěma míčky.
Moderní význam konstanty G, doporučeno CODATA 1998:
G= 6,673(10)·10 –11 m 3 kg –1 s –2.
Ze všech univerzálních fyzikálních konstant je přesnost v určování G je nejnižší. Střední kvadratická chyba pro G je o několik řádů větší než chyba jiných konstant.
Bylo to naprosto nečekané G lze vyjádřit pomocí elektromagnetických konstant. To se stává důležitým, protože přesnost konstant elektromagnetismu je mnohem větší než přesnost konstanty G.
Otevřená skupina univerzálních superkonstant s primárním statusem a identifikovaná globální souvislost mezi fundamentálními konstantami umožnila získat matematické vzorce pro výpočet gravitační konstanty G. Takových vzorců bylo několik. Abychom to potvrdili, níže je 9 ekvivalentních vzorců:
Z výše uvedených vzorců je zřejmé, že konstanta G je vyjádřen pomocí jiných základních konstant velmi kompaktními a krásnými vztahy. Všechny vzorce pro gravitační konstantu přitom zachovávají koherenci. Mezi fyzikální konstanty, kterými je gravitační konstanta reprezentována, patří takové konstanty jako základní kvantum h u, rychlost světla C, konstanta jemné struktury α, Planckova konstanta h, číslo π, základní metrika časoprostoru ( l u, t u), elementární hmotnost mě, elementární náboj E, velké Diracovo číslo D 0, klidová energie elektronu E e, Planckovy jednotky délky l pl, mše m pl, čas t pl, Hubbleova konstanta H, Rydbergova konstanta R ∞ . To naznačuje jedinou podstatu elektromagnetismu a gravitace a přítomnost základní jednoty ve všech fyzikálních konstantách. Z výše uvedených vzorců je zřejmé, že souvislost mezi elektromagnetismem a gravitací skutečně existuje a projevuje se i na úrovni gravitační konstanty G.
Nyní, 200 let po prvním měření G, bylo možné na základě získaných vzorců vypočítat jeho přesnou hodnotu pomocí konstant elektromagnetismu. Protože přesnost stanovení konstant elektromagnetismu je vysoká, lze přesnost gravitační konstanty přiblížit přesnosti elektromagnetických konstant. Všechny výše uvedené vzorce dávají novou hodnotu G, což je téměř o pět řádů (!) přesnější než aktuálně známá hodnota. Nový význam G místo čtyř číslic obsahuje 9 číslic:
G= 6,67286742(94) 10 –11 m 3 kg –1 s –2.
Pomocí univerzálních superkonstant bylo možné získat nové vzorce pro Planckovy konstanty:
Na základě těchto vzorců byly získány nové hodnoty Planckových konstant:
m pl= 2,17666772(25)·10 –8 kg.
l pl= 1,616081388(51)·10 –35 m.
t pl= 5,39066726(17)·10 –44 s.
Tyto nové hodnoty Planckových konstant jsou téměř o pět řádů přesnější než aktuálně známé hodnoty.
Univerzální superkonstanty umožnily získat novou přesnou hodnotu pro Hubbleův parametr:
H= 53,98561(87) (km/s)/Mpc.
5. Konstanta základní síly
Zvláštnosti fyzikálních konstant vakua vedly k závěru, že interakční síly by měly být také vyjádřeny pomocí konstant vakua. Pojďme to ukázat. Z Coulombova zákona pro interakci elementárních nábojů vyplývá:
F = E 2 /l 2 .
Na základě vzorce (8) uvádíme tento vztah následovně:
F = h u c/l 2 = h uν 2 / C.
Význam h u/C při zohlednění vzorce (3) se bude rovnat G u. Na základě toho získáme vztah pro zákon univerzální interakce:
F = G u·ν 2.
Pro mezní hodnotu metriky ze zákona univerzální interakce získáme pro silovou konstantu následující vztah:
F u = h u/l u t u.
Tato nová fyzikální konstanta se nazývá základní silová konstanta. Jeho hodnota je:
F u= 29,0535047(31) N.
Je univerzální silovou konstantou pro všechny dnes známé typy interakcí. Jak je ukázáno v, tato konstanta je přítomna nejen v Coulombově zákoně, ale také v Newtonových zákonech, Galileově zákoně, Ampérově zákoně a zákonu univerzální gravitace.
6. Univerzální pevnostní vzorec
Hledání jediné interakce, která spojuje čtyři základní interakce, je jedním z nejobtížnějších nevyřešených problémů ve fyzice. Moderní pokusy kombinovat silné, slabé, elektromagnetické a gravitační interakce jsou založeny na hledání podmínek, za kterých se interakční konstanty ve svých hodnotách shodují. Předpokládá se, že pokud taková jediná konstanta existuje, je možné sjednocení interakcí. Tento přístup však zatím nevedl k povzbudivým výsledkům. Vztah mezi čtyřmi základními interakcemi nebyl odhalen a původ jejich vzhledu není jasný.
Domnívám se, že řešení problému jednotné interakce je třeba hledat jiným směrem.
Místo hledání podmínek, za kterých se mohou interakční konstanty shodovat, je vhodné zkoumat genezi základních interakcí a hledat nová konstanta jednotné interakce. Existují všechny důvody se domnívat, že taková konstanta existuje. Jednota základních fyzikálních konstant ukazuje na existenci jednoty v elektromagnetických a gravitačních silách. K vyřešení tohoto problému může vést zejména objasnění následující otázky. Proč jsou vzorce Coulombových zákonů a Newtonových zákonů univerzální gravitace tak podobné? Ukázalo se, že takové různé interakce jsou v matematickém vyjádření silového vzorce tak podobné. V jednom jsou náboje, ve druhém jsou hmoty, ale vzorce jsou stejné. Co se skrývá za touto nápadnou podobností? Existuje několik způsobů, jak tento problém vyřešit. Prvním způsobem je zjistit, jaký vztah existuje mezi hmotou a nábojem. V praxi to znamená, že je třeba hledat odpověď na otázku: existuje elektromagnetická hmota a co to je? Druhým způsobem je objasnění podstaty gravitační konstanty G. Je možné, že se v něm skrývá spojení elektřiny a gravitace. Třetí způsob je založen na předpokladu, že jak Coulombův zákon, tak Newtonův zákon jsou fragmenty nějakého univerzálního základního zákona síly. Pokud tato podobnost není náhodná, pak musí existovat jediný zákon síly, který se pro elektřinu projevuje pouze jako Coulombův zákon a pro gravitaci jako Newtonův zákon. Jak ukazuje jednotný zákon síly, existuje. Coulombův zákon a Newtonovy zákony jsou skutečně jeho konkrétními projevy. Pomocí univerzálních superkonstant jsme měli možnost nejen identifikovat podobnosti v podobě zápisu těchto zákonů, ale navázat jejich spojení na základní úrovni. Na základě superkonstant bylo možné získat nový silový vzorec, který je tzv univerzální vzorec síly. Vypadá to takto:
F = (h u/l u· t u)·( N 1 · N 2 /N 3 2).
Univerzální silový vzorec zahrnuje superkonstanty h u, l u, t u a bezrozměrné koeficienty N 1 , N 2 , N 3. Kurzy N 1 a N 2 jednotným způsobem představují buď poměr interagujících hmot k elementární hmotnosti, nebo poměr nábojů k elementárním nábojům, nebo poměr proudů k elementárnímu proudu. Součinitel N 3 představuje poměr délky k základnímu kvantu délky. Univerzální vzorec pro sílu se mění ve vzorec F = ma na N 1 = m/mě, N 2 = 1/l u, N 3 = 1/l u:
F = (h u/l u t u) (N 1 · N 2 /N 3 2) = ma.
Univerzální silový vzorec se změní na vzorec Coulombova zákona kdy N 1 = q 1 /E, N 2 = q 2 /E, N 3 = 1/l u:
F = (h u/l u· t u) (N 1 · N 2 /N 3 2) = q 1 q 2 /l 2 .
Ve vzorci univerzální síly představuje první faktor novou fyzikální konstantu, která má rozměr síly. Toto je základní silová konstanta F u, získané výše.
Vztah pro tuto konstantu je určen výhradně rozměrovými superkonstantami vakua.
Na N 1 = m 1 /mě, N 2 = m 2 /mě, N 3 = 1/l u a při nahrazení základního kvanta akce h u na gravitační kvantum působení h g = h u/D 0 vzorec univerzální síly se změní na následující vzorec:
F = (h g/l u· t u)(N 1 · N 2 /N 3 2) = (h u· l u/t u· mě 2 D 0)·( m 1 · m 2 /l 2).
Kombinace konstant v prvním faktoru na pravé straně vztahu se přesně shoduje se vzorcem pro výpočet gravitační konstanty G:
h u· l u/t u· mě 2 D 0 = G.
Tak se univerzální vzorec síly mění ve vzorec zákona univerzální gravitace:
F = (h g/l u· t u)·( N 1 · N 2 /N 3 2) = G· m 1 · m 2 /l 2 .
V tomto vzorci je fyzikální konstanta, která má rozměr síly, definována podobně jako základní konstanta síly. Vztah pro tuto konstantu je:
Fug = h g /l u· t u.
Jeho hodnota je 6,9731134 10 –42 N.
Skutečnost, že zákony mechaniky, zákon gravitace a zákon elektrostatiky jsou vyjádřeny jediným vzorcem - univerzálním vzorcem síly, ukazuje na jednotnou povahu všech interakcí. Na Obr. Obrázek 1 schematicky ukazuje souvislost mezi univerzálním silovým vzorcem a fyzikálními zákony. Takové spojení bylo identifikováno s Newtonovým zákonem, Galileovým zákonem, Coulombovým zákonem a dokonce s Amperovým zákonem pro interakci vodičů s proudem.
Obr. 1. Souvislost mezi univerzálním vzorcem síly a fyzikálními zákony.
Výzkum ukázal, že z univerzálního vzorce síly vyplývají dva nové zákony:
F = mb A F = G u v 2.
Vzorec F = mb určuje vztah mezi silou a hmotnostním defektem. Konstanta v tomto vzorci je základní zrychlení b= 3,189404629(36)1031 m/s2. Vzorec F = G uν 2 představuje novou univerzální interakci. Konstanta v tomto vzorci je nová fyzikální konstanta vakua G u= 2,56696941(21)10-45 Ns2. Ukazuje se, že Coulombův zákon, Newtonův zákon univerzální gravitace a Amperův zákon přímo vyplývají ze zákona univerzální interakce.
Podle genetického spojení mohou být všechny interakce uspořádány v následujícím pořadí: univerzální, elektromagnetické, silné, slabé, gravitační. Jak vidíme, kořeny všech interakcí by se měly hledat v univerzální interakci. Tato pátá interakce je charakteristická pro fyzikální vakuum a není spojena s interakcí žádných částic, včetně částic hmoty. Z ní přitom plynou zákony související s interakcemi částic.
Univerzální silový vzorec ukazuje, že hodnoty elektrických, magnetických, mechanických a gravitačních sil nezávisí ani tak na absolutních hodnotách hmotností, nábojů, proudů a vzdáleností, ale na jejich vztahu se základními konstantami - hmotnost elektronů, elementární náboj, elementární proud a základní kvantum délky. To naznačuje potřebu nového přístupu k pochopení podstaty základních interakcí.
Důvod nápadné podobnosti vzorců v Coulombových zákonech a Newtonových zákonech univerzální gravitace tedy pramení ze základní jednoty sil setrvačnosti, gravitace a elektromagnetismu. Tato jednota sil byla ustavena na základě identifikované základní jednoty fyzikálních konstant a nově nalezených fyzikálních konstant.
7. Závěry
Získané nové základní fyzikální konstanty h u, G u, R u, t u, l u, související s fyzikálním vakuem. Byla identifikována skupina konstant, které definují speciální status univerzálních superkonstant. Pomocí univerzálních superkonstant, což jsou vakuové konstanty, lze reprezentovat všechny zákony a vzorce klasické a kvantové fyziky, stejně jako všechny základní konstanty, včetně Planckovy konstanty. h a gravitační konstanta G. Skupina skládající se z pěti univerzálních superkonstant h u, t u, l u, π, α, nám umožňuje popsat fyzikální zákony týkající se pole i hmoty. Základní fyzikální konstanty známé dnes mají sekundární status ve vztahu k nalezeným univerzálním vakuovým superkonstantám. Objev skupiny pěti nezávislých univerzálních superkonstant, které zcela postačují k získání dalších fyzikálních konstant, svědčí o hlubokém propojení konstant různé povahy. Nové nalezené základní konstanty otevírají slibný směr pro identifikaci nových fyzikálních zákonů a pro hledání nových interakčních konstant.
Literatura
- Peter J. Mohr a Barry N. Taylor. "Doporučené hodnoty základních fyzikálních konstant CODATA: 1998"; NIST fyzikální laboratoř. Konstanty v kategorii „Všechny konstanty“; Recenze moderní fyziky, (2000), v. 72, č. 2.
- DC. Cole a H.E. Puthoff, „Extrakce energie a tepla z vakua“, Phys. Rev. E, v. 48, č. 2, 1993.
- Yu.I. Manin. Matematika a fyzika. M.: "Znalosti", 1979.
- V.L. Ginsburg. "Které oblasti fyziky a astrofyziky se zdají důležité a zajímavé." UFN, č. 4, svazek 169, 1999.
- N.V. Kosinov. „Elektrodynamika fyzikálního vakua“. Fyzikální vakuum a příroda, č. 1, 1999.
- N.V. Kosinov. "Fyzikální vakuum a gravitace." Fyzikální vakuum a příroda, č. 4, 2000.
- N.V. Kosinov. "Zákony unitronové teorie fyzikálního vakua a nové základní fyzikální konstanty." Fyzikální vakuum a příroda, č. 3, 2000.
- N. Kosinov. „Pět základních konstant vakua, ležících v základu všech fyzikálních zákonů, konstant a vzorců“. Fyzikální vakuum a příroda, č. 4, 2000.
- N.V. Kosinov. "Pět univerzálních fyzikálních konstant, které jsou základem všech základních konstant, zákonů a vzorců fyziky." 6. mezinárodní konference „Moderní problémy přírodních věd“. Program a teze. Petrohrad, srpen 2000
- N.V. Kosinov. "Řešení důvodů nápadné podobnosti vzorců Coulombových zákonů a Newtonových zákonů univerzální gravitace." 6. mezinárodní konference „Moderní problémy přírodních věd“. Program a teze. Petrohrad, srpen 2000
- N.V. Kosinov. "Emanace hmoty vakuem a problém geneze struktury." Nápad, č. 2, 1994.
- N.V. Kosinov. "Vakuová energie". Energie budoucího století, č. 1, 1998.
- N.V. Kosinov. „Univerzální fyzikální superkonstanty“.
- N.V. Kosinov. „Nová základní fyzikální konstanta, která je základem Planckovy konstanty“.
- N.V. Kosinov, Z.N. Kosinová. "Vazba gravitační konstanty" G a Planck Constant h" 51. mezinárodní astronautický kongres 2...6.10. 2000 / Rio de Janeiro, Brazílie.
- A. Poincare. Věda a hypotéza. A. Poincare. O vědě. M., 1983.
- V.A. Firsov. "Filozofický a metodologický rozbor problému jednoty fyziky v pojetí kalibračních polí." Filosofie vědy, č. 1(3), 1997.
"Shrňme nějaké výsledky." Příručka „Tabulky fyzikálních veličin“ (Moskva: Atomizdat, 1976) obsahuje 1005 stran textu a mnoho milionů čísel; jak jim rozumět?
Tato množství jsou rozdělena minimálně do čtyř typů.
a) Přirozené jednotky měření nebo fyzicky označené body spekter. Nejsou to čísla, ale veličiny jako G, c, h, m e, e (elektronový náboj). Jedná se o rozměrové charakteristiky určitých jevů, které lze mnohokrát reprodukovat s vysokou mírou přesnosti. To je odrazem toho, že příroda replikuje elementární situace v obrovských sériích. Úvahy o identitě takových stavebních kamenů vesmíru někdy vedly k tak hlubokým fyzikálním myšlenkám, jako jsou statistiky Bose-Einstein a Fermi-Dirac. Wheelerova fantastická myšlenka, že všechny elektrony jsou totožné, protože představují okamžité úseky spletité světové linie jednoho elektronu, vedla k Feynman k elegantnímu zjednodušení techniky diagramových výpočtů v kvantové teorii pole.
b) Pravé neboli bezrozměrné konstanty. Jedná se o poměry několika vyznačených bodů na spektru veličiny jednoho rozměru, například poměr hmotností elektrických částic: již jsme zmínili m p/m e. Identifikace různých dimenzí při zohlednění nového zákona, tedy zmenšení skupiny dimenzí, vede ke sjednocení dříve odlišných spekter a k nutnosti vysvětlovat nová čísla.
Například dimenze m e, cah generují Newtonovu grupu, a proto vedou ke stejným přirozeným atomovým jednotkám o rozměrech M, L, T jako Planckovy jednotky. Jejich vztah k Planckovým jednotkám proto vyžaduje teoretické vysvětlení, ale jak jsme řekli, to je nemožné, dokud nebude existovat teorie (G, c, h). V (m e, c, h) teorii - kvantové elektrodynamice - však existuje bezrozměrná veličina, za jejíž hodnotu vděčí moderní kvantová elektrodynamika v určitém smyslu slova za svou existenci. Umístěme dva elektrony ve vzdálenosti h/ m e c (tzv. Comptonova vlnová délka elektronu) a změřme poměr energie jejich elektrostatického odpuzování k energii m e c 2, ekvivalentní klidové hmotnosti elektronu. Výsledek je a = 7,2972 x 10-3 ≈ 1/137. Toto je známá konstanta jemné struktury.
Kvantová elektrodynamika popisuje zejména procesy, při kterých není zachován počet částic: vakuum rodí elektron-pozitronové páry, ty anihilují. Vzhledem k tomu, že produkční energie (ne méně než 2m e c 2) je stokrát větší než energie charakteristické Coulombovy interakce (vzhledem k hodnotě a), je možné provést efektivní výpočtové schéma, ve kterém tyto radiační korekce nejsou zcela zahozeny, ale také beznadějně „nekazí život“ teoretika.
Pro hodnotu α neexistuje žádné teoretické vysvětlení. Matematici mají svá vlastní nádherná spektra: spektra význačných lineárních operátorů-generátorů jednoduchých Lieových grup v neredukovatelných reprezentacích, objemy fundamentálních domén, dimenze homologických a cohomologických prostorů atd. Prostor pro představivost, identifikace spekter matematiků a spekter fyziků, je otevřená – jsou potřeba spíše principy, omezující výběr. Ale vraťme se ke konstantám.
Dalším typem, který v tabulkách zabírá hodně místa, je:
c) Převodní faktory z jedné škály do druhé, například z atomové na „lidskou“. Patří mezi ně: již zmíněný počet Avogadro N0 = 6,02 x 1023 – v podstatě jeden gram vyjádřený v jednotkách „protonové hmotnosti“, i když tradiční definice je mírně odlišná, stejně jako věci jako světelný rok v kilometrech. Nejohavnější věcí pro matematika jsou zde samozřejmě koeficienty přechodu z jedné fyzikálně nesmyslné jednotky do druhé, stejně nesmyslné: z loket na nohy nebo z Reaumur do Fahrenheita. Z lidského hlediska jsou to někdy ta nejdůležitější čísla; jak moudře poznamenal Medvídek Pú: „Nevím, kolik litrů, metrů a kilogramů je v ní, ale tygři, když skáčou, se nám zdají velcí.
d) „Difúzní spektra“. Jedná se o charakteristiky materiálů (ne prvky nebo čisté sloučeniny, ale běžné technologické jakosti oceli, hliníku, mědi), astronomické údaje (hmotnost Slunce, průměr Galaxie...) a mnohé stejného druhu. Příroda produkuje kameny, planety, hvězdy a galaxie, na rozdíl od elektronů se nestará o jejich stejnost, ale přesto se jejich vlastnosti mění jen v určitých mezích. Teoretická vysvětlení těchto „povolených zón“, jakmile jsou známa, mohou být pozoruhodně zajímavá a poučná.
Manin Yu.I., Matematika jako metafora, M., „MCNMO Publishing House“, 2010, s. 177-179.
Objednat- první zákon nebes.
Alexandr Pop
Základní světové konstanty jsou ty konstanty, které poskytují informace o nejobecnějších, základních vlastnostech hmoty. Mezi ně patří například G, c, e, h, m e atd. Tyto konstanty mají společné to, jaké informace obsahují. Gravitační konstanta G je tedy kvantitativní charakteristikou univerzální interakce vlastní všem objektům Vesmíru – gravitace. Rychlost světla c je maximální možná rychlost šíření jakýchkoli interakcí v přírodě. Elementární náboj e je minimální možná hodnota elektrického náboje, který existuje v přírodě ve volném stavu (kvarky, které mají zlomkové elektrické náboje, zjevně existují ve volném stavu pouze v superhustém a horkém kvark-gluonovém plazmatu). Konstantní
Planck h určuje minimální změnu fyzikální veličiny, nazývané akce, a hraje zásadní roli ve fyzice mikrosvěta. Klidová hmotnost m e elektronu je charakteristikou inerciálních vlastností nejlehčí stabilní nabité elementární částice.
Konstantou teorie nazýváme hodnotu, která je v rámci této teorie považována za vždy nezměněnou. Přítomnost konstant ve vyjádření mnoha přírodních zákonů odráží relativní neměnnost určitých aspektů reality, projevující se přítomností vzorců.
Samotné základní konstanty, c, h, e, G atd., jsou stejné pro všechny části Metagalaxie a v čase se nemění, proto se jim říká světové konstanty. Některé kombinace světových konstant určují něco důležitého ve struktuře přírodních objektů a tvoří také charakter řady základních teorií.
určuje velikost prostorového obalu pro atomové jevy (zde m e je hmotnost elektronu), a
Charakteristické energie pro tyto jevy; kvantum pro velkorozměrový magnetický tok v supravodičích je dáno veličinou
maximální hmotnost stacionárních astrofyzikálních objektů je určena kombinací:
kde mN je hmotnost nukleonu; 120
celý matematický aparát kvantové elektrodynamiky je založen na faktu existence malé bezrozměrné veličiny
stanovení intenzity elektromagnetických interakcí.
Analýza dimenzí fundamentálních konstant vede k novému chápání problému jako celku. Jednotlivé dimenzionální základní konstanty, jak bylo uvedeno výše, hrají určitou roli ve struktuře odpovídajících fyzikálních teorií. Pokud jde o vývoj jednotného teoretického popisu všech fyzikálních procesů, vytvoření jednotného vědeckého obrazu světa, rozměrové fyzikální konstanty ustupují bezrozměrným základním konstantám, jako je role těchto
konstanta při utváření struktury a vlastností Vesmíru je velmi velká. Konstanta jemné struktury je kvantitativní charakteristikou jednoho ze čtyř typů základních interakcí, které existují v přírodě – elektromagnetických. Kromě elektromagnetické interakce jsou další základní interakce gravitační, silné a slabé. Existence bezrozměrné elektromagnetické interakční konstanty
Je zřejmé, že předpokládá přítomnost podobných bezrozměrných konstant, které jsou charakteristikou ostatních tří typů interakcí. Tyto konstanty jsou také charakterizovány následujícími bezrozměrnými základními konstantami - konstantou silné interakce 
- konstanta slabé interakce:
kde množství je Fermiho konstanta
pro slabé interakce;
konstanta gravitační interakce:
Číselné hodnoty konstant 
určit
relativní „sílu“ těchto interakcí. Elektromagnetická interakce je tedy přibližně 137krát slabší než silná interakce. Nejslabší je gravitační interakce, která je o 10 39 menší než ta silná. Interakční konstanty také určují, jak rychle dojde v různých procesech k přeměně jedné částice na jinou. Konstanta elektromagnetické interakce popisuje přeměnu jakýchkoli nabitých částic na stejné částice, ale se změnou stavu pohybu plus foton. Konstanta silné interakce je kvantitativní charakteristikou vzájemných přeměn baryonů za účasti mezonů. Konstanta slabé interakce určuje intenzitu přeměn elementárních částic v procesech zahrnujících neutrina a antineutrina.
Je potřeba si povšimnout ještě jedné bezrozměrné fyzikální konstanty, která určuje dimenzi fyzikálního prostoru, kterou značíme N. Je pro nás běžné, že fyzikální děje probíhají v trojrozměrném prostoru, tedy N = 3, i když vývoj fyziky opakovaně vedl ke vzniku konceptů, které nezapadají do „selského rozumu“, ale odrážejí skutečné procesy, které existují v přírodě.
„Klasické“ rozměrové fundamentální konstanty tedy hrají rozhodující roli ve struktuře odpovídajících fyzikálních teorií. Z nich se formují základní bezrozměrné konstanty jednotné teorie interakcí - 
Tyto konstanty a některé další, stejně jako dimenze prostoru N, určují strukturu Vesmíru a jeho vlastnosti.
