Научный взгляд на устройство вселенной
Сила взаимодействий Стандартной модели как функция энергии
жүктеу/скачать 8,11 Mb. Pdf көрінісі
|
knocking on
- Бұл бет үшін навигация:
- Сила взаимодействия Энергия (ГэВ)
| Сила взаимодействий Стандартной модели как функция энергии
0 10 3 10 6 10 9 10 12 10 15 10 18 0.02 0.04 0.06 0.08 0.10 0.12 Электромагнитное взаимодействие Слабое взаимодействие Сила взаимодействия Энергия (ГэВ) Энергия БАКа (14 000 ГэВ) Сильное взаимодействие РИС . 19. При высоких энергиях три известных негравитационных взаимодействия могут иметь одинаковую силу, и не исключено, что их можно было бы свести в одно взаимодействие Возможность того, что силы всех трех взаимодействий дей- ствительно сходятся в одной точке, представляется не просто кра- * Обратите внимание, что этот рисунок соответствует более точной версии объ единения, чем первоначальный вариант Джорджи и Глэшоу, в котором линии схо- дились почти, но не совсем. Несовершенство теории удалось показать позже, когда появились более точные данные об интенсивности взаимодействий. — Прим. авт. ВОЛШЕБНАЯ ЭКСКУРСИЯ В ГЛУБЬ МАТЕРИИ 125 сивой гипотезой. Расчеты с использованием квантовой механики и специальной теории относительности указывают: дело, вполне возможно, обстоит именно так*. Однако энергетический диапа- зон, в котором это происходит, намного превышает все те энергии, которые мы можем изучать в своих экспериментах на коллайде- ре. Расстояния, на которых согласно расчетам должно «работать» единое взаимодействие, составляют порядка 10 –30 см. Но, несмотря на то что подобные расстояния выходят далеко за пределы наших возможностей по непосредственному наблюдению, мы можем по- думать о том, какие косвенные следствия унификации взаимодей- ствий можно было бы зарегистрировать имеющимися средствами. Одним из таких явлений мог бы стать распад протона. Соглас- но теории Джорджи и Глэшоу — а она попутно вводит новые виды взаимодействий между кварками и лептонами — протоны должны самопроизвольно распадаться. Учитывая достаточно специфиче- скую природу этой теории, ученые смогли подсчитать, с какой частотой должен происходить этот распад. До сих пор никому не удалось его наблюдать, что, по идее, исключает вариант тео- рии, предложенный Джорджи и Глэшоу. Это не означает, однако, что теория великого объединения обязательно неверна. Просто в реальности она может оказаться более сложной, чем предполо- жили эти ученые. Теория великого объединения наглядно демонстрирует, как можно расширить наши знания за пределами непосред- ственно наблюдаемых размеров. Пользуясь теоретическими до- пущениями, мы можем попытаться экстраполировать то, что уже сумели экспериментально проверить, на область пока недоступ- ных прямому измерению энергий. В случае теории великого объ- единения попытки экспериментально наблюдать распад протона позволили ученым косвенно изучить взаимодействия на рассто- яниях, выходящих далеко за пределы возможностей непосред- ственного наблюдения. Эти эксперименты позволили проверить * Они сближаются, но сегодня мы знаем, что в пределах стандартной модели объединение невозможно. Однако ее можно достичь в модифицированных вариантах стандартной модели, например с привлечением суперсимметрии, о чем пойдет речь в главе 17. — Прим. авт. 126 МАСШТАБИРОВАНИЕ ВЕЩЕСТВА выдвинутое предположение. Приведенный пример показывает, что иногда нам удается сделать интересные заключения о свой- ствах вещества и фундаментальных взаимодействиях и даже при- думать способы распространить выводы, основанные на экспери- ментальных данных, на гораздо более высокие энергии и более общие классы явлений при помощи рассуждений о расстояниях и масштабах, которые на первый взгляд представляются слишком далекими, чтобы принимать их во внимание. Следующая (и по- следняя) остановка нашего воображаемого путешествия — так называемая жүктеу/скачать 8,11 Mb. Достарыңызбен бөлісу:
|