О
SE
[ость воспроизводимости. Ути характеристики наилучшие у К. с, ч. на цезиевои атоыно-лучевой трубке. В 1904 Международный комитет по вопросам мер и весов принял в качестве эталона частоты переход /\ ≈3, т/7=и^/'2=4, 7П/^=0 между подуровнями сверхтонкой магн, структуры осн. состояния атомов 133Cs, не возмущ╦нного внеш. полями, приписав его частоте значение 9192631770 Гц. Соответствующая шкала времени наз. атомной, а единица времени в ней ≈ атомная секунда ≈ определена как 9192631770 периодов резонансного колебания 137Cs. Т. о., К. с. ч. на цезиевои атомно-лучевой трубке признан первичным стандартом (эталоном), по отношению к К-рому стандарты др. типов являются вторичными.
Лит.: Григорьянц И. В., Жаботин-с г; и и М. Е.. золил В. Ф., Клантовыр стандарты частоты, М., 19й8: Л е т о х о в B.C., Ч е б о т а е в В. П., Принципы нелинейной лазерной спектроскопии, М., 1975.
Е. И. Базаров.
КВАНТОВЫЕ ЧИСЛА ≈ целые или дробные числа, к-рые определяют возможные значения фпа. величин, характеризующих квантовые системы (атом, ядро, молекулу и др.), а также отд. элементарные частицы, кварки, глюоны.
К. ч. были впервые «ведены в фиалку для описания найденных эмпирически закономерностей атомных спектров, однако смысл К. ч. и связанной с ними дискретности нек-рых физ. величин, характеризующих поведение микрочастиц, был раскрыт лишь квантовой механикой. Согласно квантовой механике, возможные значения физ. величин определяются собственными значениями соответствующих операторов, действующих в пространстве состояний фпз. системы. С матем. точки зрения это линейные самосопряж╦нные операторы в гильбертовом пространстве, собственные значения к-рых могут быть непрерывными или дискретными; в последнем случае и возникают нек-рые К. ч. В несколько более общем смысле К. ч. называют величины, сохраняющиеся в процессе движения, но не обязательно принадлежащие дискретному спектру, напр, импульс или энергию свободно движущейся частицы, массу покоя частицы.
Набор К. ч., исчерпывающе определяющий состояние квантовой системы, наз. полны м. Совокупность состояний, отвечающая всем возможным значениям К. ч. из полного набора, образует полную систему состояний. Так, состояния электрона в атоме определяются четырьмя К. ч. соответственно четыр╦м степеням свободы, связанным с тремя пространств, координатами и спином. Для атома водорода и водоро-доподобных атомов это: главное К. ч. (и=1, 2, . . .), орбитальное К. ч. (?=0, 1, . , ,, п≈1), магн. К. ч. (т^ | ш;| <; /) ≈ проекция орбитального момента на нек-рое направление и К. ч. проекции спина (ms= = ±1/2). Др. набор К. ч., более пригодный для описания атомных спектров при уч╦те спин-орбищалъного взаимодействия {определяющего тонкую структуру уровней энергии), получается при использовании вместо mi и ms К. ч. полного момента кол-ва движения (/≈JitVa) и К. ч. проекции полного момента (то/, | mj \ й£/). Те же К. ч. используются для приближ╦нного описания состояний отд. электронов в сложных (многоэлсктронных) атомах, состояний нуклонов в ядрах и т. д. (см. Атом, Ядро атомное).
Привед╦нные выше К. ч. связаны с пространств, симметриями квантовых систем относительно нек-рых непрерывных преобразований. Др. К. ч., отвечают дискретным симметриям, напр, ч╦тность состояния (Р), к-рая принимает значения +1 и ≈1 в зависимости от того, сохраняет волновая ф-ция знак при инверсии координат (/∙ -*- ≈г) или меняет его па обратный. Для атома водорода Р= ( ≈ I)1.
Существование сохраняющихся (неизменных во времени в среднем) физ. величин тесно связано со свойствами симметрии гамильтониана данной системы. Напр., гамильтониан частицы, движущейся в центр,-
симметричном поле, не меняет своего вида при произвольных поворотах системы координатных осей; отой симметрии отвечает сохранение момента импульса (оо-лео точно, в таком поле сохраняющимися величинами, к-рые могут одновременно иметь опрсдел. значения, являются квадрат момента импульса и одна из проекций момента, задаваемые К. ч. / и т;). Если на систему, имеющую пик-рую симметрию, накладывается дополнит, взаимодействие, к-рое такой симметрией не обладает, то соответствующие К. ч. будут изменяться в процессе зволющш системы. Так, взаимодействие атома с эл.-мнгн. волной приводит к изменению перечисленных выше К. ч., согласно отбора правилам, Помимо К. ч., ассоциируемых с пространственно-временными симметриями гамильтониана, важную роль играют т. ы. внутренние К. ч. элементарных частиц, к-рые не сказываются на поведении изолированной частицы, однако проявляются во взаимодействиях частиц. Разл. типы взаимодействий характеризуются разными свойствами симметрии, вследствие чего К. ч., сохраняющиеся в одних взаимодействиях, могут изменяться в других. Так, строго сохраняющимся К. ч. является электрич. заряд (>, в т» время как п:зотопич. сник / сохраняется в процессах сильного взаимодействия и нарушается эл.-магн. и слабым взаимодействиями, а странность S не сохраняется в слабом взаимодействии. В совр. теориях сильного взаимодействия (кванщовий, хромо динамике} И электро-слабого взаимодействия считается, что внутр. симметрии являются локальным и, т. е. соответствующие преобразования могут выполняться независимо в каждой точке пространства-времени. Исходя из этого принципа, определяется и сам характер взаимодействия (вид лагранжиана системы взаимодействующих квантованных полей) {см. Калибровочные поля). Так, квантовая электродинамика основана на существовании сохраняющегося К, ч. плектрич. заряда и соответствующее локальное преобразование симметрии однозначно определяет взаимодействие электронов (и др. лепт-онов) с фотонами. В теориях электрослабого взаимодействия вводятся также различные лвптонные числа, характеризующие лептоиы. Сильно взаимодействующие частицы ≈ адроны состоят аз кварков (взаимодействие к-рых описывается квантовой хромодштампкой), характеризующихся цветом и ароматом. Цвет (одно из квантовых чисел) может принимать для кнарков три значения, а для глюонов ≈ восемь. Все наблюдавшиеся до сих пор частицы бесцветны ≈ построены из комбинаций кварков с кулевым суммарным цветом. Косвенно наблюдались киарки пяти значении квантового числа аромата (и, d, s, с, и); существуют аргументы в пользу существования шестого кварка (г).
Одним из «старейших» К- ч. элементарных частиц является бариоыное число, ненулевые значения к-рого приписываются адронам С полуцслым спином (барионам). В течение длит, времени считалось, что бариол-ноо число сохраняется во всех взаимодействиях и превращение барионов в леитоны невозможно. Однако в теориях т. п. великого объединения барионное число (так же как и лентонныс числа) не является строго сохраняющимся К. Ч., что должно, в частности, приводить к нестабильности протона (хотя и с очень малой вероятностью распада). Несохрапсние бар ионного числа может происходить также в процессе гра-витщионного коллапса макроскопнч. тел и последующего квантового испарения образующихся при коллапсе черных дыр. д. в. Гольцов, КВАНТОВЫЙ ВЬ'ГХОД прибора ≈ количеств. характеристика прибора, регистрирующего дискрет-ное число частиц (квантов, электронов и пр.), выражаемая отношением числа статистически независимых частиц NI, регистрируемых прибором, к числу статистически независимых частиц N%, падающих на при╦мник прибора: Y=N-JNZ. Обычно У<1, для иде-
