- •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.
7.3.Возможные сюрпризы преонной гипотезы.
Преонная альтернатива, однако, существенно усложнит исследование природы. Естественно встанет вопрос: как на уровне преонов и метацветовых полей происходит объединение взаимодействий? Можно ли на этом субкварковом и сублептонном уровне получить аналог суперструнной программы? Не исключено, что концепция суперструн просто изменит область применимости и будет сформулирована для других, более элементарных объектов. Реализация такой программы уже начата, правда, до преонных суперструн дело еще не дошло, но суперсимметричные преонные теории уже разрабатываются. В такой схеме объединение гравитации с преонными взаимодействиями будет проводиться на уровне локальной суперсимметрии. Несмотря на то, что содержательная часть преонной суперструнной программы уже просматривается, она все же маловероятна, поскольку на преонном уровне нас могут ожидать и некоторые сюрпризы. Рассмотрим два возможных сценария развития событий.
Первый вариант связан с выбором представлений о природе расслоений. Когда мы вводили это понятие, то указывали на возможную связь расслоений с внутренней дискретной структурой пространства-времени. В суперструнной программе предполагается, что расслоение есть лишь отражение искривленности дополнительных измерений. В теории преонов возможен возврат к первоначальной идее – расслоение пространства-времени на преонном уровне может быть связано именно с его внутренней дискретной ячеистой структурой. В этом случае объединение взаимодействий должно происходить как-то по-другому. Что же касается включения в единую теорию поля и теории гравитации, то в существующем виде ее невозможно подсоединить к преонным взаимодействиям, сначала ее надо переформулировать конкретно для дискретного пространства-времени. Несмотря на то, что эти проблемы неоднократно обсуждались, сейчас трудно даже предполагать, с чего должен начинаться поиск их решений.
Второй сценарий формулируется в более привычных понятиях. Возможно, множество мета- и субметацветовых взаимодействий, неизбежных на преонных уровнях, заставит нас по-новому посмотреть на проблему компактификации. Речь идет о программе объединения взаимодействий, основанной на гипотезе о существовании дополнительных пространственно-временных измерений, теперь сформулированной для теории преонов. При выполнении этой программы, по-видимому, придется отказаться от простой схемы компактификации «лишних» измерений. (Напомним, что в теории суперструн исходное 10-мерие компактифицируется сразу в 4-мерное пространство-время, т.е шесть измерений одновременно сворачиваются в многообразие с очень большой кривизной). На уровне преонов нам придется рассматривать пространства гораздо более высокой размерности, и их компактификация в 4-мерие может происходить поэтапно, на разных масштабах. Например, сначала от 26-мерия отделятся, скажем, шесть измерений, на другом масштабе – еще восемь, на третьем – еще шесть измерений. Такой вариант отщепления «лишних» измерений мы приводим лишь для примера. На самом же деле мы не знаем, какая размерность «пространства» должна быть в преонных теориях. Процессы компактификации на разных масштабах могут эффективно восприниматься, как расслоения с разными энергетическими масштабами. Тогда расслоение вновь сводится к искривлению дополнительных измерений, но объединение взаимодействий будет базироваться на многоэтапной компактификации. Размышления над этими вопросами иногда наводят и на фантастическую мысль – а можем ли мы быть уверены в том, что пространственно-временное многообразие имеет конечное число измерений? Подобно переходу к бесконечному числу полей в суперструнной программе, и в суперпреонной программе может быть совершен качественный переход от конечных многообразий к бесконечномерным многообразиям и, соответственно, к бесконечному количеству этапов компактификации. Для нашего мира это будет означать, что микроструктура пространства-времени и вакуума бесконечно сложна. С учетом того, что мы плохо понимаем смысл бесконечности, преонная программа, вообще говоря, в ее полном объеме существенно превышает возможности нашего интеллекта.