Книги
чёрным по белому
Главное меню
Главная О нас Добавить материал Поиск по сайту Карта книг Карта сайта
Книги
Археология Архитектура Бизнес Биология Ветеринария Военная промышленность География Геология Гороскоп Дизайн Журналы Инженерия Информационные ресурсы Искусство История Компьютерная литература Криптология Кулинария Культура Лингвистика Математика Медицина Менеджмент Металлургия Минералогия Музыка Научная литература Нумизматика Образование Охота Педагогика Политика Промышленные производства Психология Путеводители Религия Рыбалка Садоводство Саморазвитие Семиотика Социология Спорт Столярное дело Строительство Техника Туризм Фантастика Физика Футурология Химия Художественная литература Экология Экономика Электроника Энергетика Этика Юриспруденция
Новые книги
Суворов С. "Танк Т-64. Первенец танков 2-го поколения " (Военная промышленность)

Фогль Б. "101 вопрос, который задала бы ваша кошка своему ветеринару если бы умела говорить" (Ветеринария)

Нестеров В.А. "Основы проэктирования ракет класса воздух- воздух и авиационных катапульных установок для них" (Военная промышленность)

Таранина И.В. "Гражданский процесс в схемах " (Юриспруденция)

Смоленский М.Б. "Адвокатская деятельность и адвокатура российской федерации" (Юриспруденция)
Реклама

Суперсила - Девис П.

Девис П. Суперсила — М.: Мир, 1989. — 272 c.
ISBN 5-03-000546
Скачать (прямая ссылка): supersila1989.djvu
Предыдущая << 1 .. 59 60 61 62 63 64 < 65 > 66 67 68 69 70 71 .. 136 >> Следующая

нейтральных переносчиков слабого взаимодействия. Этот результат поднял
престиж теории Вайнберга - Салама.
Несмотря на столь счастливое согласие между теорией и экспериментом,
описанию слабого взаимодействия как калибровочного поля еще предстояло
преодолеть серьезное препятствие. Дело в том, что калибровочные поля по
своей природе дально-Действующие, казалось, что теория неизбежно должна
предсказывать нулевую массу покоя частиц-переносчиков, как в случае
фотона. В действительности же слабое взаимодействие существует лишь на
очень малых расстояниях, и частицы - переносчики слабого взаимодействия
имеют огромную массу. Если в теории
5*
132
Суперсила
Рис. 18. Теория Вайнберга-Салама предсказывает, что электроны могут
рассеивать нейтрино, обмениваясь с ними электрически нейтральным
переносчиком слабого взаимодействия - промежуточным векторным бозоном Z.
Экспериментальное подтверждение такого процесса было получено в середине
70-х годов.
W- и Z-часткцам просто приписать какую-нибудь массу, то калибровочная
инвариантность нарушится. Как наилучшим образом совместить несовместимое
- калибровочную симметрию и частицы-переносчики с ненулевой массой покоя?
Решение этой головоломки было найдено Вайнбергом и Са-ламом в 1967 г.
В основе его лежала остроумная идея, получившая название спонтанного
нарушения симметрии. Вот как оно происходит.
Представим себе гладкую поверхность в форме мексиканского сомбреро,
покоящегося на горизонтальном основании (рис. 19). Поместим на верхушку
"сомбреро" шарик. В такой конфигурации система обладает очевидной
симметрией, а именно: она не меняет сЕоего вида при поворотах вокруг
вертикальной оси, проходящей через центр шляпы. Если рассматривать только
гравитацию, то никакого выделенного горизонтального направления здесь нет
(гравитация действует по вертикали); все точки на полях сомбреро
равнозначны.
Рассматриваемая система симметрична, но не устойчива. Стоит шарику
тронуться с места, как он скатится вниз и остановится где-то на полях
"сомбреро". Как только это произойдет, симметрия системы нарушится. Шарик
остановится в определенном месте на полях шляпы, задав тем самым
выделенное горизонтальное направление от центральной оси. Устойчивость
оплачена нарушением симметрии. В устойчивой конфигурации исходная
вращательная симметрия сил (в нашем случае - гравитации)
Великая троица
133
по-прежнему существует, но в скрытом виде. Наблюдаемое состояние системы
не отражает симметрии тех взаимодействий, которые проявляются в системе.
Ту же общую идею использовали Вайнберг и Салам, хотя симметрия на этот
раз была калибровочной, а не вращательной, и сгг^нтанное нарушение
соответствовало квантовому состоянию силовых полей. Таким образом, в
теории Вайнберга и Салама поля по-прежнему обладают фундаментальной
симметрией, но не могут нормально существовать в состоянии, обладающем
этой симметрией, так как это состояние неустойчиво. Поэтому поле
"выбирает" устойчивое состояние, в котором симметрия нарушена, а частицы
- переносчики слабого взаимодействия обладают массой. Естественно, в
деталях теория гораздо сложнее примера с "мексиканским сомбреро", по
основная идея все та же: симметрия по-прежнему присуща фундаментальным
законам, но не проявляется в реальном состоянии системы. Именно поэтому
физикам не удавалось обнаружить эту крайне важную калибровочную симметрию
в течение тридцати пяти лет исследований слабого взаимодействия.
Чтобы получить решающее спонтанное нарушение симметрии, Вайнберг и
Салам ввели в теорию дополнительное поле - так называемое поле Хиггса (в
честь Питера Хиггса из Эдинбургского университета, который ранее изучал
спонтанное нарушение симметрии в физике элементарных частиц). Никто
никогда не видел поля Хиггса, но его наличие может оказывать решающее
влияние на поведение калибровочных полей. В примере с сомбреро
симметричное состояние - с шариком на самой верхушке шляпы - неустойчиво.
Шарик "предпочитает" скатиться на поля, так как
Рис. 19. Спонтанное нарушение симметрии. Шарик помещен на вершину
поверхности, имеющей форму мексиканского сомбреро. Такая система обладает
полной вращательной симметрией, но она неустойчива, и шарик
самопроизвольно ска-тывается на поля "сомбреро", останавливаясь в
произвольной точке. Вращатель-Ная симметрия при этом нарушается. Система
обретает устойчивость ценой потери симметрии.
134
Суперсила
у состояния с нарушенной симметрией более низкая энергия. Аналогичным
образом свойства поля Хиггса таковы, что состоянию с наименьшей энергией
соответствует нарушение симметрии. Именно благодаря связи между полем
Хиггса и калибровочными полями у W- и Z-частиц возникает масса. Теория
Вайнберга - Салама предсказывает также существование частицы Хиггса -
кванта поля Хиггса, или бозона Хиггса -с нулевым спином и большой массой.
Воспользовавшись идеей спонтанного нарушения симметрии, Вайнберг и
Салам сделали следующий важный шаг, соединив электромагнетизм и слабое
Предыдущая << 1 .. 59 60 61 62 63 64 < 65 > 66 67 68 69 70 71 .. 136 >> Следующая