Научная литература
booksshare.net -> Добавить материал -> Физика -> Минасян Л.А. -> "Единая теория поля: Философский анализ современных проблем физики элементарных частиц и космологии. Опыт синергетнческого осмысления" -> 35

Единая теория поля: Философский анализ современных проблем физики элементарных частиц и космологии. Опыт синергетнческого осмысления - Минасян Л.А.

Минасян Л.А. Единая теория поля: Философский анализ современных проблем физики элементарных частиц и космологии. Опыт синергетнческого осмысления — M.: КомКнига, 2005. — 176 c.
ISBN 5-4S4-G0179-X
Скачать (прямая ссылка): edinayateorpolya2005.pdf
Предыдущая << 1 .. 29 30 31 32 33 34 < 35 > 36 37 38 39 40 41 .. 83 >> Следующая

И как это часто бывало в истории физики, возможность разрешения трудностей с расходимостями в квантовой теории гравитации возникла как бы неожиданно и с применением несколько иного подхода, а именно с развитием супергравитации, Супергравитация — это теория, построенная на основе общей теории относительности и включающая в себя описание наряду с гравитационным целого набора других полей — боэонных и фермионных, объединенных в единую совокупность на основе принципа суперсимметрии.
Как уже отмечалось, бозоны и фермионы подчиняются различным статистикам. Бозонные операторы соответствуют непрерывным преобразованиям, и для бозонных полей справедливы коммутационные соотношения. Фермионные операторы соответствуют дискретным преобразованиям, для фермионных полей справедливы антакомлгугационкыс соотношения. Собственно, симметрия относительно перестановок тождественных частил и ведет к разделению их на фермионы и бозоны. Все рассмотренные выше типы симметрии не смешивают частицы с различными спинами.
Таким образом, бозе- и ферми-частицы рассматривались как частицы, имеющие различную природу. В калибровочных теориях это различие снять не удавалось. Бозошше поля являются калибровочными полями, непосредственно и однозначно связанными с определенной группой симметрии теории, фермионные же поля вводятся в теорию достаточно произвольно, как говорят физики, «руками». Тем не менее, формулы для фермиошіьіх полей имеют много общих черг, и в рамках охватившей теоретическую физику Тенденции к объединению, особенно после попыток объединения различных по цветовой природе частиц вещества — кварков и лептонов в единые мультнплеты, естественной явилась попытка объединения ферми- и бозе-частиц в единые семейства. Результат оказался многообещающим.
Объединение бозонов и фермионов в единые мулътиплсты, означает нахождение группы симметрии, называемой, обычно, суперсимметрией, преобразования когорой позволяют переходы бозонов в фермионы, и на-
78
Глава 2
оборот, при инвариантности лагранжиана относительно таких преобразований. И здесь преодолевается главное препятствие: в суперсимметричных теориях удается объединение непрерывных і преобразований с дискретными преобразованиями особого типа. Как отмечают авторы [34. С. 554]: «При этом сохраняется формальная аналогия между двумя типами преобразовав ний, имеющих существенно различную природу. Именно наличие этой аналогии является «изюминкой суперсимметрни». Пионерскими в создании суперсимметричных теории явились работы Ю. А. Гольфанда и Е. П, Лихтмана, представленные ими в начале семидесятых годов [39; 40]. В настоящее время это одно из серьезно прорабатываемых многими школами физиков направлений. Оказалось, что преобразования, связывающие бозон и фермион, примененные повторно, сдвигают частину в другую точку пространства-времени, т е. из суперпреобразовании получаются преобразования Пуанкаре, Группа Пуанкаре состоит, как известно, из преобразований Лоренца с учетом вращений и сдвигов в пространстве-времени. Так что суперсимметрия оказывается тесно связанной с геометрией, ибо преобразования суперсимметрии расширяют пуанкаре-симмет-рию пространства-времени. Это позволяет считать ее «более радикальной, чем внутренние симметрии» и рассматривать как і іространственную группу симметрии. Как отмечает П. Дэвис: «Математически симметрия (суперсимметрия, — Л. М.) соответствует извлечению корня из симметрии Лоренца—Пуанкаре. Физически же она соответствует превращению фер-миона в бозон. Математический аппарат суперсимметрии получил название квадратного корня из геометрии» [50. С. 158]. С другой стороны, локальная симметрия относительно преобразований Пуанкаре, как известно, приводит к общей теорией относительности. А это обеспечивает связь между локальной суперсимметрией и квантовой теорией гравитации, которые рассматриваются как теории, имеющие общее содержание. Уже в простейших суперсимметричных моделях наблюдается резкое сокращение расхолимостей, что сразу определило направление развития квантовой теории гравитации в рамках суперсимметрии, т. е. в направлении создания теории супергравитации.
Следует отметить, что в современных суперсимметричных теориях не удается объединить в единый супермультиплет известные бозоны (калибро-вочные и хштсовые) и фермионы (лептоны и кварки). Число фундаментальных частиц удваивается так, чтобы каждому бозону (соответственно, каждому фермиону) соответствовал бы партнер, во всем тождественный бозону (фермиону), кроме спина. Название для партнеров бозонов составляют из названия частицы с добавлением окончания «ино». Так, фотону соответствует фермион «фотино», ^-частице — «вино», Z-бозону — «зн-но», глюону — «глюнно» ит. д. Все партнеры бозонов, являясь фермиона-ми, должны иметь спин, равный 1/2. Название для партнеров фермионои
пути построения единой теории поля
79
составляют из названия частицы добавлением приставки «с». Так, электрону соответствует бозон «с-электрон», нейтрино —- <<с-нейтрино»j кваркам — «с-кварки». Эти бозоны должны иметь спин, равный 0- Хиттсовским бозонам со спином 0 должен соответствовать суперпартнер хиггсино со спином 1/2. Соответственно, и супергравитация отличается от квантовой теории гравитации тем, что в ней гравитону — переносчику гравитационного взаимодействия со спином 2 — соответствует фермиоп «травитино» со спином 3/2. Таким образом, можно сделать вывод о том, что в процессах супер-,симметричные партнеры рождаются парами. Возникает пробтема о поисках супер партнеров на ускорителях. Главное, что суперпартнеры порождают в теории расходимости противоположного знака, по сравнению с рас холимо-стями, обусловленными их партнерами, что приводит, как предполагается, к уничтожению бесконечных членов. Конкретное число частиц суперсемейства зависит от математического представления суперсимметрии. Перспективным представляется подход, в котором рассматриваются пространство-' время со многими измерениями.
Предыдущая << 1 .. 29 30 31 32 33 34 < 35 > 36 37 38 39 40 41 .. 83 >> Следующая

Реклама

c1c0fc952cf0704ad12d6af2ad3bf47e03017fed

Есть, чем поделиться? Отправьте
материал
нам
Авторские права © 2009 BooksShare.
Все права защищены.
Rambler's Top100

c1c0fc952cf0704ad12d6af2ad3bf47e03017fed