- •Вакуум, элементарные частицы и вселенная.
- •Часть 1. Новые приоритеты в физике микромира.
- •Часть 2. От локального эксперимента к познанию Мира в целом.
- •Часть 3. Физика и космология на границах познания.
- •Предисловие
- •Часть 1. Новые приоритеты в физике микромира.
- •1. Поиски новых концепций на рубежах веков
- •2. Классификация и основные свойства частиц и взаимодействий
- •3. Стандартная Модель и ее проблемы
- •4. Структура кхд вакуума
- •5. Брукхейвенский эксперимент
- •6. Суперструнная программа
- •6.1.Концепция суперсимметрии.
- •6.2.Объединение физических взаимодействий.
- •6.3.Многомерное пространство.
- •6.4.Суперструны.
- •7. Преонная альтернатива.
- •7.1.Сколько типов вакуумных конденсатов существует в природе?
- •7.2.Основные идеи теории преонов.
- •7.3.Возможные сюрпризы преонной гипотезы.
- •8. Что заставляет нас изучать структуру физического вакуума?
- •Часть 2. От локального эксперимента к познанию Мира в целом.
- •1. Возможно ли изучение Мира в целом? Проблемы экстраполяции.
- •2. Идеи теории Эйнштейна.
- •2.1.Структура физических законов.
- •2.2. Геометризация тяготения и общий принцип относительности.
- •3.Принципы теоретической космологии.
- •3.1.Синтез теории тяготения Эйнштейна и микрофизики.
- •3.2.Изотропные космологические модели. Проблема фиксации топологии.
- •4.Основные космологические эффекты Стандартной Модели элементарных частиц.
- •4.1.Фазовые переходы в космологической плазме и физическом вакууме.
- •4.2. Барионная асимметрия Вселенной.
- •1) В фундаментальной физической теории должен существовать элементарный процесс на уровне частиц и вакуума, в котором не сохранялся бы барионный заряд частиц;
- •5.Стандартная Космологическая Модель.
- •5.1.Синтез легких элементов.
- •5.3.Эпоха генерации крупномасштабной структуры Вселенной.
- •6. Проблемы физики современной Вселенной.
- •6.1.Темная материя.
- •6.2.Вакуум как носитель энергии Вселенной.
- •7.Сверхранняя Вселенная. Глобальные проблемы и инфляция.
- •7.1 Концептуальные проблемы космологии.
- •7.2. Неравновесность и инфляция.
- •7.3. От сверхранней Вселенной к масштабам Стандартной Модели. Суперструны или преоны?
- •8. Физика вакуума и антропный принцип.
- •Часть 3. Физика и космология на границах познания.
- •1. Возможности современной квантовой теории как инструмента познания.
- •2.Квантовая версия ото и космологии.
- •2.1. Физический аспект проблемы квантования.
- •2.2. Математическая структура теории. «Исчезновение» времени.
- •3.Квантовая геометродинамика и рождение Вселенной.
- •3.1. Проблемы познания.
- •3.2. Наблюдатель в квантовой Вселенной.
- •3.4. Гравитационный вакуумный конденсат.
- •4.Концепция множественности миров.
- •5. Гимн о сотворении Мира в терминологии квантовой геометродинамики.
- •Гимн о сотворении Мира. Ригведа, х, 129.
- •6.Драма идей в познании природы.
7. Преонная альтернатива.
Уже отмечалось, что теория суперструн вызывает восхищение и чувство гордости за интеллект Человека у всех, кто имеет возможность ощутить логику и глубину исходных положений, мощь математического аппарата, красоту и силу следствий. Несмотря на это, мы обязаны задать вопрос: является ли структура теории суперструн в действительности логически безупречной? Уверены ли мы в адекватном отражении ею свойств мира? При ближайшем рассмотрении выясняется, что есть проблема, которая лежит несколько в стороне от теории суперструн.
7.1.Сколько типов вакуумных конденсатов существует в природе?
Вопрос формулируется просто: почему в мире существуют вакуумные подсистемы двух совершенно различных типов – ХК и КГК? Различие между этими типами подсистем обсуждалось выше. В теории суперструн предполагается, что все вакуумные подсистемы принадлежат к первому типу. Да, их много, они взаимодействуют друг с другом, но качественно они одинаковы или почти одинаковы. В нашем расслоенном 4-мерном мире они интерпретируются как результат непрерывной деформации слоев вдоль одного из направлений во внутреннем пространстве. В этом смысле задача теории суперструн – установление иерархии структур этого типа, вычисление их энергетических масштабов в долях элементарной планковской длины. Однако вакуумная структура типа КГК является неким исключением. Все известные варианты теории суперструн предсказывают, что вакуумная компонента такого типа существует в единственном экземпляре, кроме КГК, более ничего похожего в вакууме нет. Почему же такая вакуумная компонента только одна, в то время как компонент другого типа очень много? Получается, что проблемы физики КГК должны ставиться и решаться независимо от внутренних суперструнных задач (правда, возможны формальные математические поиски адекватного описания КГК). Тот факт, что проблема КГК как-то отделена от основной проблематики суперструн и заставляет нас задать вопрос: все ли безупречно в суперструнной программе? Если на ту же ситуацию мы посмотрим с позиций эксперимента, то испытаем своеобразный шок: экспериментально обнаружен именно и только КГК! Вопрос же о существовании структур типа ХК открыт и неочевидно, что эта гипотеза будет подтверждена. Физики осознают, что поиск хиггсовских бозонов что-то затянулся! Становится очевидным, что суперструнная программа пытается построить теорию таких объектов, в реальности которых мы далеко не уверены. Не странно ли, что объект другого типа, в реальности которого мы не сомневаемся, остается за рамками теории суперструн? Это обстоятельство и заставляет анализировать и альтернативные подходы к физике вакуума.
Несомненно, любая альтернатива обязательно должна апеллировать к результатам эксперимента. Конечно, и сами эксперименты надо ставить, предполагая альтернативные варианты истолкования их результатов. Причем можно сразу выделить ряд экспериментальных эффектов, которые, будучи обнаруженными, прямо укажут на необходимость альтернативной программы. В частности, речь идет обо все тех же скалярных частицах. Все, что мы знаем сегодня о физике вакуума, позволяет нам уверенно предсказать: рано или поздно в эксперименте обязательно появятся скалярные частицы, по свойствам в той или иной степени напоминающие ХБ. Вопрос лишь в том, насколько эти свойства будут соответствовать хиггсовскому бозону, содержащемуся в теории суперструн. Если соответствие свойств будет точным, то, конечно, суперструнная программа будет единственно возможной, и осмысливать место и статус КГК придется только в ее рамках. Но что произойдет, если свойства скалярных частиц не будут соответствовать предсказаниям теории? Тогда, с большой долей уверенности, мы сделаем следующий вывод: скалярные частицы не являются квантами фундаментального хиггсовского вакуумного поля, а имеют внутреннюю структуру.
Фактически, на уровне ХБ может возникнуть ситуация, аналог которой еще 25-30 лет тому назад имел место в физике адронов. На ранних этапах барионы и мезоны считались элементарными, неразложимыми на составные части объектами, и лишь затем была обнаружена их внутренняя структура – они состоят из кварков. Так и ХБ могут состоять из более фундаментальных частиц, чем они сами. Заведомо ясно, что они не могут содержать в качестве компонент обычные кварки и лептоны, приведенные в Таблице. Именно эксперимент показывает, что кварки и лептоны не могут образовывать объекты типа ХБ. Следовательно, если ХБ составной, должны существовать новые фундаментальные частицы, которых нет в Таблице! Есть два различных варианта теории, в которых ХБ выглядит как составной объект. В первом варианте его внутренние компоненты называют техникварками, во втором – преонами.