"Виталий Гинзбург. Физический минимум на начало XXI века" - читать интересную книгу автора("зернистое пространство-время" и т. п.). Сегодня нет никаких оснований для
введения длины l f ~ 10-17 см. С другой стороны, в физике известна и играет важную роль некоторая другая фундаментальная длина, а именно планковская, или гравитационная, длина l g = 1,6 х 10-33 см; ей отвечают время t ~ 10-43 с и энергия E g ~ 10 19 ГэВ. Нередко фигурирует и планковская масса m g ~ 10 -5 г. Физический смысл длины l g заключается в том, что при меньших масштабах уже нельзя пользоваться классической релятивистской теорией гравитации и, в частности, общей теорией относительности (ОТО), построение которой было завершено Эйнштейном в 1915 году. Здесь нужно использовать квантовую теорию гравитации, еще не созданную в сколько-нибудь законченной форме. Кстати, о терминологии. Теория сильного взаимодействия именуется квантовой хромодинамикой. Схема, объединяющая электромагнитное, слабое и сильное взаимодействия, называется Великим объединением. Вместе с тем реально используемая современная теория элементарных частиц, состоящая из теории электрослабого взаимодействия и квантовой хромодинамики, называется стандартной моделью (standard model). Наконец, теории, в которых Великое объединение (до конца еще не созданное) обобщается таким образом, что включает еще и гравитацию, называют суперобъединением. Такого удовлетворительного суперобъединения построить еще не удалось. До того как перейти к проблемам астрофизики и близким к ним (номера 21-30 в "списке"), остановлюсь на проблеме 20: струны и М-теория. Это, можно сказать, фронтовое направление в теоретической физике на сегодняшний день. Кстати, вместо термина "струны" часто употребляют название суперструны (superstrings), во-первых, чтобы не было путаницы с космическими струнами, суперсимметрии. В суперсимметричной теории каждой частице отвечает (содержится в уравнениях) ее партнер с другой статистикой: например, фотону (бозону со спином 1) отвечает фотино (фермион со спином S) и т. д. Нужно сразу отметить, что суперсимметричные партнеры (частицы) еще не обнаружены. Их масса, по-видимому, не меньше 100-1000 ГэВ. Поиски этих частиц - одна из основных задач экспериментальной физики высоких энергий как на существующих или реконструируемых ускорителях, так и на LHC. В квантовой механике и в квантовой теории поля элементарные частицы считаются точечными. В теории струн элементарные частицы - это колебания одномерных объектов (струн), имеющих характерные размеры порядка 10-33 см. Струны могут быть конечной длины (некоторый "отрезок") или в виде колечек. Струны рассматриваются не в 4-мерном ("обычном") пространстве, а в многомерных пространствах, скажем с 10 или 11 измерениями. Теоретическая физика еще не может ответить на целый ряд вопросов, например: как построить квантовую теорию гравитации и объединить ее с теорией других взаимодействий; почему существует, по-видимому, только 6 типов (ароматов) кварков и 6 лептонов; почему масса электронного нейтрино очень мала; почему m- и t-лептоны отличаются по своей массе от электрона именно в известное из эксперимента число раз; как определить из теории постоянную тонкой структуры a = 1/137 и ряд других постоянных и т. д. Другими словами, как ни грандиозны и впечатляющи достижения физики, нерешенных фундаментальных проблем предостаточно. Теория струн еще не ответила на подобные вопросы. Все, что в ней происходит, - это, скорее, "физнадежды", как любил говорить Л. Д. Ландау, а не результаты. Но |
|
|