"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,
и, во-вторых, чтобы подчеркнуть использование представлений о
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