называемых векторных бозонов W
+
, W
–
и Z
0
, обусловливающих обменный механизм
слабого взаимодействия. Эти частицы были обнаружены в 1983 году в экспериментах на
ускорителе на встречных пучках протонов и антипротонов с высокой энергией. Открытие
векторных бозонов явилось очень важным достижением физики элементарных частиц. Это
открытие ознаменовало успех теории, объединившей электромагнитное и слабое
взаимодействия в единое так называемое электрослабое взаимодействие. Эта новая теория
рассматривает электромагнитное поле и поле слабого взаимодействия как разные компоненты
одного поля, в котором наряду с квантом электромагнитного поля участвуют векторные
бозоны.
После этого открытия в современной физике значительно возросла уверенность в том, что
все виды взаимодействия тесно связаны между собой и, по существу, являются различными
проявлениями некоторого единого поля. Однако объединение всех взаимодействий остается
пока лишь привлекательной научной гипотезой.
Физики-теоретики прилагают значительные усилия в попытках рассмотреть на единой
основе не только электромагнитное и слабое, но и сильное взаимодействие. Эта теория
получила название Великого объединения. Ученые предполагают, что и у гравитационного
взаимодействия должен быть свой переносчик – гипотетическая частица, названная
гравитоном. Однако эта частица до сих пор не обнаружена.
В настоящее время считается доказанным, что единое поле, объединяющее все виды
взаимодействия, может существовать только при чрезвычайно больших энергиях частиц,
недостижимых на современных ускорителях. Такими большими энергиями частицы могли
обладать только на самых ранних этапах существования Вселенной, которая возникла в
результате так называемого Большого взрыва (Big Bang). Космология – наука об эволюции
Вселенной – предполагает, что Большой взрыв произошел 13.5 миллиардов лет тому назад. В
стандартной модели эволюции Вселенной предполагается, что в первый период после взрыва
температура могла достигать 10
32
К, а энергия частиц E = kT достигать значений 10
19
ГэВ. В
этот период материя существовала в форме кварков и нейтрино, при этом все виды
взаимодействий были объединены в единое силовое поле. Постепенно по мере расширения
Вселенной энергия частиц уменьшалась, и из единого поля взаимодействий сначала выделилось
гравитационное взаимодействие (при энергиях частиц ≤ 10
19
ГэВ), а затем сильное
взаимодействие отделилось от электрослабого (при энергиях порядка 10
14
ГэВ). При энергиях
порядка 10
3
ГэВ все четыре вида фундаментальных взаимодействий оказались разделенными.
Одновременно с этими процессами шло формирование более сложных форм материи –
нуклонов, легких ядер, ионов, атомов и т. д. Космология в своей модели пытается проследить
эволюцию Вселенной на разных этапах ее развития от Большого взрыва до наших дней,
опираясь на законы физики элементарных частиц, а также ядерной и атомной физики.
Достарыңызбен бөлісу: |