|
Пермский научный сайт |
Ядром современной физики элементарных частиц является так называемая стандартная модель, в которой на основе единого калибровочного подхода вводятся соответствующие полевые кванты и с помощью квантовомеханических функций описываются сильное, слабое и электромагнитное взаимодействия. Квантами сильного взаимодействия считаются безмассовые глюоны, квантами слабого взаимодействия предполагаются массивные W- и Z-бозоны, квантами электромагнитного взаимодействия являются безмассовые фотоны. В стандартной модели имеется двенадцать фундаментальных частиц (и столько же античастиц), являющихся фермионами. К ним относятся шесть кварков, три лептона и соответствующие им три вида нейтрино. Хотя большинство предсказаний стандартной модели подтверждается, в ней существует множество нерешённых вопросов и имеется ряд затруднений. Например, взаимодействия между фундаментальными частицами рассматриваются как точечные события, что при расчётах приводит к расходимостям и к неточности результатов. Чрезвычайно большое количество, порядка 20, подгоночных параметров и невыводимых ниоткуда величин говорит о вероятной неточности модели при объяснении физики явлений. Наибольшее количество вопросов имеется в отношении кварков: В чём причина конфайнмента - удержания кварков и глюонов в адронах, приводящего к ненаблюдаемости свободных кварков? Почему кварков шесть, глюонов восемь, бозонов три, а фотонов только один? Являются ли кварки реальными частицами или они просто выражают симметрии взаимодействия адронов между собой? В статье модель кварковых квазичастиц подробно анализируются различные свойства кварков и других фундаментальных частиц, и делается вывод о том, что кварки являются не настоящими частицами внутри адронов, а квазичастицами, моделирующими свойства адронного вещества.
Много вопросов возникает и в отношении описания сильного взаимодействия. Например, как сильное взаимодействие посредством глюонов между кварками в адронах переходит в сильное взаимодействие между различными адронами или между нуклонами в атомных ядрах? Взаимодействие между адронами часто описывают посредством обмена виртуальными частицами (обычно пионами и мезонами), то есть комплексами виртуальных кварков. Обращение к виртуальным частицам позволяет перейти на новый уровень объяснения явлений, но этот уровень оказывается в то же время и последним, поскольку о причинах существования и свойствах самих виртуальных частиц можно только догадываться. Другим способом учёта сильного взаимодействия является идея сильной гравитации, согласно которой сильное взаимодействие есть результат притяжения сильной гравитации и взаимодействия между спинами элементарных частиц за счёт поля гравитационного кручения, а также следствие электромагнитных сил. В результате предсказывается, что сильное взаимодействие должно единообразно действовать не только в веществе внутри адронов, но и между адронами, а также оказывать своё действие и на лептоны.
В квантовой механике также обнаруживаются до сих пор не решённые проблемы, среди которых можно назвать отсутствие прогресса в объяснении спина электрона. Усилия, направленные на возможность описания спина электрона только лишь с позиции квантовых идей, не дали положительных результатов. Лишь в последнее время, путём построения субстанциональной модели электрона, стали понятными его внутреннее устройство, равенство заряда электрона и протона, квантование энергии и импульса в атоме, причина спина и магнитного момента, происхождение и эволюция электрона. Субстанциональная модель протона и субстанциональная модель нейтрона, согласующиеся с теорией бесконечной вложенности материи, дали возможность понять смысл постоянных Планка и Больцмана, и выразить связи, существующие между массой, зарядом и радиусом нуклонов.
В квантовой теории поля не прекращаются попытки объединения всех известных видов взаимодействий – сильного, слабого, электромагнитного и гравитационного. Однако анализ процессов гравитационного коллапса и гравитационного излучения при образовании нейтронных звёзд, теория гравитации Лесажа, сведение слабого взаимодействия не к силам, а к превращениям вещества, происходящим снова в результате слабых взаимодействий на более низком уровне материи, модели нейтрино – всё это приводит к мысли о том, что гравитоны, нейтрино и фотоны являются различными формами электромагнитных квантов, излучаемыми веществом различных уровней материи. Это позволяет свести все взаимодействия к действию двух фундаментальных видов полей – к гравитации, в виде обычной и сильной гравитации, и к электромагнитному полю. На основе такого подхода удаётся вывести условия устойчивости нуклонов в атомных ядрах, оценить радиусы и энергии связи элементарных частиц, составить уравнения состояния их вещества. Среди других рассмотренных вопросов можно отметить следующие: 1) Обоснование действия закона сохранения количества вещества даже в случаях фоторождения элементарных частиц, когда кажется, что энергия фотона превращается в массу-энергию возникающих частиц без всяких источников вещества; 2) Способ образования мюонов и даже адронов при столкновении электрон-позитронных пучков больших энергий из вещества лептонов и объяснение появления состояния тау-лептона; 3) Анализ столкновений нуклонов, в которых генерируются состояния с появлением W- и Z-бозонов, а также t-кварка. 4) Представление странных адронов с помощью гравитационной модели сильного взаимодействия в виде связанных состояний нуклонов с пионами и другими мезонами; 5) Применение идеи сильной гравитации для объяснения состояний мюона в атоме и холодного ядерного синтеза.
Ссылки:
| Помощь учащимся и студентам. Физика, математика, экономика. Тел. в Перми 222-59-68. E-mail: studhelp@mail.ru |