Единая теория поля
Unified field theory
Единая теория поля
– теория, которая в рамках общего универсального подхода описывает всё
многообразие свойств элементарных частиц и их взаимодействий. Построение
такой теории является основной задачей фундаментальной физики. В настоящее
время фундаментальные свойства материи описываются несколькими дополняющими
друг друга теориями, которые, несмотря на использование ряда общих принципов,
остаются довольно обособленными. Электромагнитные взаимодействия частиц
описываются квантовой электродинамикой (КЭД), сильное взаимодействие - квантовой
хромодинамикой (КХД). Слабое взаимодействие совместно с электромагнитным
объединены в единой электрослабой теории (модели) – ЭСМ. Эти три наиболее
разработанные теории имеют общий базис – релятивистскую квантовую механику
(квантовую теорию поля) и единые принципы симметрии, но остаются отдельными
теориями. Попытки их объединить делаются в теориях Великого объединения
– ТВО. Существующие варианты ТВО, предсказывающие объединение КХД и ЭСМ
при энергиях 1015 –1016 ГэВ (расстояниях ≈10-29
см), не подтверждены опытом. Важным предсказанием ТВО является нарушение
законов сохранения барионного и лептонного чисел, приводящее к нестабильному
протону со временем жизни 1030 –1034 лет.
Обособленное место занимает современная теория гравитации – общая
теория относительности. До сих пор не удалось создать квантовой версии этой
теории. Полагают, что гравитация объединяется с остальными взаимодействиями
в единое универсальное взаимодействие (такие схемы объединения называют
супергравитацией или суперсимметрией) при планковских энергиях ≈1019
ГэВ (соответствующая планковская длина ≈ 10-33
см). Вариантом объединённых теорий, с которым связывают надежды,
является теория суперструн – гипотетических одномерных объектов, имеющих
линейные размеры порядка планковской длины. Струнная природа частиц должна
проявляться при энергиях выше планковской. Суперструны существуют в многомерном
(минимум – одиннадцатимерном) пространстве-времени, которое при энергиях
ниже планковской “свёртывается” в наблюдаемое четырёхмерное пространство-время.
|