05  мая
Теории, которые универсальны
 (голосов: 9)
Написал vharhenko в категорию Новости научного мира, физика

На сегодняшний день в природе признаны 4 основные силы, и физические явления происходят в результате взаимодействия или участия данных сил. Давайте рассмотрим четыре вида взаимодействий:


Теории, которые универсальны


1. Сильное взаимодействие – способно удерживать кварки в составе адронов и нуклонов, которые присутствуют в составе ядра.
2. Электромагнитное взаимодействие может происходить между электрическими зарядами и магнитами.
3. Слабое взаимодействие присутствует в некоторых типах радиоактивного распада.
4. Гравитационное взаимодействие считается самым слабым из всех перечисленных взаимодействий.


Классическая механика Ньютона описывает любую из сил, как силу притяжения или отталкивания, которая способна влиять на изменения характеристик движения физических тел. Существует и современная квантовая теория, в которой понятие силы (трактуется, как взаимодействие элементарных частиц) интерпретируется совершено по другим принципам. Силовое взаимодействие в современной физике рассматривается как результат обмена частицами-носителями в процессе взаимодействия двух частиц. Например, электромагнитное взаимодействие рассматривается, как обмен фотонами между двумя электронами, а обмен другими частицами-посредниками описывает другие виды взаимодействия. Такой процесс называется стандартной моделью взаимодействий.


Характер взаимодействий также может зависеть от физических свойств частиц-носителей. Закон тяготения Ньютона и закон Кулона по своей математической сути имеют сходство, так как в этих законах переносчиками взаимодействия являются частицы, которые лишены массы покоя. Слабое взаимодействие заметно, только на исключительно малых расстояниях (в пределах атомного ядра), так как носителями являются калиброванные бозоны – очень тяжелые частицы. О сильных взаимодействиях можно сказать то, что они происходят на микроскопических дистанциях, но имеют совершено другую причину, которая срыта в «пленении кварков» внутри адронов и фермионов.


Теории, которые универсальны


Аббревиатура "универсальная теория", «мировая теория», «теория большого объединения» присваивается любой теории, которая пытается объединить воедино все четыре типа взаимодействий. При этом рассматривается действие некой единой и великой силы. Если бы ученым это удалось, то картина устройства и тайна создания мира упростились бы до минимума. Тогда бы ученые доказали, что материя состоит всего лишь из кварков и лептонов, и между этими частицами действовала бы сила единой природы. Новое уравнение, которое описывает взаимодействия между частицами, было бы настолько коротко, что вместилось бы на небольшом листе бумаги, а по своей сути раскрывало бы все процессы во Вселенной. Как заявляет нобелевский лауреат, физик Стивен Вайнберг, это бы была глубокая теория, от которой бы лучами во все стороны расходилось объяснение устройства мироздания. Как мы видим, до сих пор такая теория не предложена человечеству. Мы только смогли очертить примерные контуры и описать структуру будущей всеобъемлющей теории.


Это путь от четырех взаимодействий к одному объединению. Давайте представим такую картину: на катке при температуре окружающей среды чуть ниже 0°С катаются 2 пары фигуристов. Одна пара имеет ведро с этиловым спиртом, который не замерзает при такой температуре, а вторая имеет ведро с замершей водой. При обмене ведрами происходит обмен разными по структуре телами и поэтому кажется, что обмен происходит с разными силами. Но как только температура поднимется выше 0°С, то вода растает и силы уровняются. Поэтому нам только казалось в данном примере, что обмен происходил с разными силами. По сути ничего не изменилось, только условия окружающей среды.


Теории, которые универсальны


Все теории объединения имеют одну общую основу – процесс обмена происходит при очень высокой энергии, при которой «лед в ведре тает», а граница между взаимодействиями сглаживается, так как силы начинают действовать одинаково. Теории предсказывают, что данный процесс происходит не моментально, а поэтапно, по мере нарастания энергии взаимодействия
.

Самый низкий порог энергии взаимодействия, при котором происходит первое слияние различных типов, имеет высокое значение, но вполне досягаем для современных моделей ускорителей. Первое значение 10-10 с они смогли обеспечить объединение слабых ядерных и электромагнитных сил в электрослабые взаимодействия. Только после этого произошло разделение всех четырех сил. До недавнего времени существовало только три фундаментальные силы – сильное, электрослабое и гравитационное взаимодействие.


Комментарии (0) Просмотры: 4406

Уважаемый посетитель, Вы зашли на сайт как незарегистрированный пользователь. Мы рекомендуем Вам зарегистрироваться либо войти на сайт под своим именем.