Гравитация и относительность - Цзю Х.
Скачать (прямая ссылка):
Хотя и рассмотренный эффект, и обсуждавшиеся до него не доказывают существования ф-волн и соответствующих вариаций G, все сказанное побуждает к дальнейшим исследованиям гипотезы скалярных волн. Во всяком случае, эти эффекты не дают никаких оснований для того, чтобы отрицать существование таких волн.
ЛИТЕРАТУРА
1. Greenstein J. L., Matthews Т. A., Nature, 197, 1041 (1963).
2. M u n k W. H., MacDonald G. J. Fm The Rotation of the Earth, Cambridge, I960.
3. Newcomb S., Monthly Notices, Roy Astron. Soc., 69, 164 (1909).
4. Gutenberg B., Richter Ci F., Seismicity of the Earth, Princeton, N. J., 1954.
ІЗ
Мир Литтлтона —Бонди и равенство зарядов
В. ХЬЮЗ
Вопрос о равенстве зарядов электрона и протона
Вопрос о том, в точности ли равны друг другу абсолютные величины зарядов электрона и протона, весьма интересен и имеет принципиальное значение в физике. В данной лекции я хотел бы остановиться на теории этого вопроса, указать некоторые физические, астрономические и космологические следствия возможного отклонения от взаимного равенства этих зарядов и рассказать о самых последних экспериментах по определению отношения зарядов электрона и протона.
Как известно, экспериментальные открытия конца XIX и начала XX веков, нашедшие свое окончательное выражение в опыте Милликена с капельками масла, привели к заключению, что электрические заряды всегда оказываются целыми кратными некоторой наименьшей «единицы», причем эта наименьшая единица положительного заряда (заряд протона) совпадает с наименьшей единицей отрицательного заряда (заряд электрона). Поэтому атом или молекула, содержащие одинаковое число электронов и протонов, должны быть электрически нейтральными. В 1932 г. был открыт нейтрон, и оказалось, что у него нет заряда. Сейчас уже известно около 30 так называемых элементарных частиц, причем ока зывается, что заряд каждой из них равен +1, 0 или —1 заряду электрона.
Мир Литтлтона—Бонди и равенство зарядов
411
Следствия возможного различия зарядов
Идеальная теория элементарных частиц должна предсказывать весь наблюдаемый спектр элементарных частиц и отношения их зарядов и масс. Современная теория квантованных полей может описывать дискретные частицы, но неспособна предсказать величины масс и зарядов этих частиц, которые приходится определять опытным путем. Инвариантность этой теории относительно зарядового сопряжения (замены частиц на античастицы, и наоборот) приводит к теоретическому предсказанию того факта, что заряды частиц и соответствующих им античастиц должны быть в точности равными по абсолютной величине, но противоположными по знаку. Например, абсолютные величины зарядов электрона и позитрона должны быть одинаковыми. Одинаковыми долж.ны быть и абсолютные величины зарядов протона и антипротона. Ho теория не дает отношения абсолютных величин зарядов двух различных частиц, например электрона и протона.
В свете современной теории перенормировки заряда вопрос об отношении зарядов электрона и протона оказывается весьма сложным и несколько неопределенным. Если бы «голые» заряды электрона и протона совпадали, то из общепринятой теории перенормировки с учетом калибровочной инвариантности следовало бы, что и перенормированные заряды электрона и протона тоже должны быть одинаковыми. Однако Гелл-Манн и Нам-бу [1] заметили, что если бы наряду с фотоном существовала другая нейтральная векторная частица, которая взаимодействовала бы с протоном, но не с электроном, то тогда даже при равенстве друг другу «голых» зарядов электрона и протона их перенормированные заряды выражались бы через неоднозначно определенные квадратически расходящиеся интегралы и могли бы оказаться различными.
Фейнберг и Голдхабер [2] рассматривали вопрос о связи законов сохранения с фактом совпадения зарядов частиц. В настоящее время абсолютные законы сохранения заряда, барионного числа и лептонного числа взаимно независимы и считается, что она выпрдцдютдя при
412
Глава 13
всех взаимодействиях частиц. Ввиду существования независимых законов сохранения для барионов и лептонов применение закона сохранения заряда к известным реакциям для элементарных частиц само по себе еще не определяет отношений зарядов всех элементарных частиц. Например, видимое отсутствие реакции р-*?+ + я° не позволяет определить отношение зарядов электрона и протона. Обратно, если бы абсолютные величины зарядов электрона (лептон) и протона (барион) были разными, то отсутствие такой реакции и, в более общем аспекте, закон сохранения числа барионов следовали бы из закона сохранения заряда, а не составляли самостоятельного принципа.
В XX веке строилось много гипотез о проявлениях в больших масштабах малой разницы бq в абсолютных значениях зарядов электрона и протона. Рассматривалась возможная роль этой разницы для гравитации, для магнитных полей небесных тел и для космологии.
Говоря о связи неравенства зарядов с гравитацией, полезно сравнить электрическую и гравитационную силы, действующие между двумя протонами. Отноше* ние этих сил равно
