Ядерные силы. Унификация слабых и электромагнитных сил. унификация гравитации и электроядерной силы, страница 7

Но как проверить эти идеи? Вызывает интерес предположение Шерка. В расширенной супергравитации среди состояний со спином 1 есть так называемые гравифотоны, открывающие драматическую возможность появления отталкивающей, «антигравитационной» компоненты силы, действующей между составляющими вещества. При некоторых обстоятельствах такая компонента может «забить» нормальную гравитационную силу притяжения. По мнению Шерка, это может привести к слабым отклонениям от принятого на сегодня закона тяготения, которые могли остаться незамеченными при расстояниях между объектами порядка 100—1000 м! Это уже что-то из области научной фантастики, но так ли это безумно? Ведь в 1958 г. нам казалась безумной идея получить в лабораторных условиях частицы W^± и Z° с массами около 100 ГэВ.

Заключение

Теперь подведем итоги нашего обсуждения этапов унификации. Создание единой калибровочной теории слабой ядерной силы и электромагнетизма привело нас к предсказанию еще одного слабого взаимодействия, переносимого новой частицей Z⁰ со спином 1. Это взаимодействие обнаружено экспериментально, и его особенности точно соответствуют предсказанным. Другим существенным элементом рассматриваемой схемы-является частица Хиггса — не имеющий спина бозон, который обусловливает нарушение симметрии между слабым и электромагнитным взаимодействиями и возникновение различий в массах фотона и Z⁰ и W^±-частиц. Хотя бы одна частица Хиггса должна существовать, однако теория ничего не говорит о ее массе.

Из унификации электрослабого и сильного ядерных взаимодействий, естественно, следуют нестабильность протона и вытекающее отсюда возможное истощение запасов протонов во Вселенной. До того момента, когда эти запасы заметно иссякнут, мы, конечно, не доживем, но сейчас экспериментаторы с воодушевлением взялись за проблему регистрации распада протона. По современным оценкам, предел времени жизни протона составляет 10³⁰ лет, и кажется вполне разумным экспериментально измерить этот промежуток времени, если он, как предсказывает теория, не превышат 10³² лет. Неизвестно, какова должна быть энергия унификации электрослабого и сильного ядерных взаимодействий. По мнению некоторых теоретиков, интенсивности электрослабого и сильного взаимодействий уравниваются при энергии 10¹⁵ ГэВ, что лежит далеко за пределами возможностей любого эксперимента. Поэтому вряд ли мы можем ждать, что нам удастся непосредственно наблюдать массивные электроядерные бозоны. Об их существовании можно судить только косвенно — по распаду протона. В таком случае, начиная с энергий в 100 ГэВ и вплоть до 10¹⁵ ГэВ, перед физиками простирается «бесплодная пустыня», где нет никаких надежд открыть что-нибудь интересное!

Другие специалисты оспаривают подобную точку зрения. Если кварки и лептоны состоят из каких-то частиц, то их подструктура может проявляться при гораздо меньших, хотя и достаточно высоких, энергиях. Прекварки (преоны), возможно обладающие магнитными зарядами, могут выйти на сцену при энергиях порядка 10⁵ ГэВ (в принципе технически достижимых) и сыграть свою роль в окончательной унификации сил — с участием тяготения. Этот последний шаг унификации может объединить не только четыре силы и их переносчики, но и составляющие вещества со спином ¹/₂. Внешним признаком такой унификации было бы существование гравитино со спином ³/₂ и антигравитации.

Подобная окончательная унификация тяготения с электроядерной силой и веществом могла бы осуществляться при энергиях порядка 10¹⁹ ГэВ, так называемой энергии Планка. Но если нам придется проверять наши теории при столь высоких энергиях, 10¹⁵—10¹⁹ ГэВ, то единственной подходящей лабораторией здесь могла бы быть сама Вселенная в первые мгновения после Большого взрыва!