Научная литература
booksshare.net -> Добавить материал -> Физика -> Глэшоу Ш.Л. -> "Очарование физики" -> 55

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 .. 49 50 51 52 53 54 < 55 > 56 57 58 59 60 61 .. 133 >> Следующая


что такое элементарная частица?

А что же представляют собой наши элементарные частицы сегодня? У нас есть двенадцать материальных частиц (кварки и лептоны) и четыре частицы-переносчика взаимодействий (фотоны, глюоны, WwZ). Помимо t-кварка, существует еще одна экзотическая частица, которая пока отсутствует и которую еще предстоит открыть, — любопытный объект, называемый бозоном Хиггса. Таким образом, наш «зоопарк» насчитывает всего 17 «элементарных» частиц. Но наша теория содержит не только 17 частиц, она включает еще 17 свободных чисел или параметров. Должна ли основная теория содержать столько различных видов частиц? Приходится ли нашему творцу регулировать 17 каналов, чтобы должным образом «настроить нас»? Нет, черт побери! До последнего слова мы пока не добрались. Запас хитростей Природы еще не истощился, и она вновь удивит нас. Безусловно, в области физики элементарных частиц многое еще предстоит сделать. Ни один ученый, обладающий хорошим вкусом, не сможет принять 17 истинно элементарных частиц. Змея еще не добралась до центра плода.

Обратимся же за руководством к истории нашей дисциплины. Древние греки верили, что существует всего четыре основных элемента: огонь, вода, земля и воздух. Это количество было достаточно малым, но теория, в том виде, в каком она существовала, была абсолютно «сырой». Когда два века назад Лавуазье разработал современную химию, ему удалось определить около 30 различных химических элементов. За прошедшие годы этот список увеличился до 110 элементов. В действительности различных химических элементов так много, что химики уже перестали придумывать им названия. Элементы зачастую называют по их атомному номеру точно так же, как налогоплательщиков узнают по их номерам социального страхования.

Интересно изучить график увеличения количества известных химических элементов за два прошедших столетия. Это число возрастает от 30 до 110 равномерно, но не абсолютно линейно. Периоды резкого увеличения количества элементов отражают развитие новых технологий: электрохимии, спектроскопии и радиохимии. Тем не менее, меня учили, что существует 92 химических элемента. Однако количество известных элементов равнялось 92 лишь в течение краткого периода времени. Каким-то образом это число стало догмой, принятой в узком кругу преподавателей химии средней школы. Это весьма напоминает претенциозность медиков, которые слово сантиметр произносят на псевдофранцузский манер: «сонтиметр».

Сравните рост количества известных элементов с ростом количества уже установленных «элементарных» частиц. В 1950 году их было полдюжины, а сегодня — уже более 100. И опять рост кривой выказывает несколько рывков, соответствующих развитию пузырьковых камер 143 что такое элементарная частица?



в начале шестидесятых и электрон-позитронных коллайдеров в середине семидесятых. Демографические взрывы атомных элементов и элементарных частиц указывали на то, что их нельзя всерьез воспринимать как истинно элементарные частицы. Но обратите внимание, как быстро все происходит сегодня. Рост количества элементов происходил в течение двух веков, а на более свежий демографический взрыв частиц понадобилось всего два десятка лет.

Рост количества кварков был более скромным. Изначально, когда кварки только придумали, существовало всего три аромата кварка. Сегодня их шесть. Достаточно ли подобного демографического взрыва, чтобы убедиться в том, что кварки не являются элементарными? Я думаю, что говорить об этом еще рано. Что следует из того, что наш список содержит 17 элементарных частиц? Когда я был аспирантом, из всех этих частиц был открыт только 41 процент. Сегодня существование пятнадцати из них было показано экспериментально; так что, судя по всему, выполнено 88 процентов нашего списка. Однако наш список, безусловно, подвержен изменениям. Никогда нельзя отрицать, что сегодняшняя элементарная частица не окажется завтрашней составной системой.

Сегодня мы располагаем правдоподобным списком элементарных частиц, а также эффективной и способной делать предсказания теорией: квантовой хромодинамикой и теорией электрослабых взаимодействий. Совсем недавно были найдены предсказанные И^-частица, Z-ча-стица и і-кварк. Быть может, нам стоит гордиться своими успехами и праздновать их? Совсем наоборот. Мы молимся о том, чтобы наши коллеги-экспериментаторы доказали ошибочность нашей теории. Мы живем в ожидании удивительного экспериментального открытия — чего-то, что не подойдет под нашу теорию. Нам нужен свободный конец, чтобы смоделировать дальнейшее развитие, а также новую и лучшую теорию. Наш прогресс зависит от доказательства ошибочности нашей современной теории. Карло Руббиа сделал ряд выдающихся открытий — открытий, подтверждающих нашу теорию. Затаив дыхание, мы ждем неожиданного: доказательства того, что наше видение природы еще не является полным.

Откуда мы знаем, что кварки и лептоны действительно являются элементарными? Каким основным свойством обладает составная система в противоположность элементарной? Одним из ответов является существование квантовых возбужденных состояний, или уровней энергии. Это гораздо проще, чем кажется. В составной системе, состоящей из дискретных частей, одна субструктура может двигаться относительно других. Она может вращаться, совершать колебания или еще как-то трястись и покачиваться внутри этой системы. Именно эти движения создают энергетический спектр. Атомы и молекулы имеют уровни 144
Предыдущая << 1 .. 49 50 51 52 53 54 < 55 > 56 57 58 59 60 61 .. 133 >> Следующая

Реклама

c1c0fc952cf0704ad12d6af2ad3bf47e03017fed

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

c1c0fc952cf0704ad12d6af2ad3bf47e03017fed