Объяснение общей теории мира с помощью элементарных частиц

Автор: Zeke · Дата: 11 ноября 2010 · Прокомментировать

Объяснение общей теории мира с помощью элементарных частиц

В современных исследованиях элементарных частиц с целью создания общей теории мира есть две принципиальные методологические установки. Одна из них гласит: структура мира должна была бы объясняться с привлечением минимального числа частиц и сил. С этой точки зрения почти все современные гипотезы о строении материи не могут считаться окончательными по той причине, что существование двух принципиально различных типов элементарных частиц нельзя признать вполне удовлетворительным; в идеальном случае должно быть достаточно одного типа. Точно так же существование четырех сил кажется неоправданным излишеством; одна сила могла бы объяснить все взаимодействие элементарных частиц.
Другая методологическая установка, как это ни странно для нашего времени, есть культ научных теорий, ставящий их «первое», изначальное мира явлений. Только так можно объяснить утверждения типа следующего: «Симметричное удвоение частиц и античастиц требуется для соединения двух великих теорий в физике двадцатого века — релятивизма и квантовой механики». Создается впечатление, что теория становится первичной по отношению к жизни, к действительности. Сознательно или неявно она выдвигается как самоцель науки. И уже не теория объясняет мир, а факты «соответствуют» или «не соответствуют» теории. В этом случае для сооружения, украшения и спасения теорий силы ученых тратятся даже в ущерб изучению реального мира.
Видимо, подобная ситуация сложилась и в области построения общей теории поля. В настоящее время наиболее распространенная гипотеза о строении материи предполагает, что она построена лишь из двух типов элементарных частиц: лептонов (таких, как, например, электрон), и кварков (конституентов, или составляющих частей протона, нейтрона и других, родственных им частиц), между которыми действуют силы четырех основных типов. Гравитация и электромагнетизм уже давно известны в макромире; слабые и сильные взаимодействия проявляются только в ядерных процессах. Лептоны — реально существующие элементарные частицы, «вычисленные» и «наблюдаемые» экспериментально: электрон, мюон, тау-частица и три разных нейтрино. Для каждого из шести лептонов существует антилептон с такой же массой, но противоположным знаком электрического заряда. Авторы гипотезы предположили, что вторую группу «фундаментальных» элементарных частиц составляют кварки — гипотетические, «построенные» самими учеными-теоретиками частицы, нужные для создания «стройной» теории. Еще никому не удавалось изучать изолированные кварки. Их существование предполагается для получения новой модели структуры реальных элементарных частиц, поэтому кварки и называют конституентами сильно взаимодействующих частиц, именуемых адронами: протона, нейтрона, пимезона и других более чем ста элементарных частиц.
Для того чтобы кварки сыграли свою роль «элементарных» частиц, авторам гипотезы пришлось предположить существование шести типов кварков, названных ими «ароматами», и, кроме того, допустить у кварков каждого «аромата» еще и наличие «цвета»: красного, зеленого, синего. Одновременно кварки каждого «аромата» снабдили своим электрическим зарядом. В результате получилась умозрительная конструкция, весьма далекая от мечтавшейся простоты!
Введение в картину строения вещества кварков позволило представить адроны, ответственные за свойства ядер, как протяженные объекты, состоящие из кварков, несущих такие квантовые числа, как заряд и странность, и связанных векторными «глюонными» полями. Эта модель отчасти напоминает систему положительных и отрицательных частиц (например, электронов и позитронов), связанных электромагнитным полем. Несмотря на логическую стройность этой модели, существование свободных кварков и сильно взаимодействующих глюонов до сих пор экспериментально не подтверждено. Правда, сами сторонники этой гипотезы считают, что кварки и глюоны принципиально не могут быть обнаружены, так как сильно взаимодействующее глюонное поле не рассеивается в пространстве, как электрическое, а концентрируется в узких «трубках», соединяющих источники полей — кварки. В этом случае сила взаимодействия, например, в двухкварковой модели, неограниченно растет с увеличением расстояния между частицами. Поэтому никакое внешнее воздействие и не может вырвать из взаимодействующей системы кварк! Правда, тогда возникает вопрос: зачем вводить новое неизвестное для объяснения уже существующего и остающегося таковым неизвестного. Ведь, по признанию самих сторонников этой гипотезы, одна из самых замечательных особенностей кварков и глюонов состоит в том, что они не могут существовать в свободном состоянии и проявляются только внутри адронов.
Принципиально возможно бесчисленное множество подобных конструкций, но все они, очевидно, из-за своей умозрительности не приводят к построению общей теории поля, то есть теории, открывающей пути к управлению миром.

Нужно быстро научиться английскому языку? Не проблема, репетитор английского языка вам в помощь. Индивидуальные занятия с репетитором крайне эффективны. Вы быстро научитесь языку.

Рубрика: Необъяснимые явления ·  

загрузка...


Оставить комментарий или два