Єдина теорія полів і взаємодій
Курсовой проект - Физика
Другие курсовые по предмету Физика
а одного випускаючи й поглинаючи віртуальні частки, а джерелом для народження таких часток служить фізичний вакуум. Загалом кажучи, ці частки можуть бути цілком реальними. Наприклад, переносниками електромагнітної взаємодії вважаються фотони, а вчені сподіваються виявити переносники й всі інші взаємодії. Однак поки цього не вдається зробити, що в загальному-те, не заважає розвиватися теорії, що цілком може оперувати й віртуальними частками.
Польова фізика як альтернатива цим двом моделям взаємодії використовує поняття польового середовища, як реальної фізичної сутності, підданій внутрішній динаміці, що багато в чому є відродженням підходів Фарадея-Максвелла до теорії поля, тільки на більше сучасному рівні. Механізм польової взаємодії матеріальних обєктів відповідно до цієї концепції складається в передачі взаємного впливу через польове середовище.
Сучасна фізика виділяє 4 типи фундаментальних взаємодій. Два з них - електромагнітне й гравітаційне - відомі досить давно, багато в чому схожі й піддаються класичному опису (принаймні, на елементарному рівні). Два інших - сильне (ядерне) і слабке (розпад і взаємоперетворення елементарних часток) - є плодом сучасної фізики, не виражаються у вигляді елементарної залежності величини дії від відповідних зарядів і відстані й служать багато в чому лише як узагальнюючі поняття двох груп до кінця не зрозумілих явищ.
Польова фізика розглядає в якості фундаментальних тільки два типи взаємодій - гравітаційне й електричне. Причому, на рівні польової кінематики вони повністю схожі й симетричні: - у класичних умовах вони підкоряються тим самим законам зворотних квадратів, системі рівнянь Максвелла, поширюються зі швидкістю світла, симетричним образом визначають маси тел.
Розходження між цими двома типами взаємодій лежить на рівні утворення в матеріальних обєктів властивостей електричного заряду й гравітаційного заряду. Інше розходження - результат сформованого розподілу матерії у Всесвіті. Гравітаційне поле домінує в космічних масштабах (глобальне поле) і в силу знайдених у польовій фізиці причин виникає ефект маскування властивості гравітаційного відштовхування - антигравітації. Електричне поле, навпаки, відіграє більшу роль у локальних явищах і в силу домінування глобального гравітаційного поля здобуває симетричні властивості притягання й відштовхування.
Сильна й слабка взаємодії не розглядаються в польовій фізиці як фундаментальні. Ефекти виявляються результатом спільної дії звичайної гравітації й електрики в тих або інших умовах. Наприклад, польова фізика пояснює, чому на дуже малих відстанях між однойменними електричними зарядами (протонами) замість відштовхування виникає дуже сильне притягання й навіть дозволяє одержати потенціал ядерних сил. Примітне, що причиною настільки аномального поводження виявляється гравітаційне поле, що незаслужено вважається не граючим ніякої ролі в ядерних процесах.
А. Ейнштейн висловив ідею про можливість і необхідність створення ЕТП ще в 1908-1910 р. і активно працював у цьому напрямку з 1920 р. Ідея не була прийнята більшістю фізиків, більше того, сформувалося переконання, що побудова ЕТП у принципі неможливо. Спроби А. Ейнштейна і його нечисленних сподвижників створити ЕТП засуджувалися. Навіть А.И. Иоффе назвав наполегливе прагнення А. Ейнштейна створити ЕТП "маніакальним захопленням" Така омана розділяла більшість фізиків-теоретиків доти, поки в 1979 р. Нобелівської премії були визнані гідними А. Салам, С. Вейнберг, Ш. Глешоу за створення єдиної теорії електрослабких взаємодій.
Незважаючи на всі розходження часток і їхніх взаємодій, у них можна виявити досить багато загального: загальновідомим прикладом є обєднання електрики й магнетизму в електромагнетизм Максвеллом в 1864 році. Ідея описувати різні взаємодії загальним рівнянням стала особливо популярної після створення Ейнштейном в 1916 році Загальної теорії відносності, що описала гравітацію. Єдина теорія поля, що дозволила б описати в рамках єдиного підходу всі елементарні частки і їхні взаємодії, пояснила б всі існуючі у Всесвіті фізичні явища - така гіпотетична теорія одержала напівжартівливу назву Теорія всього. Завдання перед нею ставляться нежартівливі: мало того, що вона повинна пояснювати й пророкувати всі існуючі елементарні частки і їхні взаємодії, їй ще варто пояснювати їхні маси й час життя.
Однак кроки по її побудові довгий час були безуспішними: зокрема, Ейнштейн працював над створенням такої теорії до самої смерті. Легенди говорять, що Ейнштейну вдалося це зробити, і для експериментальної перевірки його теоретичних висновків американський уряд в 1943 році організувало секретний Филадельфийський експеримент, у ході якого нібито відбулася телепортація на кілька сотень кілометрів есмінця Елдридж. Нібито потім Ейнштейн знищив всі свої вишукування в цій області, оскільки вони могли бути використані у винятково руйнівному озброєнні. Правильні хлопці ставляться до цієї легенди з легким скепсисом: більшість експериментів, що зробили можливим створення Стандартної моделі, що поєднує тільки 3 з 4 фундаментальних взаємодій, було зроблено вже після смерті Ейнштейна.
Зрушення в області побудови Єдиної теорії поля намітився тільки після відкриття слабкої й сильної взаємодій. Першим кроком стала теорія електрослабого взаємодії, побудована Саламом, Глешоу й Вайнбергом в 1967 році на основі квантової електродинаміки (за неї вони одержали Нобелівську премі?/p>