ж електромагнетизмом і слабким взаємодією з'являється внаслідок (нетривіальною) лінійної комбінації Y і I 3 , яка зникає для бозона Хіггса (це власний стан як Y, так і I 3 , так що можна взяти коефіцієнти-I 3 і Y): U (1) em визначається як група, що генерується саме цієї лінійної комбінацією і не підлягає спонтанному порушенню симетрії, оскільки не взаємодіє з бозоном Хіггса. p> За внесок в об'єднання слабкого і електромагнітного взаємодій елементарних частинок Шелдону Глешоу, Стівену Вайнберг і Абдус Саламу була присуджена Нобелівська премія з фізики в 1979. Існування електрослабких взаємодій було експериментально встановлено у дві стадії: спочатку були відкриті нейтральні струми в спільному експерименті Гаргамелле по розсіюванню нейтрино в 1973 р., а потім спільні експерименти UA1 і UA2 в 1983 р. довели існування W і Z калібрувальних бозонів за допомогою протон-антипротонних зіткнень на прискорювачі SPS (Super Proton Synchrotron, протонний суперсинхротроні).
3. В«ТЕОРІЯ ВСЬОГОВ»
Теорія всього (англ. Theory of everything, TOE) - гіпотетична об'єднана фізико-математична теорія, що описує всі відомі фундаментальні взаємодії. Спочатку даний термін використовувався в іронічному ключі для позначення різноманітних узагальнених теорій. Згодом термін закріпився у популяризацію квантової фізики для позначення теорії, яка б об'єднала всі чотири фундаментальні взаємодії в природі. У науковій літературі замість терміна В«теорія всьогоВ» використовується термін В«єдина теорія поляВ», проте слід мати на увазі, що теорія всього може бути побудована і без використання полів, незважаючи на те, що науковий статус таких теорій може бути спірним.
У Протягом двадцятого століття було запропоновано безліч В«теорій усьогоВ», але жодна з них не змогла пройти експериментальну перевірку, або існують значні утруднення в організації експериментальної перевірки для деяких з кандидатів. Основна проблема побудови наукової В«теорії всьогоВ» полягає в тому, що квантова механіка і загальна теорія відносності (ЗТВ) мають різні області застосування. Квантова механіка в основному використовується для опису мікросвіту, а загальна теорія відносності застосовна до макросвіту. СТО (Спеціальна теорія відносності) описує явища при великих швидкостях, а ОТО є узагальненням ньютонівської теорії гравітації, яка об'єднує її зі СТО і розповсюджує на випадок великих відстаней і великих мас. Безпосереднє суміщення квантової механіки та спеціальної теорії відносності в єдиному формалізмі (квантової релятивістської теорії поля) призводить до проблеми расходімості - відсутність кінцевих результатів для експериментально перевіряються величин. Для вирішення цієї проблеми використовується ідея перенормировки величин. Для деяких моделей механізм перенормувань дозволяє побудувати дуже добре працюючі теорії, але додавання гравітації (тобто включення в теорію ОТО як граничного випадку для малих полів і великих відстаней) призводить до расходимостей, які прибрати наразі не вдається. Хоча з цього зовсім не випливає, що така теорія не може бути побудована.
Після побудови в кінці XIX століття електродинаміки, що об'єднала на основі рівнянь Максвелла в єдиній теоретичній схемі явища електрики, магнетизму і оптики, у фізиці виникла ідея пояснення на основі електромагнетизму всіх відомих фізичних явищ. Однак створення загальної теорії відносності призвело фізиків до думки, що для опису на єдиній основі всіх явищ необхідне об'єднання теорій електромагнетизму і гравітації.
Перші варіанти єдиних теорій поля були створені Давидом Гільбертом і Германом Вейлем. Надалі велику увагу В«теорії всьогоВ» приділив Альберт Ейнштейн. Він присвятив спробам її створення більшу частину свого життя. Гільберт, Вейль і, в Надалі, Ейнштейн вважали, що досить об'єднати загальну теорію відносності та електромагнетизм, до того ж спочатку не малося на увазі, що вони повинні бути квантовими, так як сама квантова механіка ще не була досить розвиненою. Значною мірою, якщо не повністю, мінімальна програма - Об'єднання ОТО і електродинаміки була вирішена в рамках теорії Калуци - Клейна (Можливо, і ще деяких теорій), але майже вже до часу її створення стало актуальним включення в теорію інших полів і пророкування існування багатьох частинок, що було не зовсім тривіальним, а надалі прояснилися й нові труднощі, а квантовий варіант теорії Калуци-Клейна хоч і був мислимо, однак квантування натрапляло на труднощі конкретної розробки, як і квантування самої загальної теорії відносності окремо.
Сучасна фізика вимагає від В«теорії всьогоВ» об'єднання чотирьох відомих у даний час фундаментальних взаємодій:
В· гравітаційне взаємодія,
В· електромагнітне взаємодія,
В· сильне ядерна взаємодія,
В· слабке ядерна взаємодія.
Крім того, вона повинна пояснювати існування всіх елементарних частинок. Першим кро...
