Cтраница 2
Несмотря на колоссальную разницу в значениях времен жизни свободного нейтрона т 103 с и протона г язЮ3 1 лет, теории электрослабого взаимодействия и Великого объединения объясняют их аналогично, связывая с массой частицы-переносчика - W-бозона в теории электрослабого взаимодействия и лептокварка в ТВО. При малых энергиях вероятность появления этих частиц мала, причем вероятность появления лептокварка неизмеримо меньше вероятности появления IF-бозона. Обнаружение распада протона имело бы принципиальное значение, означая, во-первых, что ТВО правильна и, во-вторых, что верны уравнения квантовой хромодинамики, а также то, что до сих пор не наблюдаемые в свободном состоянии кварки действительно являются фундаментальными частицами. [16]
ЕДИНАЯ ТЕОРИЯ ПОЛЯ, единая теория материи, призванная свести многообразие св-в элементарных частиц и законов из взаимопревращений ( взаимодействий) к неким универсальным принципам. Такая теория полностью еще не построена; есть теория электрослабого взаимодействия; существуют модели великого объединения; предпринимаются попытки включить в схему и гравитац. [17]
Действительно, экспериментальное подтверждение единой теории электрослабых взаимодействий Вайнберга-Салама - Глэшоу, в особенности открытие промежуточных векторных бозонов, и успехи квантовой хромодинамики, по меньшей мере непротиворечиво описывающей сильные взаимодействия, дают серьезные основания полагать, что в основе теории взаимодействия элементарных частиц лежит фундаментальный физический принцип локальной калибровочной инвариантности. Основанная на этом принципе стандартная модель взаимодействий элементарных частиц, включающая в себя теорию электрослабых взаимодействий и квантовую хромодинамику, в настоящее время хорошо согласуется практически со всеми имеющимися экспериментальными данными, а последовательное его применение позволяет выйти за рамки этой модели и существенно продвинуться вперед в программе объединения всех видов взаимодействий в одно универсальное путем построения калибровочных теорий великого объединения. [18]
Покажем, что при первом нарушении симметрии в области, где P2V2, но Р2 02, остаются безмассовыми: глюоны Bcv. A ( x) и SLJ ( 2) векторные поля В, Wbm теории электрослабых взаимодействий, а поля (13.16) Х и Гц получают огромную массу Л1г - - My-V. [19]
Решение проблемы пришло позже, когда авторов нулифика-ции заряда уже не было в живых. Трудность была снята после появления неабелевых калибровочных теорий поля - - теории сильного взаимодействия и теории электрослабого взаимодействия, объединившей теории слабого и электромагнитного взаимодействий. В этих теориях в отличие от абелевой квантовой электродинамики наряду с эффектом экранировки заряда существует также эффект антиэкранировки. [20]
Ответ на первую часть этих вопросов ( не связанных с проблемой поколений частиц) дает схема большого ( или великого) объединения теории электрослабого и сильных взаимодействий в рамках SU ( 5) - симметричной теории. Размерность N5 в обозначении Sf / ( 5) есть просто сумма размерностей 13 цветного Sf / ( 3) - симметричного сильного взаимодействия кварков и размерности N22 SU ( 2) - симметрии теории электрослабых взаимодействий. [21]
Как сказывается это явление в физике элементарных частиц. Плодотворная тенденция теории элементарных частиц состоит в предположении, что на сверхмалых расстояниях царствует максимальная симметрия, но при переходе к большим расстояниям возникает спонтанное нарушение, которое может сильно замаскировать симметрию. Так, в теории электрослабого взаимодействия, объединяющего электродинамику и слабые взаимодействия, при сверхмалых расстояниях ( порядка 10 - 16 сантиметра) существуют четыре равноценных безмассовых поля, которые при больших масштабах в силу спонтанного нарушения превращаются в три массивных W-бозона с массами порядка 100 ГэВ и один безмассовый фотон. Возникновение в системе безмассовых глюонов и кварков, массивных адронов, есть другой пример спонтанного нарушения симметрии. Эти примеры показывают, какие принципиальные свойства элементарных частиц определяются явлением спонтанного нарушения. [22]
Для электрона возможны С. Поскольку в квантовой хро-модинамике и теории электрослабого взаимодействия кнралылость фермиона сохраняется в элементарном акте испускания фотона, елюона или промежуточного векторного бозона, то указанная выше связь между кираль-ностьго и С. [23]
Выдвинута и находится в стадии построения новая теоретическая модель, получившая название Великого объединения. Эта теория объединяет электромагнитные, слабые и сильные взаимодействия. В основе ее лежит кварк-лептонная симметрия и теория электрослабого взаимодействия. Новая теория предсказывает существование множества новых частиц и нестабильность протона. Среднее время жизни протона оказывается равным 1030 - 1032 лет. [24]
К этому можно было бы отнестись просто как к поэтической аналогии, но Киржниц был последователен во всем. Мы знаем, сказал он, что при повышении температуры конденсат Куперовских пар исчезает и сверхпроводимость разрушается. То же самое должно произойти и в теории электрослабых взаимодействий. В ранней Вселенной, когда температура была очень высока, среднее значение скалярного поля ( у. Это означает, что в ранней Вселенной не должно было быть разницы между слабыми и электромагнитными взаимодействиями. Разница возникла только потом, когда температура во Вселенной стала достаточно малой. [25]
Едигея с золотоор-дынским ханом Тохтамышем ( кон. ЕДИНАЯ ТЕОРИЯ ПОЛЯ, единая теория материи, призванная свести многообразие св-в элементарных частиц и законов из взаимопревращений ( взаимодействий) к неким универсальным принципам. Такая теория полностью еще не построена; есть теория электрослабого взаимодействия; существуют модели великого объединения; предпринимаются попытки включить в схему и гравитац. [26]
Едигея с золотоор-дынским ханом Тохтамышем ( кон. ЕДИНАЯ ТЕОРИЯ ПОЛЯ, единая теория материи, призванная свести многообразие св-в элементарных частиц и законов из взаимопревращений ( взаимодействий) к неким универсальным принципам. Такая теория полностью еще не построена; есть теория электрослабого взаимодействия; существуют модели великого объединения, предпринимаются попытки включить в схему и гравитац. [27]
Работа над рукописью первого издания этой книги в основном была закончена в конце 70 - х годов. Основное, что произошло в физике элементарных частиц с тех пор - это открытие в 1983 г. W - и Z-бозонов. Как само открытие, так и последующие исследования свойств этих бозонов убедительно подтвердили предсказания теории электрослабого взаимодействия, изложенной в книге. Так что-в этом отношении переделка текста свелась к тому, что основные свойства W - и Z-бозонов, которые в первом издании описывались как ожидаемые, во втором издании описываются уже как установленные. [28]
Очень велик был интерес Ландау к проблемам квантовой электродинамики. Решение проблемы пришло позже, после появления теорий иеабелевых калибровочных полей - теории сильного взаимодействия и теории электрослабого взаимодействия, объединившей теории слабого и электромагнитного взаимодействий. В этих теориях, в отличие от абелевой квантовой электродинамики, наряду с эффектом экранировки заряда существует также эффект аитиэкранировки. В объединенной теории антиэкранировка превышает экранировку, характерную только для теории абелевого поля. Поэтому в реальной физике и не возникает нулификация заряда. [29]
Наконец, при энергиях порядка 100 ГэВ симметрия электрослабых взаимодействий редуцируется к U ( 1) - группе инвариантности электродинамики. Модели великого объединения дают целый ряд интересных экспериментальных предсказаний, однако их подробное обсуждение выходит за рамки этой книги. Отметим лишь, что последовательное проведение программы объединения требует также учета гравитационного взаимодействия, что естественным образом приводит к рассмотрению суперсимметричных теорий, обладающих фермион-бозонной симметрией. Наконец в последнее время широкое распространение получила гипотеза о том, что квантово-полевые теории, такие как хромодинамика и теория электрослабых взаимодействий, являются лишь низкоэнергетическим пределом фундаментальной теории, описывающей взаимодействие протяженных объектов - релятивистских струн. [30]