%ما هو (من)٪ 1 - تعريف
Единая теория поля
физическая теория, задачей которой является единое описание всех элементарных частиц (или хотя бы группы частиц), выведение свойств этих частиц, законов их движения, их взаимных превращений из неких универсальных законов, описывающих единую "первоматерию", различные состояния которой и соответствуют различным частицам.
Первым примером Е. т. п. была попытка Х. А. Лоренца объяснить всю инерцию электрона (т. е. вывести значение его массы) на основе классической электродинамики. Сам электрон выступал при этом в роли "сгустка" электромагнитного поля, так что управляющие его движением законы в конечном итоге должны были сводиться к законам, описывающим это поле. Последовательное проведение этой программы оказалось невозможным, но сама попытка "примирить" дискретное (электрон рассматривался как материальная точка) и непрерывное (электромагнитное поле), попытка единого описания разных фундаментальных видов материи возобновлялась и в более позднее время.
Развитие квантовых представлений показало, что задача состоит не в том, чтобы "примирить" частицы и поля, дискретное и непрерывное. Любые "частицы" и "поля" имеют двойственную природу, объединяя в себе как свойства корпускул, так и свойства волн (см. Корпускулярно-волновой дуализм). Однако при этом каждый из видов "волно-частиц" обладает своими индивидуальными свойствами, своими специфическими законами движения. У электрона эти законы другие, чем, например, у нейтрино или фотона. Открытие каждой новой "элементарной частицы" рассматривается в современной теории как обнаружение нового типа материи. По мере того как открывались новые частицы (а поскольку все частицы имеют и волновые свойства, можно сказать: новые типы полей), всё настоятельнее становилась потребность понять, почему их так много (сейчас уже более двухсот), объяснить их свойства и расшифровать, наконец, что означает само слово "элементарная" применительно к частице. Снова - уже на более высоком уровне - появились попытки единого описания материи.
Большую стимулирующую роль сыграла в этом отношении общая теория относительности А. Эйнштейна (см. Тяготение). В этой теории и законы тяготения, и уравнения движения притягивающихся масс получаются как следствие общих законов, определяющих гравитационное поле. Общая теория относительности связывает гравитацию с геометрическими свойствами пространства-времени. В некоторых работах делались попытки более широкой "геометризации" теории, т. е. вводились такие гипотезы, касающиеся геометрии, которые позволили бы включить в рассмотрение и электромагнитные поля, а также учесть квантовые эффекты. Такой "геометрический" подход очень привлекателен, но пока в этом направлении существенно продвинуться не удалось.
Совершенно новый подход - его можно назвать модельным - ведёт своё начало от работ Л. де Бройля (См. Бройль) по нейтринной теории света. В этих работах предполагается, что фотоны - кванты света - представляют собой пары "слившихся" нейтрино (отсюда название - "теория слияния"). Нейтрино не имеет электрического заряда, его масса покоя равна нулю и спин равен 1/2 (в единицах постоянной Планка η). Сливаясь, два нейтрино могут образовать нейтральную частицу с нулевой массой и спином 1, т. е. с характеристиками фотона.
Нейтринная теория света, хотя и не свободная от недостатков, была первой в ряду моделей составных частиц. Среди них - модель Э. Ферми и Ян Чженьнина (См. Ян Чжэнь-нин), рассматривающая π-мезон как связанное состояние нуклона (См. Нуклоны) и антинуклона, модель Сёити Саката (Япония), М. А. Маркова и Л. Б. Окуня (См. Окунь), в которой все сильно взаимодействующие частицы строились из трёх фундаментальных частиц, и др.
Особенное распространение в последние годы получила модель кварков (См. Кварки), предложенная впервые (1964) М. Гелл-Маном и Г. Цвейгом. Согласно этой модели, все сильно взаимодействующие частицы (Мезоны, Барионы, резонансные частицы (См. Резонансы)) состоят из особых "субчастиц" с дробными электрическими зарядами - из кварков трёх типов, а также соответствующих античастиц (См. Античастицы) (антикварков). Эта модель, оказавшаяся весьма плодотворной для систематики элементарных частиц (см. Элементарные частицы) и объяснившая ряд тонких эффектов, связанных с массами частиц, их магнитными моментами, и некоторые др. экспериментальные факты, резко снижает число претендентов на звание "истинно элементарных" частиц и, следовательно, в известной мере решает задачу единого описания материи. Однако теория ещё далека от необходимой ясности, равно как и эксперименту надлежит ответить на ряд кардинальных вопросов. Достаточно сказать, что кварки в свободном состоянии ещё не обнаружены и не исключено, что это невозможно в принципе. В этом случае кварковая модель потеряет свой смысл как составная модель.
Ещё до создания кварковой модели В. Гейзенберг (1957) начал развивать теорию, в которой за основу принимается универсальное единое поле, описываемое величинами, которые в математике называются спинорами; поэтому теория получила название единой нелинейной спинорной теории. В отличие от описанной выше теории слияния это фундаментальное, описывающее "материю в целом" поле не связывается непосредственно ни с какой реальной частицей. Второе существенное отличие основного уравнения теории Гейзенберга - нелинейность, отражающая взаимодействия фундаментального поля с самим собой. Математически это выражается в появлении в уравнении движения членов, пропорциональных не самой, описывающей поле величине, а отличной от единицы её степени. Как и в общей теории относительности, благодаря этой нелинейности уравнения движения реальных частиц должны получаться из основного уравнения. Из этого же уравнения должны вытекать значения масс, электрических зарядов, спинов и др. характеристик частиц.
Математическое исследование уравнения Гейзенберга представляет собой трудную задачу, которую пока удалось решить лишь в довольно грубом приближении. Более того, до сих пор ещё не доказана самосогласованность процедуры устранения бесконечностей в теории Гейзенберга. Вместе с тем количественные результаты, полученные в этой теории, кажутся обнадёживающими и общая программа нелинейной Е. т. п. продолжает считаться перспективной.
Таким образом, Е. т. п. ещё не построена. Однако неразрывная связь между всеми частицами, универсальная взаимная превращаемость частиц, всё более явственно проявляющиеся черты единства материи заставляют искать пути перехода от современной квантовой теории поля, ограничивающейся констатацией многообразия форм материи, к единой теории, которая призвана это многообразие объяснить.
Лит.: Нелинейная квантовая теория поля. Сб. статей. М., 1959 (Проблемы физики); Гейзенберг В., Введение в единую полевую теорию элементарных частиц, перевод с английского, М., 1968; Эйнштейн А., Собрник научных трудов, т. 1-2, М., 1965-66.
В. И. Григорьев.
ЕДИНАЯ ТЕОРИЯ ПОЛЯ
квантовая теория поля, в которой различные формы материи (элементарные частицы) должны выступать как разные проявления единого поля. Построена теория электрослабого взаимодействия; существуют модели великого объединения; предпринимаются попытки включения в схему и гравитационного взаимодействия на основе суперсимметрии.
Единая теория поля
Единая теория поля, ЕТП (, UFT) — вид теории поля, позволяющий записать все, что обычно считается фундаментальными силами и элементарными частицами, в терминах физического и виртуального полей. Согласно современным представлениям, силы передаются не напрямую между взаимодействующими объектами, а посредством промежуточных объектов, называемых полями.
ويكيبيديا
Единая теория поля
Единая теория поля, ЕТП (англ. unified field theory, UFT) — вид теории поля, позволяющий записать все, что обычно считается фундаментальными силами и элементарными частицами, в терминах физического и виртуального полей. Согласно современным представлениям, силы передаются не напрямую между взаимодействующими объектами, а посредством промежуточных объектов, называемых полями.
ЕТП ставит своей задачей единое описание всех известных физических феноменов на основе единого первичного поля. Исторически существовали как классические ЕТП, так и квантовые, одним из современных примеров последних является теория струн.
С точки зрения классической теории, двойственность полей объединяется в единое физическое поле. Единая теория поля более века является актуальным направлением исследований. Термин был введен Альбертом Эйнштейном, который попытался объединить сформулированную им общую теорию относительности с электромагнетизмом. Эйнштейн восстановил классический идеал мира Спинозы, поскольку он являлся основой его мировоззрения, в теории относительности и распространил принцип относительности, найденный в XVII веке, на новые явления, открытые в XIX веке. Эйнштейн исключил из картины мира абсолютные ускоренные движения, но пойти дальше ему не удалось.
Теории Великого объединения тесно связаны с единой теорией поля, но отличаются тем, что не требуют, чтобы в основе природы были поля, и часто пытаются объяснить физические константы природы. Более ранние попытки, основанные на классической физике, описаны в статье о классических единых теориях поля. Понятие единой теории поля привело к значительному прогрессу в теоретической физике.
أمثلة من مجموعة نصية لـ٪ 1
1. В качестве затравки, для обоснования практической части, значилась единая теория поля, над созданием которой вот уже полсотни лет бьются лучшие умы человечества.
2. Иными словами, этот лауреат в вопросах наказания наглецов интересовался далеко не только экономикой, но и поведением стран и отдельных индивидуумов в повседневной внеэкономической жизни (и даже долго возглавлял Гарвардский институт изучения проблем курения и борьбы с ним). В общем, новое решение Нобелевского комитета напоминает о старой теории, согласно которой экономической науки (в отличие, скажем, от физической) вообще не существует; остается довольствоваться тем, что экономикой время от времени интересуются представители точных наук, которые не претендуют на полноту объяснения экономических событий (как говорил лауреат Ауманн, "теория игр -- это не единая теория поля, которая объясняет и гравитацию, и магнетизм, и электричество"), но хоть чем-то помогают.