Quote (Ranee)

Не надо трогать дьявола, а то он объявится и объяснит свое существование с точки зрения физики

А вот это ему не удастся . Почему - станет ясно, когда я о причинах Великого Взрыва буду рассказывать.

Quote (Ranee)

Хотя, впринципе, если перечитать все выше написанное, то дьявол у нас выходит ваккумом

Отнюдь. Обрати внимание, нигде не требовался до сих пор осознанное воздействие вообще, речь исключительно о естественных процессах идет. Скажем, вряд ли сам факт того, что в лесу есть не только деревья, ты на происки Высших Сил списывать будешь.

Quote (Ranee)

То есть Темной энергией, которая где-то далеко, но отголоски по мирам гуляют..

В том-то весь и фокус, что Темная Энергия есть везде (в том числе и весь объем нашей планеты ей пронизан). А вот видимые проявления ее существования можно заметить исключительно на космологических расстояниях - так слабо взаимодействие этого типа Материи с той, которая нам привычна и которая составляет видимый окружающий мир.

Quote (Ranee)

Только небейте, за такое упрощение

Рани, кажется мы здесь на вопросы о существовании Мироздания отвечаем, а не друг друга критикуем . Так что, можешь их смело задавать и высказывать любое мнение.

СМ включает в себя на данный момент следующее:

1. Теория Гравитации - она же Общая Теория Относительности. Пространственно-временной континуум рассматривается в ней как чисто геометрическое образование с одной тонкой спецификой. Это пространство не прямолинейно, а криволинейно, из-за существования в нем отличного от нуля тензора (матрица, преобразуемая специальным образом при переходе от одной системы отсчета к другой + не меняющая своих свойств при повороте осей координат). Основное уравнение связывает параметр кривизны пространства (тензор Ричи) с тензором энергии-импульса. Энергия дает вклад в один компонент, импульс, как векторная величина в три оставшихся. Кроме того в уравнение входит так называемый Космологический Член - это произведение некоей константы (величина которой заранее неизвестна) на метрический тезор пространства. Вид у этой матрицы довольно простой, а в большинстве рассматриваемых случаев вообще диагональный (все элементы, не лежащие на главной диагонали равны нулю). Решения этого уравнения позволяют связать наличие массивных объектов в 4-мерном континууме с искажением самого пространства-времени. Уравнения очень сложные и их точное аналитическое решение на данный момент удается получить только в немногих частных случаях (обычная звезда, Черная Дыра, двойная звезда), но с помощью численных методов возможны решения и в гораздо более сложных системах.
Имена ученых, которые будут часто упоминаться при дальнейших описаниях - Де-Ситтер, Шварцшильд, Гамов, Фридман, Старобинский.
Основное понятие теории - гравитационный радиус объекта. (Для Земли он равен несколько сантиметров, поэтому прямая проверка выводов ОТО в привычной жизни затруднена).
Физичекое обоснование Общей Теории Относительности - равенство между собой гравитационной и инертной массы (то есть коэффициентов, стоящих во втором законе Ньютона и в потенциале гравитационного поля). Константа гравитации очень мала (в общем виде для элементарных частиц она составляет 10 в минус 38 степени), поэтому для того, чтобы гравитация оказалась сравнимой с остальными взаимодействиями микромира требуется энергия порядка 10 в 19 ГэВ (гигаэлектронвольт). Для сравнения скажу, что максимальная энергия только что достроенного ускорителя в ЦЕРНе составит всего-навсего 10 в 4 степени ГэВ.
Формально - квантовая теория гравитации не создана, а о специфических достижениях теории суперструн расскажу в дальнейшем.

2. Электромагнитное взаимодействие.
Наиболее хорошо изученный тип взаимодействия, характеризуется константой равной 1/137 (величина безразмерная) и описывает взаимодействие электрических зарядов с электромагнитным полем. Квантовая Электродинамика - практически идеальная наука, позволяющая проводить расчеты с ЛЮБОЙ точностью. Основным свойством этого типа взаимодействий является то, что заряды способны излучать кванты собственного поля (то есть количество частиц в задаче способно меняться в любых количествах, что обычная квантовая механика не допускала). Главными уравнениями КЭД являются уравнения Клейна-Гордона (для бозонов - частиц с целым спином) и уравнение Дирака (для фермионов - частиц с полуцелым спином), а также общее выражение для функции Лагранжа (лагранжиана) электромагнитного поля. В пределах соотношения неопределенностей Гейзенберга (произведение неопределенности импульса на неопределенность координаты, или неорпеделенности энергии частицы на неопределенность ее" временной координаты" порядка постоянной Планка) позволяет нарушать в определенных пределах привычные законы сохранения энергии и импульса, что эффективно приводит к возникновению абсолютно нового мира - мира виртуальных частиц, которые существуют в континууме, но не могут быть зарегистрированы нашими детекторами. Однако именно эти частицы во многом составляют саму структуру известных нам частиц (в основном речь идет об электроне). То есть если мы начнем пытаться проникнуть внутрь электрона, то неожиданно начнет проявляться его "вакуумная структура". Классический радиус электрона составляет 10 в минус 13 степени сантиметра. Если же мы, воспользовавшись мощным ускорителем попытаемся другой высокоэнергетичесокй частицей ударить по электрону, то сначала добьемся того, сто обнаружим внутри электрон-позитронную пару (позитрон=антиэлектрон), повысим еще энергию - получим вторую пару, потом мюон-антимюонную пару и так далее... В итоге даже внутри электрона, масса которого составляет 0.511 МэВ (Мегаэлектронвольт) обнаружится W-бозон с массой примерно 80000 МэВ. Так что электрон ... неисчерпаем.
Важные моменты теории - константа взаимодействия не является постоянной величиной в нашем человеческом понимании, с ростом энергии, передаваемой при электромагнитных взаимодействиях она постепенно начинает возрастать (при энергиях порядка 80 ГэВ она уже составляет не 1/137, а 1/129), что означает "рост величины электрического заряда". Такое явление в дальнейшем будем называть "вакуумной экранировкой" или просто "экранировкой". О причинах, ее порождающих расскажу в дальнейшем. кстати, известный всем со школы закон Кулона, благодаря этому факту также приходится изменить.
Наиболее известные ученые КЭД - Дирак, Ландау, Фейнман, Клейн и многие другие.
Методика расчетов КЭД построена на Диаграммной Технике, разработанной Фейгманом.
Основные фундаментальные экспериментальные факты - равенство нулю массы фотона (с точностью до 10 в минус 17 степени грамма), Сохранение электрического Заряда в любых типах взаимодействий, переход в низкоэнергетическом пределе (устремление постоянной Планка к нулю в известные уравнения Максвелла для классической электродинамики).
Фундаментальные математические понятия - СИММЕТРИЯ относительно преобразований группы U(1). Глобальная симметрия приводит как раз к сохранению электрического заряда (это когда некая фаза преобразований от 4-х мерных координат не зависит), а локальная симметрия (когда фаза от 4-хмерных координат зависит) как раз и приводит к появлению фотонов (как квантов электромагнитного поля). Симметрия группы U(1) считается НЕНАРУШЕННОЙ.
Основные феноменологические величины теории - элементарный заряд и массы частиц берутся из экспериментальных данных.

3. На очереди Теория Сильных Взаимодействий.
Эти самые взаимодействия отвечают (в обывательском представлении) за притяжение к друг другу нейтронов и протонов в ядрах атомов... Насколько же мы наивны.. Хотя сама по себе Теоретическая ядерная физика, описывающая обменные взаимодействия между нуклонами (протонами и нейтронами) в ядрах, благодаря обмену такой частицей, как пи-мезон вполне вменяема. Увы, но не ей было суждено стать той основой, которая является ТСВ (теория сильных взаимодействий). Оказалось, что и нуклоны и пи-мезоны (пионы) частицы НЕ ФУНДАМЕНТАЛЬНЫЕ, А СОСТАВНЫЕ. Тем более, что вскоре обнаружилось огромное количество новых частиц, вступающих в Сильные Взаимодействия (их число давно уже перевалило за 3000 и каждый год открывают еще по неколько десятков а то и сотен). Правда время жизни большинства этих частиц чрезвычайно мало порядка 10 в минус 23 степени секунды. СВ действуют на чрезвычайно малых расстояниях - порядка 10 в минус 13 степени сантиметра, но... и это еще не все. Как только мы достигаем расстояний меньших, чем 10 в минус 14 степени сантиметра - картина меняется совершенно фантастическим образом, но об этом чуть позже. Все частицы участвующие в СВ делятся на барионы и мезоны, причем барионам приписывается некоторой новый сохраняющийся параметр - барионное число (у барионов +1, у антибарионов -1, а у меозонов оно равно 0) . Соответственно в результате распадов барионов в конце должен образоваться конгломерат частиц суммарное барионное число которого равно +1 ( для антибарионов -1), а мезоны распадаются в итоге на лептоны и фотоны.
Небольшое отвлечение в сторону - лептонов открыто на данный момент всего 6(шесть), а если считать с антилептонами, то 12. Это электрон, мюон, тау-лептон, электронное нейтрино, мюонное нейтрино и тау-лептонное нейтрино. Если первыет три частицы обладают массами, то массы нейтрино если и есть, то чрезвычайно малы (экспериментальные успехи по нахождению массы нейтрино последних трех лет пока оставлю в покое). Лептоны в сильных взаимодействиях не участвуют. А как же распады - спросите ВЫ, там же как раз лептоны и образуются, значит какое-то участие есть!! А вот об этом расскажу позже.
Барионов и мезонов, как Вы видите, дорогие друзья, практически немеряное количество и очевидно, что ФУНДАМЕНТАЛЬНЫМИ (не составными) частицами они являться не могут. Итак, кто же является фундаментальными частицами Сильных Взаимодействий, что является аналогм электрического заряда в СВ и кто исполняет роль фотонов (как квантов и переносчиков взаимодействий) в СВ??
Ответ на первый из трех вопросов - кварки. Каждый из барионов состоит из 3 кварков, а каждый мезон состоит из кварка и антикварка. Кваркам припысывают барионное число +1/3, а антикваркам - -(минус)1/3. Всего кварков известно шесть (заметьте друзья - снова шесть!) и они получили названия u (up),d (down), s (strange), c (charm), b (bottom), t (top). Из них u,c,t - кварки имеют электрический заряд = +2/3, а остальные три кварка имеют электрический заряд =-1/3. Спин всех кварков (также как фундаментальных лептонов) равен 1/2. И еще - Кварки, как оказалось, обладают дополнительной характеристикой, которой не обладает ни один барион или мезон - ЦВЕТОМ. Это абсолютно новое понятие (конечно, ничего общего с обычным цветом не имеющее), а Цветов у кварков возможно всего три - Синий, Краный, Желтый. Комбинация трех этих цветов дает... бесцветный вариант. Поэтому барионы Цветом не обладают. А мезоны спросите Вы? Отвечу - у антикварков тоже есть цвета - антикрасный, антижелтый и антисиний (вот такая странная терминология). Поэтому, если в мезоне кварк будет иметь синий цвет, то антикварк (не обязательно того же типа) - антисиний. И все цветовые взаимодействия спрятаны под расстояниями меньшими 10 в минус 14 степени сантиметра. Но почему, спросите Вы? И здесь мне придется ограничиться не совсем точными, но достаточно логичными рассуждениями.
1. Обратите внимание, в сравнение с КЭД - там электрический заряд только одного типа (то есть сам заряд), а Цветовых зарядов - Три типа. Далее, сам фотон электрический заряд не переносит, а... вот тут мы приходим к квантам Сильного Взаимодействия, которые получили названия - глюоны (в переводе с английского, клей). Так вот, Глюонов - восемь штук!!! И они сами нескт Цветовые Заряды!!
2. Цветовой Заряд сохраняется во всех СВ, и именно он является тем самым аналогом элетрического заряда КЭД.
3. Фотоны сами по себе не испучкают другие фотоны, а Глюоны на это способны. То есть глюон может испускать другой глюон. И чем дальше от того кварка, который испустил первый Цветной Глюон, тем Глюонов становится в пространстве не меньше, а больше. Кваки как будто начинают обрастать глюонной шубой. И хотя масса глюонов равна нулю, но их энергия-то нулю не равна (также как энергия фотона). И если предположить, сто подобное будет происходить на любых расстояниях, то... Закон Сохранения Энергии прикажет долго жить. Значит рано или поздно, указанный процесс должен каким-то образом оборваться. Следовательно, нам требуется, чтобы кварки, образующие бесцветную комбинацию находились все время неподалеку друг от друга, то есть Свободных Кварков, обладающих цветовыми Зарядами быть принципиально не должно!!! Этот эффект называется конфайнментом (пленением) и ограничивает расстояние между кварками в барионах и мезонах теми самыми 10 в минус 13 степени сантиметра, где начинается взаимодействие внутри ядер. Зато при сближении кварков, сила СВ начинает падать и на нулевом расстоянии между ними обращается в нуль (это назывется - АСИМПТОТИЧЕСКАЯ СВОБОДА). Чтобы было понятно, как это может выглядеть - представьте себе два шарика, соединенные нерастянутой пружиной. Как только Вы ее начнете растягивать, так сила притяжения шариков начнет расти по линейному закону. Это и есть - Зависимость энергии СВ от расстояния (точнее это квадратичная зависимость, тогда сила изменяется по линейному Закону).
Подобный эффект носит название - АНТИЭКРАНИРОВКА, или можно считать, что "константа" сильного взаимодействия падает с уменьшением расстояния, что соответствует росту передаваемой друг другу частицами при взаимодействии энергии. Аналога в обычной жизни подобному явлению - вообще-то нет. Вы можете спросить, а что происходит, если пружину продолжить растягивать, ведь она порверся, в конце концов? Так оно и происходит, в месте разрыва "Глюонной пружины" (или точнее струны) рождается пи-мезон с массой 150 МэВ. Если Вам повезет, то могут родиться и более тяжелые частицы.
Наука, изучающая СВ кварков и глюонов носит название - Квантовая Хромодинамика (КХД). Константа взаимодействия в КХД приблизительно равна 1, и постепенно уменьшается с ростом энергетических масштабов. Точные расчеты по методы Фейнмана в КХД чрезвычайно затруднены, и могут быть выполнены только в ряде частных случаев. Почему - об этом в будущем.
Ученые, с чьими именами связаны успехи КХД - Янг, Миллз, Грассман, Гросс, Пайерлс.
Фундаментальные основы теории - подчиненность КХД группе симметрии SU(3). Из условия глобальной симметрии вытекает сохранение Цветового Заряда, а из условия локальной симметрии - существование 8 типов глюонов. Пространственно-временной континуум на кварковом уровне очень сильно искажен, поэтому его описание, я на время отложу (вплоть до Теории Великого Объединения), конфайнмент кварков, асимптотическая свобода.
Основные феноменологические параметры КХД - константа сильного взаимодействия кварков (кстати, при взаимодействиях протонов и нейтронов она равна примерно 14.5), а также, так называемые массы крнституентных (скажем так покоящихся) кварков.
Основные достижения последних лет, я расскажу заметно позже.
P.S. Про классическую теорию Слабых Взаимодействий - в следующий раз. А пока прошу задавать любые вопросы по уже рассказанному.

Я хоть и не Эледем...

М-теория - это теория, возникшая во время второй революции в теории суперструн, и объединяющая пять ранее известных теорий суперструн в рамках одного всеобъемлющего формализма. В М-теории одиннадцать пространственно-временных измерений; многие её свойства до сих пор не изучены.

Вторая революция в теории суперструн произошла в 1995 году. До этого у учёных было пять теорий суперструн с помощью которых можно было объяснить лишь отельные свойства суперструн. Теперь же установлена глубокая взаимосвязь между этими теориями (в настоящее время обнаружена и шестая). Более того, все они являются частью более широкой теории - так называемой М-теории.

Если кому интересна тема о суперструнах очень рекомендую прочитать книгу Брайана Грина «Элегантная Вселенная. Суперструны, Скрытые размерности и поиски окончательной теории». Автор писал свою книгу специально для людей, которые в физике не разбираются совершенно (например для меня). В ней он очень подробно, шаг за шагом сначала объясняет основные теории физики: теорию относительности Эйнштейна, квантовую теорию. Затем он объясняет глубокие противоречия, что существуют между ними. И только после этого он приступает к объяснению, что такое суперструны и с чем и едят. Книга снабжена большим количеством рисунков, схем и диаграмм, которые максимально облегчают объяснение материала.
Настоятельно рекомендую всем эту книгу. Приобрести можно здесь:

http://www.bolero.ru//product-41633136.html?terms=%20Грин

Эледем, тебе я задам вопросы чуть попозже.

С самого начала именно Слабые Взаимодействия (СлВ) представляли собой главную загадку физики элементарных частиц. Во-первых, попытка в бета-распаде (это когда из ядра атома вылетает электрон или позитрон) соблюсти известные еще по школьному курсу Законы Сохранения (импульса и энергии) наткнулись на то, что они категорически отказывались соблюдаться. Суммарная энергия вылетевшей частицы и Ядра отдачи практически во всех случаях оказывалась меньше, нежели энергия первоначального ядра. Тогда, кстати, и возникло предположение о существовании нейтрино, которая достаточно быстро получила свое экспериментальное подтверждение и впервые была найдена частица без массы 9или почти без нее), без электрического заряда, зато обладающая спином 1/2. Долгое время не удавалось понять, чем же нейтрино от антинейтрино по своей сути может отличаться (заряда - нет, массы вроде тоже), однако проявления в реакциях элементарных частиц у них разные... Наконец догадались, что разными у них являеются "Спиральности" (проекция спина на направление импульса) и тут... Оказалось, что нейтрино бывают только "левые" (так у них природа устроена), а антинейтрино "правые"... Одним ударом получилось, что само наше пространство не обладает зеркальной симметрией правого и левого. Правда немедленно была выдвинута гипотеза, что на самом деле нейтрино и антинейтрино - это все же одна и та же частица, имеющая два компонента (так называемый майорановский вариант), экспериментальная проверка этого факта не закончена до сих пор, исследования ведутся, а чем это закончится узнаем, в лучшем случае через пару лет в эксперименте по двойному бета-распаду. Это было только начало, друзья, только начало...
Следующим пунктом было создание первого варианта теории, в котором предусматривалось одновременное уничтожение и появление по паре частиц, то есть четырехфермионная теория Ферми (она получила название V-A теория СлВ, то есть вектор минус аксиальный вектор). Заодно Фнрми сумел из эксперимента определить константу этого взаимодействия и получил порядка 10 в минус 5 степени ГЭВ деленных на массу протона в квадрате. Элементарный пересчет на расстояния показал, что эти самые СлВ происходят на расстояниях порядка 10 в минус 16 степени сантиметра!! А размеры протона и нейтрона, кстати, только 10 в минус 13 степени сантиметра. Это означало, что все происходит... глубоко внутри известных частиц. Это уже не укладывалось ни в какие представления о природе Элементарных Частиц. Более того, скоро выяснилось, что симметрия правого и левого в СлВ нарушена 100%!!! Правда достаточно быстро кое-кому удалось выправить ситуацию и показать, что если провести не только пространственную инверсию, но и заменить частицы на античастицы (так называемая пространственно-зарядовая четность), то вроде бы ситуация выправится. Недолго, однако, музыка играла... Спустя восемь лет в распадах нейтральных K-мезонов, было показано, что и этот вариант симметрии нарушен. Правда очень мало (всего 10 в минус 3 степени), правда только в этих распадах (впоследствии этот же эффект был обнаружен и для В-мезона), но все же, все же... Это было вообще необъяснимо. Дело в том, что существует некая, так называемая, CPT-теорем, которая гласит, что комбинация трех инверсий - пространственной, зарядовой и временной, обязательна должна быть ненарушенной. И если CP-четность нарушена, то получается, что нарушена и Т-четность?? И эти частицы в каком-то смысле существуют в обратном времени??? Пусть даже и частично??? Просто невероятно.
А в придачу ко всему неожиданно выяснилось, что если начать учитывать все вакуумные (радиационные) эффекты, то вероятностивсех процессов в СлВ мгновенно окажутся равными бесконечности!! Какая-то чертовщина, право слово...
Да еще СлВ, как выяснилось, совершенно спокойно нарушают и другие законы сохранения (в частности, касающиеся СВ - не сохраняются странность, очарование, боттом и топ). Вообщем стало ясно, что СлВ это что-то принципиально иное и привычные представления Теории Квантованный Полей здесь не годятся. Следовательно, предстояло построить абсолютно иную Теорию СлВ, которая позволяла бы переходить к V-A теории Ферми, как к некоему предельному случаю. На сцене Мировой Науки появились Абдус Салам и Стивен Вайнберг. Но не только они...
Авторы новой Теории предположили, что у СлВ, также как и у других взаимодействий имеется квант (переносчик взаимодействий), который получил название W-бозон. На первом этапе предсказания новосозданной Теории были весьма успешны, W-бозонов оказалось три штуки (один с положительным электрическим зарядом, второй с отрицательным, а третий электрически нейтральный), "зарядом" самого Слабого Взаимодействия оказался, так называемый Слабый Изоспин, а непосредственно в самих СлВ участвовали только "левые" компоненты волновых функций всех частиц, отсюда и нарушение зеркальности (пространственной четности). Как и следовало ожидать - проблеиы не заставили себя долго ждать.
Во-первых, как выяснилось, введение W-бозонов отнюдь не решало проблему бесконечностей в расчетах вероятностей Сл-процессов, просто она частично уходила на задний план, а во вторых, оказалось, что СлВ с этим квантом оказалось нескомпенсированным по сути своей, то есть нарушало основополагающее условие Лоренца. И тут Салам и Вайнберг сделали один из решающих шагов - они объявили, что СлВ и ЭМВ по своей сути представляют собой одно и тоже взаимодействие, и если добавить к просчитываемым эффектам СлВ еще и эффекты ЭМВ (то есть их окончательно объединить), то условие Лоренца будет соблюдено!! Благодаря этому группа симметрии описывающая этот новый, никому и во сне не могший присниться вид взаимодействия, оказалась не SU(2), а довольно неожиданный вариант SU(2)xU(1) где U(1) как раз и отвечало за ЭМВ. У этого нового - электрослабого взаимодействия появился новый тип заряда (его назвали "слабый гиперзаряд") и вкупе со "слабым изоспином" они составили вполне удобоваримую систему.
Теория ЭлСлВ предсказала существование так называемых нейтральных слабых токов (это удалось проверить в эксперименте), убрала бесконечности из формкл для вероятностей и вообще могла бы праздновать большой успех, если бы... Если бы все частицы, участвующие в ЭлСлВ не оказались при этом безмассовыми (то есть с нулевой массой), а все попытки ввести массы в основополагающие формулы Теории не сталкивались с той же самой проблемой - нарушение условия Лоренца.
И тут встал основной вопрос - теория похоже верна, но... а действительно откуда берутся массы у элементарных частиц вообще? Почему они есть и кто в этом виноват? И что делать? Ответ был найден (на первый взгляд совершенно фантастический), но об этом в следующий раз.

Решение загадки предложил 27-летний шотландец, фамилия которого достаточно быстро стала нарицательной - Хиггс. Механизм его имени построен на Спонтанном Нарушении Симметрии. Хиггс задался вопросом, если уж сами СлВ не являются симметричными, то почему таковым должен оказаться вакуум? А что если в вакууме существует некое дополнительное поле (скалярное), да еще к тому же нелинейное, которое взаимодействует каким-то образом с известными нам частицами? ПРичем минимум потенциала этого поля отнюдь находится не в нулевой точке, а при каком-то другом значении энергии смаого поля? Что будет, если это так? Воистину Хиггс создал шедевр, перед которым бледнеют все произведения искусства Эпохи Ренессанса.
Как только механизм Спонтанного Нарушения Симметрии Вакуума был применен к Теории ЭлСлВ, многое встало на свои места. Во-первых, электрически заряженные W-бозоны немедленно обзавелись массой , которая оказалось примерно равной 80 ГЭВ (великолепно подтвердилось в экспериментах ЦЕРН 1982 года), нейтральнай же W-бозон, как выяснилось не существовал вовсе, а ему на смену пришли две частицы - известный нам по электромагнитному взаимодействию фотон, и электрически заряженный Z-бозон, с массой примерно 90 ГЭВ (подтвердилось чуть позже). Фотон остался безмассовым. Причем все кванты СлВ приобрели массу от взаимодействия с тем самым вакуумным ненулевым полем, средняя энергия которого оказалась равной примерно 246 ГЭВ, что тоже подтвердилось на практике. Да что там кванты полей, все фундаментальные частицы (лептоны и кварки), как выяснилось, оказалось имеют массу по той же самой причине! Правда вычислить эти самые массы теоретически не удалось, так как в формулы входили феноменологические (берущиеся из эксперимента) константы. Но Теория ЭлСлВ и не должна была их вычислять, так как не рассматривала механизма самого образования этих постоянных величин (они получили название Юкавские константы). И все же ложка дегтя в бочке меда осталась...
Несмотря на все успехи Теории ЭлСлВ, великолепно предсказавшей все экспериментально наблюдаемые величины, один из выводов Теории остался неподтвержденным. Теория ЭлСлВ предсказала появление еще одной частицы - так называемого скалярного (спин - ноль) Хиггсовского Бозона, вот массу которого рассчитать теоретически в указанной теории было невозможно, так как в формулу для нее входила еще одна фундаментальная постоянная, величину которой физики не знали. Кстати, до сих пор не знаем, хотя поиски Хиггсовского Бозона велись все эти годы, но частица пока оставалась неуловимой. Объяснение этому найдено, и ради его обнаружения в ЦЕРНе построен новый суперускоритель (LHC - large hydron collaider), который на встречных пучках протонов и антипротонов даст энергию столкновения порядка 14000 ГЭВ. Этой энергии обязательно должно хватить для рождения Хиггсовского Бозона, и, кроме последнего подтверждения Теории ЭлСлВ мы заодно получим точное знание о еще одной фундаментальной постоянной нашего Мироздания (лямбда-константе), что чрезвычайно важно для дальнейших шагов. Лично у меня сомнений в том, что бозон Хиггса будет открыт в течение ближайших 2-4 лет, практически нет. Слишком многое подтверждает его существование, слишком многое... А кроме того...
А кроме того Теория ЭлСлВ ответила на еще один вопорс - что является механизмом нарушение CP-симметрии в распадах К-мезона и В-мезона, и сняла вопорс об "обратном времени" в его философском смысле. Выяснилось, что кроме основных констант перемешивания кварков (что такое токовые и конституентные кварки расскажу в следующий раз), то есть трех действительных чисел, в матрицу, которая их описывает (получила название матрица Кобаяши-Маскавы), входит еще один параметр - чисто мнимый (так называемая фаза смешивания). Этот параметр чрезвычайно мал (<0.03), но НЕНУЛЕВОЙ. И именно он приводит к эффектам... впрочем о самих эффектах, которые возникают из-за этого нарушения, я пожалуй поведаю Вам при рассказе о Теории Великого Объединения. Поверьте - оно того стоит. Ни в одной другой модели этот параметр не возникал принципиально (если, конечно, не пытаться его вводить "руками", то есть. извините, от балды).
Последние три года ознаменовались еще одним успехом Теории ЭлСлВ, который вообщем-то и не ожидался даже. ЭлСлВ предсказало, что если между массами различных типов нейтрино (например, электронного и мюонного) существует различия, то в принципе эти частицы могут переходить по ходу дела друг в друга, а значит, это вполне можно задетектировать. Указанный механизм получил название "Нейтринные осцилляции" и БЫЛ ОБНАРУЖЕН в нескольких экспериментах последних лет! Следовательно, хоть один из типов нейтрино (а почти наверняка и все) имеет малую, но ненулевую массу и можно начать поиски загадочных частиц, которые были названы "правые нейтрино" и "левые антинейтрино" в природе. Нейтрино не движутся со скоростью света - вот итог этих экспериментов.
Сухим остатком оказлось следующее - Слабые Взаимодействия потому и действуют на столь малых расстояниях, что их кванты имеют очень большие массы и потому слишком быстро распадаются на другие - более легкие частицы. То есть W -бозоны и Z - бозоны просто физически не успевают преодолеть сколько-нибудь существенные расстояния, чтобы успеть вступить во взаимодействия с другими отдаленными частицами. Отсюда и характерный радиус действия СлВ порядка 10 в минус 16 степени сантиметра. Можно сказать в этом СлВ просто "не повезло". Кстати, если теперь пересчитать константу СлВ в безразмерные единицы (также как и константы СВ и ЭМВ), то она окажется... порядка 0.64. А константа ЭМВ, между прочим, составляет 1/137. Ничего себе "слабые Взаимодействия", а, друзья-форумчане?
Все вышеизложенное открывает необозримые просторы для дальнейших теоретических изысканий, но и каждый новый шаг ставит и кучу новых проблем.
Но эти новые вопросы должны рассматриваться уже в рамках иных теорий, которые будут в себя включать не только СлВ и ЭМВ, но СВ и гравитацию.
А на этом рассказ о Теории Вайберга-Салама я заканчиваю и жду ваших вопросов перед тем, как перейти к Следующему Шагу.

Насколько я помню, Грин писал, что без суперсимметрии некоторые колебания струн будут иметь отрицательную величину (так называемый тахион). А раз в расчётах присутствует тахион, то это значит, что теория неверна или неполна.

Эледем, дальше пойдут глупые вопросы, ты уж меня извини.

1.

Quote

Для тех, кто еще не читал эту книгу. Основным (подчеркиваю, основным) противоречием ОТО и Квантовой Теории является факт того, что уравнения Эйнштейна не удается проквантовать в нашем 4-х мерном континууме. ОТО оказалась единственной теорией, которая не позволяла это сделвть, получив разумные результаты. Это и дало толчок развитию идеи введения более высокомерных пространств. И в конце концов, привело к возникновению Теории Космологических Бранов.

Э-э, а разве главная проблема состоит не в том, что на микроскопических масштабах главное свойство квантовой механики - соотношение неопределённостей вступает в конфликт с гладкостью геометрии пространства ОТО? И чтобы избежать этого конфликта и была разработана теория струн - частиц имеющих минимальную (планковскую) длину. Тем самым хаос точечных частиц был "отсечён" от ОТО и тем самым позволил совместить ОТО с Квантовой механикой? А многомерные пространства - это уже потом появилось, входе разработке струнных теорий.

2. Несколько раз в твоих сообщения мелькало такое понятие как «безразмерная величина». Ну, например:

Quote

Наиболее хорошо изученный тип взаимодействия, характеризуется константой равной 1/137 (величина безразмерная)

Quote

Важные моменты теории - константа взаимодействия не является постоянной величиной в нашем человеческом понимании, с ростом энергии, передаваемой при электромагнитных взаимодействиях она постепенно начинает возрастать (при энергиях порядка 80 ГэВ она уже составляет не 1/137, а 1/129), что означает "рост величины электрического заряда".

Quote

Основные феноменологические параметры КХД - константа сильного взаимодействия кварков (кстати, при взаимодействиях протонов и нейтронов она равна примерно 14.5)

Quote

Кстати, если теперь пересчитать константу СлВ в безразмерные единицы (также как и константы СВ и ЭМВ), то она окажется... порядка 0.64. А константа ЭМВ, между прочим, составляет 1/137.

Я выделил из твоих сообщений отрывки, где ты употреблял неизвестные мне единицы измерения. Не можешь рассказать о них чуть поподробнее?

3.

Quote

Лептоны в сильных взаимодействиях не участвуют. А как же распады - спросите ВЫ, там же как раз лептоны и образуются, значит какое-то участие есть!! А вот об этом расскажу позже.

Дальше у тебя речь идёт про кварки и глюоны, а про лептоны - ничего. Забыл или всё идёт по твоему замыслу и расскажешь позже?

Кстати, информация про цвета кварков – отельное спасибо, очень понравилось. И очень понятно.

4.

Code

Как только механизм Спонтанного Нарушения Симметрии Вакуума был применен к Теории ЭлСлВ, многое встало на свои места. Во-первых, электрически заряженные W-бозоны немедленно обзавелись массой , которая оказалось примерно равной 80 ГЭВ (великолепно подтвердилось в экспериментах ЦЕРН 1982 года), нейтральнай же W-бозон, как выяснилось не существовал вовсе, а ему на смену пришли две частицы - известный нам по электромагнитному взаимодействию фотон, и электрически заряженный Z-бозон, с массой примерно 90 ГЭВ (подтвердилось чуть позже). [b]Фотон остался безмассовым. [/b] Причем все кванты СлВ приобрели массу от взаимодействия с тем самым вакуумным ненулевым полем, средняя энергия которого оказалась равной примерно 246 ГЭВ, что тоже подтвердилось на практике.

Стоп. а вот тут я не понял. Ты же сам писал, что мезон распадается на фотон и лептон. А они, в свою очередь, распадаются на кварки и антикварки. Как ты сам писал, кварки имеют массу

Да что там кванты полей, все фундаментальные частицы (лептоны и кварки), как выяснилось, оказалось имеют массу

Так почему же производная кварков - фотон, не обладает массой? Это что, результат взаимодействия кварков и антикварков? Или я что-то не понял в твоих объяснениях?

На последок хочется сказать, что несмотря на сложность темы материал подан довольно просто и понятно. Эледем, пиши ещё!

Последнее время читаю научные открытия и теории появляется ощущуение что читаешь книжку-фантастику... одно различие в книжке понятней )))

Эледем, Зайка в чем то права, я тоже порой люблю упрекнуть что многие теории оказывались ложными... И при том за них боролись, с пеной у рта доказывали что они истины...
Но с другой стороны где мы бы сейчас были если когда-нибудь кто-нибудь кому-нибудь сказал бы

Quote (зайка)

Даже самые гениальные теории порой рушаться в айн момент....

и тот оставил бы свою... Теорию относительности... Теорию Гелиоцентризма... Да сидели бы где-нибудь на ветках(кстати тут тоже можно спорить и заявлять что эта теория обсурдна и человек произошел от таракана) или застряли бы на каком нибудь феодальном, если не рабовладельческом этапе развития...

Осилил пока только первую страницу. Но "Темная сила" понравилась очень.
Передохну и возьмусь за остальное. Заранее жду продолжения.

Эледем у меня просьба, меня заинтересовал вопрос о количестве измерений нашего континиума...сл ине трудно просвяти...

Quote (Станислав)

Стоп. а вот тут я не понял. Ты же сам писал, что мезон распадается на фотон и лептон. А они, в свою очередь, распадаются на кварки и антикварки. Как ты сам писал, кварки имеют массу

Стас, а вот об этом - разговор как раз впереди. Из-за некоторых подобных несоответствий в Стандартной Модели и возникла необходимость создания Теории Великого Объединения и впоследствии М-теории.