Специфические законы сохранения в теории элементарных частиц - Эвристические функции законов сохранения
Квантовая механика вскрыла специфические закономерности движения и превращения так называемых элементарных частиц. Эти закономерности не сводятся с закономерностям классической механики, и поэтому естественно ожидать, что в микромире наряду с классическими законами сохранения должны действовать свои законы сохранения. Открытие этих законов связано с развитием наших знаний о свойствах элементарных частиц.
Известные в настоящее время элементарные частицы можно объединить в группы, разделение на которые определяется не только различием в массах, но и рядом других существенных свойств (например, спином): фотон, лептоны (в группу лептонов входят два вида нейтрино и антинейтрино, электрон, позитрон), мезоны, барионы.
В 1952 г. группа физиков под руководством Э. Ферми обнаружила первую частицу из открытой большой группы частиц с очень малым временем жизни, так называемых Резонансов. Эти образования возникают при сильном взаимодействии элементарных частиц. По мнению известного американского теоретика М. Гелл-Мана, общее число резонансов должно достигать нескольких тысяч. Вновь возник вопрос об "элементарности" частиц.
Было выдвинуто несколько гипотез, смысл которых состоит в том, что все многообразие частиц сводится к нескольким фундаментальным частицам. Наибольшее распространение получила гипотеза Гелл-Манна и Цвейга.
Согласно этой гипотезе все барионы и мезоны рассматриваются как частицы, состоящие из комбинации трех фундаментальных частиц (и их античастиц), которые Гелл-Манн назвал кварками.
На основе гипотезы кварков уже удалось разрешить некоторые трудности теории элементарных частиц. Но попытки экспериментального обнаружения кварков пока еще не увенчались успехом.
В связи с попытками объяснить, почему одни превращения элементарных частиц возможны: а другие нет, было также обобщено и понятие электрического заряда. Вигнер ввел понятие о барионном числе как квантовом числе, равном +1 для нуклонов, -1 для антинуклонов и 0 для мезонов. Физическая природа сохранения барионного числа в настоящее время не выяснена, поскольку неизвестны те свойства симметрии, которые обусловливают действие этого закона.
Для легких частиц (лептонов) введено аналогичное понятие лептонного числа, закон сохранения которого выполняется только в слабых взаимодействиях. Также имеют место и законы сохранения изотопического спина и закон сохранения "странности".
Можно с полным правом утверждать, что на современном уровне развития схема "принцип симметрии - инвариантность - закон сохранения" превратилась в руководящий принцип и является наиболее полным выражением идеи сохранения. Современный физик, исследуя явления в мире элементарных частиц, считает свою работу завершенной, если он может сформулировать закономерности экспериментального материала в краткой форме законов сохранения".
В заключение надо сказать, что принципы симметрии в микромире являются более сложными и глубокими: чем в макромире. Однако, тот факт, что в микромире выполняются все классические законы сохранения, по-видимому, указывает на то, что свойства симметрии пространства-времени в масштабах микромира принципиально не должны отличаться от их свойств в макромире.
Важно отметить и следующее обстоятельство. Теоретической основой вывода законов сохранения классической физики являлись законы Ньютона. Сохраняющиеся величины фигурируют здесь в качестве основных характеристик движущегося тела или системы. Вывод этих законов из принципов симметрии - логическое завершение длительной эволюции физики на протяжении столетий. Важнейшим уроком этой эволюции явился более глубокий подход к законам сохранения, полностью оправдавший себя в физике микромира. Оказалось, что законы сохранения можно получать непосредственно из принципов симметрии, минуя законы движения.
Похожие статьи
-
Законы сохранения в микромире - Эвристические функции законов сохранения
Если механизм возникновения альфа - и гамма-излучения без особых трудностей был объяснен квантовой механикой, то испускание частиц (электронов) оказалось...
-
Понятие закона - Эвристические функции законов сохранения
В философском энциклопедическом словаре читаем "Закон - внутренняя существенная и устойчивая связь явлений, обусловливающая их упорядоченное изменение....
-
Введение - Эвристические функции законов сохранения
О чем данная работа? Казалось, бы ответить на этот вопрос нетрудно. Название ее говорит о том, что речь пойдет о законах сохранении. Но мало сказать -...
-
Законы эволюции - Теория эволюции Чарльза Дарвина
Тем не менее, общим правилом является непрерывное усложнение и рост разнообразия органического мира после каждого перехода через критические точки в...
-
История возникновения учения о симметрии - Симметрия в природе
Симметрия является фундаментальным свойством природы, представление о котором, как отмечал академик В. И. Вернадский, "слагалось в течение десятков,...
-
ИСТОРИЯ ВОЗНИКНОВЕНИЯ УЧЕНИЯ О СИММЕТРИИ - Основы учения о симметрии
Симметрия является фундаментальным свойством природы, представление о котором, как отмечал академик В. И. Вернадский, "слагалось в течение десятков,...
-
Гипотеза Гастреи - Теории возникновения Metazoa
Первую гипотезу о колониальном происхождении многоклеточных -- гипотезу "гастреи" -- предложил Э. Геккель. В основу этой гипотезы, которую он...
-
В настоящее время в области фундаментальной теоретической физики выделяются три уровня строения материи: микромир - мир предельно малых, непосредственно...
-
ВВЕДЕНИЕ - Основы учения о симметрии
Под симметрией (от греч. symmetria -- соразмерность) в широком смысле понимают правильность в строении тела и фигуры. Учение о симметрии представляет...
-
Клеточная теория строения организмов - Клетка как элементарная живая система
Для прокариот и простейших, низших грибов и некоторых водорослей понятия "клетка" и "организм" совпадают. Можно сказать, что клетка - это элементарная...
-
Основные законы эволюции, Основные факторы эволюции - Современная теория эволюции
Многочисленные исследования, проведенные в рамках вышеупомянутых наук, позволили сформулировать следующие основные законы эволюции. 1. Скорость эволюции...
-
Исследователями было выявлено два класса механизмов эволюции: адаптационные и катастрофические, или пороговые. Адаптационные механизмы Адаптационные...
-
Плазматическая мембрана., Функции плазмалеммы. - Строение клетки. Биологические мембраны
Плазматическая мембрана занимает особое положение, так как ограничивает клетку снаружи и непосредственно связана с внеклеточной средой. Она имеет толщину...
-
Законы наследственности, Достижения современной цитологии - Цитологические исследования
Второй этап в развитии цитологии как науки охватывает 1900-1935. Он наступил после того, как в 1900 были вторично открыты основные законы...
-
Популяция - элементарная единица эволюции - Популяция как элементарная единица эволюции
Отдельные особи, не имеют собственной эволюционной судьбы, потому что все эволюционные события осуществляются при смене поколений. Вид, подвид, группы из...
-
Эволюционная теория Дарвина - Подтверждение теории эволюции
Во всей истории естествознания найдется очень мало исследователей, оказавших такое глубокое влияние на умы мыслящих людей, как английский натуралист Ч....
-
Школа Мюллера и работа Шванна - Клеточная теория
Второй школой, где изучали микроскопическое строение животных тканей, была лаборатория Иоганнеса Мюллера в Берлине. Мюллер изучал микроскопическое...
-
Функции эмпирической, теоретической и прикладной сторон естествознания - Методы научного познания
Главная опора, фундамент науки -- это, конечно, установленные факты. Если они установлены правильно (подтверждены многочисленными свидетельствами...
-
Введение - Популяция как элементарная единица эволюции
Все виды живых организмов в природе представлены совокупностями особей - популяциями. Популяции - такие же природные реальности, как клетки с кодами их...
-
Распространение идей эволюционизма в эпохи Возрождения и Просвещения - Теория эволюции
В эпоху Возрождения вновь получают распространение сочинения античных натуралистов, их книги попадают в европейские страны из Северной Африки и Испании в...
-
Клетки и многоклеточный организм - Клеточная теория
Роль отдельных клеток во многоклеточном организме подвергалась неоднократному обсуждению и критике и претерпела наибольшие изменения. Т. Шванн...
-
В настоящее время по вопросам геронтогенеза человека накоплено очень большое количество знаний о процессах старения. С точки зрения специалистов...
-
Экологические факторы, ограничивающие развитие организма. Законы минимума Ю. Либиха и толерантности В. Шелфорда В середине XIX в. немецкий...
-
Введение - Клетка как элементарная живая система
Клетка - Элементарная живая система. Она обладает всеми признаками живого организма: растет, размножается, обменивается с окружающей средой веществами и...
-
Принятие решений и законы. - Жак Фреско. Проект Венера
Для принятия решений будет использоваться научный метод и компьютерные системы, имеющие обратную связь с окружающей средой. Решения будут приниматься на...
-
Теория случайного однократного происхождения жизни - Эволюция представлений о происхождении жизни
Суть ее заключается в гипотезе о случайном характере возникновения на Земле первичной живой молекулы, которая появилась лишь раз за все время...
-
Законы 4, 34 - Зарождение науки естествознания
4. Второй закон диалектики - закон отрицания отрицания. Всякое новое отрицает старое, ушедшее в прошлое, а само преодоление старого новым, возникающим на...
-
1. В рамках механистической картины мира сложилась дискретная (корпускулярная) модель реальности. Материя - вещественная субстанция, состоящая из атомов...
-
Законы наследственности - Концепции происхождения и развития жизни на Земле
В 1865 году были опубликованы результаты работ по гибридизации сортов гороха, где были открыты важнейшие законы наследственности. Автор этих работ -...
-
Общие принципы организации двигательных функций - Принципы регуляции моторных функций
Структуры, отвечающие за удержание позы и регуляцию движений (двигательные или моторные центры), локализуются в самых различных отделах центральной...
-
Общие фундаментальные принципы и законы - Космос и биосфера Земли
Чтобы понять законы экологии и представить себе возможные последствия неудачного сосуществования человека с природой, необходимо понять, что такое жизнь,...
-
Термины Группа крови - передающиеся по наследству признаки крови, определяемые индивидуальным для каждого человека набором специфических веществ,...
-
История познания людьми ММ в данной статье специально изложена так, чтобы получить ответ на самый главный и актуальный вопрос начала XXI века. Это вопрос...
-
"Новые гипотезы, лежащие на стыке наук, включая новые идеи-гипотезы, претендующие на роль всеобщих законов Природы, трудно даже сформулировать, не говоря...
-
Мнение научного сообщества о теории эволюцианизма - Концепции современного естествознания
"У идеи естественного отбора удивительная судьба, - пишет В. И. Назаров, - родившись в биологии, она захватила умы физиков, химиков, математиков,...
-
"Согласно представлениям современной физики, атом имеет сложную внутреннюю структуру, благодаря которой он может находиться в разных энергетических...
-
Естественный отбор - Теория эволюции
С борьбой за существование, жизненным состязанием и зависимостью организмов от среды, условий существования связан и естественный отбор. Учение о...
-
Клеточная теория - Цитологические исследования
Клетки - это структурные единицы организмов. Впервые этот термин употребил Роберт Гук в 1665 году. К XIX веку усилиями многих ученых (особенно Маттиаса...
-
ОСНОВНЫЕ ПРОСТРАНСТВЕННО-ВРЕМЕННЫЕ ВИДЫ СИММЕТРИЙ - Основы учения о симметрии
1. Сдвиг начала координат. Эта операция не изменяет физических законов, что связано с физической эквивалентностью всех точек пространства, т. е. с его...
-
Положения и принципы современной квантовой механики - Квантовая механика
Еще одной очень важной особенностью этой науки, в отличие от классической ньютоновской механики, является невозможность разделить микрообъект и...
Специфические законы сохранения в теории элементарных частиц - Эвристические функции законов сохранения