Научная литература
booksshare.net -> Добавить материал -> Физика -> Минасян Л.А. -> "Единая теория поля: Философский анализ современных проблем физики элементарных частиц и космологии. Опыт синергетнческого осмысления" -> 33

Единая теория поля: Философский анализ современных проблем физики элементарных частиц и космологии. Опыт синергетнческого осмысления - Минасян Л.А.

Минасян Л.А. Единая теория поля: Философский анализ современных проблем физики элементарных частиц и космологии. Опыт синергетнческого осмысления — M.: КомКнига, 2005. — 176 c.
ISBN 5-4S4-G0179-X
Скачать (прямая ссылка): edinayateorpolya2005.pdf
Предыдущая << 1 .. 27 28 29 30 31 32 < 33 > 34 35 36 37 38 39 .. 83 >> Следующая

72
Глава 2
несохранением барионного числа. Процессы с несохранением барионного числа, помноженные на подходящее нарушение СР-инвариантности, развивают гипотезу, высказанную в 1967 тду А. Д. Сахаровым, о возможности вследствие этих процессов, протекающих в неравновесной ранней Вселенной, возникновения преобладания вещества над антивеществом. Установление распада протона явилось бы косвенным подтверждением существования А"-частиц и объяснило бы наблюдаемую барионную асимметрию нашей Вселенной. Эксперименты по распаду протона проводятся во многих лабораториях мира. Тот факт, что процесс распада до сих пор не зарегистрирован, свидетельствует о чрезвычайной редкости этого события. Результаты лабораторных исследований позволяют установить нижнюю границу времени жизни протона порядка 1033лех Для сравнения отметим, что возраст нашей Вселенной составляет IQ10 лет. Так что в сравнении с ним, протон является стабильной частицей. Следовательно, для регистрации события распада проверяемое вещество должно составлять 10Mo4tohh и находиться на определенной глубине в шахте, обеспечивающей защиту от космических лучей. Если проводимые эксперименты так и не дадут ожидаемого результата, то это не явится опровержением идеи Великого объединения, а лишь исключит некоторые варианты его. Впрочем, суперсимметричные теории предсказывают другие каналы распада протона и другое время жизни, находящееся за пределами возможностей эксперимента.
Симметрия электрослабого и сильного взаимодействий в теории Великого объединения предполагает предсказание масштабов объединения, т. е. расстояния, на котором все три константы связи каждого из взаимодействий сольются в одной точке. В 1974 году Джорджи, Квин и Вайнберг показали, как, используя идеи групп перенормировок, можно связать значения констант связи взаимодействий с величиной масс Великого объединения. Сама идея объединения взаимодействий предполагает, что между константами связи должны существовать определенные соотношения. Известно, что константы связи электромагнитного, слабого и сильного взаимодействии не равны друг другу. Однако, учитывая тот факт, что они по-разному изменяются в зависимости от передачи импульса, можно было бы поставить вопрос о возможном равенстве их для определенного значения передачи импульса q\. Подобная постановка вопроса влечет за собой
возможность объяснения неравенства констант связи спонтанным нарушением симметрии, а зависимость их от передачи импульса различным поведением виртуальных частиц различных типов вакуумов, проявляющихся вследствие спонтанного нарушения симметрии.
Ранее уже упоминалась особенность калибровочного принципа, состоящая в том, что калибровочное взаимодействие как раз и характерно тем, что прямо пропорционально заряду, соответствующему определен-
На пути построения единой теории поля
73
ному типу калибровочной симметрии. Заряд калибровочного взаимодействия одновременно определяет и величину заряда элементарной частшгы, и величину самого взаимодействия, т. е. константу связи. Так, в электродинамике константа связи, называемая постоянной тонкой структуры, определяется как
где:
е — заряд электрона;
ft — постоянная Планка;
, с — скорость света.
Самое полное выражение для ко вариантных производных, позволяющих построить лагранжиан взаимодействий, инвариантный одновременно или по отдельности относительно калибровочных преобразований во всех соответствующих внутренних пространствах частицы, известных в настоящее время, имеет вид:
Здесь поле Ам соответствует электромагнитному полю; величина Y— некоторое число, называемое гиперзарядом; W — поля трех векторных бозонов, являющихся переносчиками слабого взаимодействия, соответствующие , Z0 -бозонам; G — поля восьми калибровочных бозонов, ответственных за сильное взаимодействие и соответствующие восьми глюо-нам; gi, g2r g3 — произвольные вещественные числа, определяющие величины соответствующих взаимодействий. Причем все эти три константы имеют фиксированное значение для различных представлений соответствующих групп симметрии.
При этом элементарный электрический заряд может быть выражен через gi и g2 следующим образом:
а =
Аякс 137'
е -
Вводятся величины:
ft
74
Глава 2
Это позволяет выразить константы g] и g2 через заряд электрона и угол 0, который называют углом «электрослабого смешивания».
Через величины gi, gb gi определяют значения констант связи различных взаимодействий:
An An An
Нами уже упоминалось, что значения ah а2, а$ зависят от величины передачи импульса при взаимодействиях. При передаче импульса порядка
я2
и равня-
несколъких ГэВ и менее значения а1( ^2- яз слабо зависят от ются соответственно
1 J 1
1 137 2 137 3 30
Константа связи аъ сильного взаимодействия в интервале передачи импульса от \ до 100 ГэВ принимает значения
С увеличением
аъ = 0,3-0,1.
2
q постоянная тонкой структуры возрастает, и это
связанно с тем, что поляризация виртуальиьгх электронов и позитронов экранирует электрический заряд исходной частицы, и на более близких расстояниях константа связи симметрии ?7(1) растет. Симметрия SU(I) и SU(3) являются неабелевыми. Это связано с тем, что кванты этих взаимодействий сами обладают соответствующим взаимодействию зарядом. А для неабелевых симметрии известны такие эффекты как «асимптотическая свобода», что означает уменьшение взаимодействия с уменьшением расстояния» и эффект увеличения взаимодействия с увеличением расстояния вследствие антиэкранировки зарядов частиц зарядами виртуальных -бозонов или цветных глюонов. Причем, чем больше группа симметрии, тем мощнее взаимодействие при малых энергиях. Это означает, что константа связи слабого взаимодействия и константа связи сильного взаимодействия уменьшается с увеличением передачи импульса, причем аз уменьшается быстрее, чем а2. Это связано с тем, что самих бозонов слабого взаимодействия меньше, чем глюонов, и эффект антиэкранировки менее заметен для слабого взаимодействия, нежели для сильного.
Предыдущая << 1 .. 27 28 29 30 31 32 < 33 > 34 35 36 37 38 39 .. 83 >> Следующая

Реклама

c1c0fc952cf0704ad12d6af2ad3bf47e03017fed

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

c1c0fc952cf0704ad12d6af2ad3bf47e03017fed