Научная литература
booksshare.net -> Добавить материал -> Физика -> Глэшоу Ш.Л. -> "Очарование физики" -> 105

Очарование физики - Глэшоу Ш.Л.

Глэшоу Ш.Л. Очарование физики — Ижевск: НИЦ, 2002. — 336 c.
ISBN 5-93972-151-6
Скачать (прямая ссылка): ocharovaniefiziki2002.djvu
Предыдущая << 1 .. 99 100 101 102 103 104 < 105 > 106 107 108 109 110 111 .. 133 >> Следующая


Салам и Иогеш Пати из университета Мэриленда независимо и в различном контексте выдвинули возможность нестабильности протона. Их модель основывается на другой версии теории КХД адронов.

Какова вероятность прямого наблюдения протонного распада? Каким образом можно измерить время жизни протона как равное IO31 годам, когда возраст Вселенной со времени Большого взрыва насчитывает всего лишь около IO10 лет? Ответ состоит в наличии большого количества протонов. Например, в 1 ООО тонн материи присутствует порядка 5 X IO32 протонов и нейтронов. Мы ожидаем, что примерно 50 из них будут распадаться каждый год. Так что вполне достаточно отследить все, что происходит внутри 1 ООО тонн материи, отделить протонные и нейтронные распады от всех прочих, тогда и обнаружатся процессы, изменяющие барионное число.

Проведение экспериментов в таком масштабе планируется несколькими группами ученых. Эти эксперименты необходимо проводить под землей, чтобы минимизировать погрешность, создаваемую космическими лучами, взаимодействующими с частицами взятого образца материи. Один эксперимент планируется провести в соляной шахте недалеко от Кливленда, другой — в шахте на серебряном прииске в Юте, а третий — в железной шахте в Миннесоте. В несколько меньшем масштабе в туннелях под Альпами планируются европейские эксперименты, продолжается эксперимент в золотоносной шахте Южной Дакоты и совместный индийско-японский эксперимент на золотом прииске Кольского полуострова.

Объединение также породило еще одну очень интересную идею. Существует одна машина, которую сами мы построить не в состоянии, но которая, возможно, непосредственно доходила до области расстояний порядка IO-29 см — это Большой взрыв самой Вселенной. Примерно через IO-40 секунд после сингулярности, которая дала сигнал к началу всего, Вселенная расширилась до радиуса, сравнимого с L. В эту невообразимую эпоху еще только начинало появляться нарушение объединяющей калибровочной инвариантности, а взаимодействия, изменяющие барионное число, были столь же сильны, как и все остальные. Кажется 262 Объединенная теория взаимодействий элементарных частиц

Рис. 6. Распад протона, (а) Обмен одной из сверхтяжелых калибровочных частиц X может произойти, когда два составляющие его кварка приблизятся друг к другу на расстояние около IO-29 см. (Ь) Когда в протоне происходит такой обмен, он распадается на позитрон и пион.

вероятным, что они могли создать больше барионов, чем антибарионов. Если это действительно так, тогда объединение — это решение старой астрофизической загадки: почему Вселенная создана из материи, а не из антиматерии?

Впервые это интересное наблюдение сделал Мотохико Иошимура из KEK в Японии, а впоследствии его развивали многие физики, включая 263 Объединенная теория взаимодействий элементарных частиц

Рис. 7. Отношения между частицами в SU(5). Каждая элементарная частица обладает некоторой комбинацией четырех независимых зарядов и может быть изображена в виде точки в четырехмерном пространстве. Данная диаграмма является двумерной проекцией такого изображения, частично сохраняющей симметрию четырехмерного оригинала. Все изображенные состояния являются лево-винтовыми частицами. Пятиугольник представляет группу состояний, которые преобразуются согласно «^»-представлению 5[/(5)-симметрии, а пятиконечная звезда и внутренний пятиугольник представляют «10». Вертикальная ось — это линейная комбинация Ts, Дз и Q\ а горизонтальная ось — это комбинация — T3 и R3.

Эллиса, Гайар, Нанопулоса, Вайнберга, Леонарда Зускинда из Стэнфор-да и Сэма Треймана и Фрэнка Вильчека из Принстона. Они показа- 264 Объединенная теория взаимодействий элементарных частиц

ли, что создание избытка барионов над антибарионами требует, чтобы взаимодействия, изменяющие барионное число, выглядели иначе при их обратном направлении во времени. Этому условию удовлетворяет SU(5)-теория.

Таким образом, астрофизические наблюдения и эксперименты, проведенные глубоко под землей, могут дать ключ к структуре мира на расстоянии порядка IO-29 см — расстоянии, настолько малом, что надеяться «прощупать» его непосредственно мы не можем. Великое объединение

Артур, разумный инопланетянин, прибывший на Землю с далекой планеты, наблюдает за двумя людьми, играющими в шахматы. Перед ним стоит две задачи: определить правила игры и найти выигрышную стратегию. С помощью этой метафоры я пытаюсь описать два огромных раздела физической науки. В дисциплинах типа атомной физики, физики твердого тела или химии правила известны очень хорошо: основными кирпичиками являются электроны и атомные ядра, силы имеют электромагнитную природу, а законы описываются квантовой механикой. Проблема состоит «лишь» в том, чтобы применить известные законы к сложным ситуациям, которые имеются в наличии. Тем не менее, нам еще предстоят новые интересные открытия: знания одних только правил шахмат недостаточно, чтобы быть гроссмейстером.

В физике элементарных частиц и космологии дела обстоят совсем иначе. Мы не знаем всех правил и даже того, можно ли их узнать. Предмет «великого объединения» находится именно на этой умозрительной границе. Это амбициозная попытка найти фундаментальное единство различных направлений физики элементарных частиц. Это может быть шагом как в правильном направлении, так и в совершенно ложном, но, как бы то ни было, очень скоро эта теория будет подвергнута решающей экспериментальной проверке. Для меня сейчас очень волнующее время, я испытываю восторг, которым мне хочется поделиться с вами.
Предыдущая << 1 .. 99 100 101 102 103 104 < 105 > 106 107 108 109 110 111 .. 133 >> Следующая

Реклама

c1c0fc952cf0704ad12d6af2ad3bf47e03017fed

Есть, чем поделиться? Отправьте
материал
нам
Авторские права © 2009 BooksShare.
Все права защищены.
Rambler's Top100

c1c0fc952cf0704ad12d6af2ad3bf47e03017fed