Физика 20 века: ключевые эксперименты - Тригг Дж.
Скачать (прямая ссылка):
соотношение между данной схемой
345
симметрии и другими закономерностями, свойственными частицам. Например,
хорошо изученный формализм, известный как система "траекторий Редже" и
вытекающий из математических аспектов теории рассеяния, приводит к
существованию, если так можно сказать, группировки частиц "по вертикали"
в противоположность группировке "по горизонтали", характерной для
восьмеричной системы. В группировке "по вертикали" каждая частица должна
находиться на "лестнице" из частиц, имеющих одинаковую внутреннюю
четность, последовательно увеличивающиеся массы и спин, возрастающий на
две единицы через каждую ступеньку. Частицы, расположенные на данной
лестнице, называются рекурренциями Редже по отношению к низшему
состоянию. Эта система имеет много сходных черт с системой "возбужденных
состояний", упомянутой ранее в данной главе. По-видимому, рекуррентная
цепочка Редже для любого супермульти-плета должна сама образовывать
супермультиплет того же типа. Но величина изменения массы при переходе со
ступеньки на ступеньку неопределенна, также и интервалы внутри
мультиплета не обязательно одинаковы при переходе от одной рекуррентной
последовательности к другой. В настоящее время, несмотря на существование
множества барионных резонансов, надежно выделено только малое количество
рекуррентных группировок Редже, и при этом они не содержат ни одного
полного супермультиплета.
И наконец, в самой теории кроется некая загадка. Формализм как
изотопического спина, так и восьмеричной системы основывается на алгебре
матриц - прямоугольных (в данных случаях - квадратных) наборов чисел,
которыми можно оперировать, соблюдая определенные алгебраические правила.
Следует вспомнить, что изотопический спин возникает из рассмотрения
ограниченного класса преобразований между двумя состояниями. Вследствие
этого базисными являются матрицы 2X2, удовлетворяющие определенным
условиям. Для восьмеричной системы базисными являются матрицы 3X3,
удовлетворяющие тем же условиям. Тогда почему не существуют трех
объектов, трансформация которых отвечает схеме с матрицами 3X3? Гелл-Манн
предположил, что такие объекты существуют в действительности. Он
полагает, что их спин равен V2, что два из них
346
имеют странность 0, а странность третьего равна -1, заряды и б ар ионные
числа этих объектов должны быть кратными 73 от целого. Гелл-Манн назвал
их "кварками". До сих пор эти частицы никто не наблюдал. По-видимому,
если они только есть, массы их должны быть очень велики. Гипотеза кварков
обладает некоторыми привлекательными чертами, но не лишена и существенных
недостатков.
Таким образом, случай симметрии высшего порядка по-прежнему представляет
собой широкое поле для исследования. Принципы симметрии оказались
полезным инструментом при исследованиях, но их справедливость не
бесспорна.
Глава 16
КЛЮЧ К ПРОБЛЕМАМ КОСМОЛОГИИ!
Открытие не всегда является делом случая. Так, чтобы найти способ лечения
какой-то определенной болезни, обычно необходимо тщательно изучить
механизм действия различных факторов, порождающих эту болезнь, и только
тогда можно создать эффективное средство воздействия на этот механизм.
Тем не менее случай нередко играет значительную роль в процессе открытия,
так что слово "открытие" справедливо носит в себе оттенок случайности.
Естественно, роль случая различна в разных отраслях науки. В астрономии,
и особенно в тех ее областях, которые связаны с космологией, эта роль
велика, так как наши знания строения Вселенной весьма ограниченны и мы не
в состоянии заранее предвидеть, где и как обнаружится новое явление.
Действительно, целое направление в астрономии - радиоастрономия -
возникло в результате случая, когда Карл Янски из лаборатории фирмы "Белл
телефон" в поисках причины одного из видов атмосферных радиопомех
обнаружил, что они представляют собой шум, приходящий примерно из центра
Галактики. Начиная с этого времени радиоастрономия пережила бурное
развитие и превратилась в самостоятельную область астрономии; благодаря
ей удалось сделать многие важные открытия, причем значения некоторых из
них до сих пор не осознаны полностью.
Среди этих открытий, возможно, наибольшее значение для космологии имеет
обнаружение фонового излучения в диапазоне СВЧ, которое обладает
приблизительно изотропным распределением и хорошо аппроксимируется (в той
области частот, в которой произведены измерения) спектром излучения
абсолютно черного тела с температурой около 3 К- Об этом открытии,
сделанном в 1965 г, Пензиасом и Вильсоном и опубликованном
348
ими в журнале Astrophysical Journal, мы и расскажем в данной главе.
Сначала остановимся кратко на значении этого открытия. В основе ряда
теорий эволюции Вселенной лежит гипотеза, согласно которой первоначально
все вещество Вселенной было сосредоточено в довольно ограниченном
пространстве и находилось в конденсированном состоянии с высокой
плотностью. Эволюция этого состояния, по крайней мере на начальных
