Тонкая физика. Масса, эфир и объединение всемирных сил - Фрэнк Вильчек

например, они сохраняются. В КХД взаимодействие цветных зарядов обеспечивают глюоны. См. также: Поле, Электродинамика, Цвет, Хромодинамика.

Заряд без заряда

Концептуальное следствие асимптотической свободы. Эффективный цветной заряд данного источника уменьшается с увеличением расстояния. Ненулевое конечное значение заряда на ненулевом расстоянии соответствует нулевому в пределе нулевого расстояния. Таким образом, точечный источник создает заряд, не имея заряда. Это трюк, достойный Чеширского Кота.

Импульс

Центральное понятие в физике. Первоначальной и наиболее очевидной формой импульса является механический импульс, связанный с движением частиц. В дорелятивистской механике импульс тела определялся путем умножения его массы на скорость. Ньютон назвал импульс «количеством движения», и он появляется в его втором законе: скорость изменения импульса тела равна действующей на него силе. В специальной теории относительности импульс тесно связан с энергией. При буст-преобразованиях энергия и импульс смешиваются друг с другом, подобно времени и пространству. Совокупный импульс изолированной системы сохраняется.

В современных физических теориях импульс выступает в качестве первичного понятия на том же основании, что и пространство, с которым он глубоко связан. Например, расстояние D, необходимое для прохождения пространственно-периодических электрических возмущений, связанных с фотоном, через один полный цикл, соотносится с импульсом фотона P как PD = h, где h — постоянная Планка. В рамках этих теорий сохранение импульса следует из симметрии уравнений относительно пространственной трансляции, или, выражаясь простым языком, из того факта, что законы везде одинаковы. Ср. с Энергией.

Калибровоч-ная симметрия

См.: Локальная симметрия.

Квантовое поле

Заполняющий пространство объект, который подчиняется законам квантовой теории. Квантовые поля — это законные «дети» от «брака» между квантовой механикой и специальной теорией относительности. Квантовые поля отличаются от классических полей тем, что они проявляют спонтанное поведение, также известное под названием квантовых флуктуаций или виртуальных частиц, все время и повсеместно. Центральная теория, которая объединяет наше лучшее актуальное понимание фундаментальных процессов, формулируется в терминах квантовых полей. Частицы проявляются в качестве вторичных последствий; они представляют собой локализованные возмущения в первичных объектах, то есть в квантовых полях.

К общим последствиям квантовой теории поля, которые не вытекают из квантовой механики или классической теории поля в отдельности, относятся: существование типов частиц, являющихся одинаковыми повсюду и во все времена (например, все электроны имеют одинаковые свойства); существование квантовой статистики (см.: Бозон, Фермион); существование античастиц; неизбежная ассоциация частиц с силами (например, из существования электрических и магнитных сил можно вывести фотоны); вездесущность преобразования частиц (квантовые поля создают и уничтожают частицы); необходимость простоты и высокой симметрии для обеспечения согласованности законов взаимодействия; и асимптотическая свобода (см.: Асимптотическая свобода). Все эти следствия квантовой теории поля являются важными аспектами физической реальности, как мы ее воспринимаем.

Кварк

Наряду с глюонами кварки являются участниками сильного взаимодействия (экспериментальный аспект) или КХД (теоретический аспект). Они представляют собой фермионы со спином 1/2. Существует три различных аромата U-кварков — u (верхний), c (очарованный) и t (истинный), каждый из них имеет один и тот же электрический заряд 2e/3 и одну единицу цветного заряда (красного, зеленого или синего); кроме того, существует три аромата D-кварков — d (нижний), s (странный) и b (прелестный), каждый из них также имеет электрический заряд –e/3 и цветной заряд одного из трех цветов. Процессы слабого взаимодействия могут трансформировать различные ароматы друг в друга. Таким образом (цветные) глюоны меняют цветной заряд кварка, но не его аромат, в то время как W-бозоны меняют аромат, но не цветной заряд. Кварки не наблюдаются непосредственно, но оставляют свою подпись в струях (экспериментальный аспект) и используются в качестве строительных блоков для построения наблюдаемых адронов (теоретический аспект). Все взаимодействия Центральной теории сохраняют разность общего количества кварков и антикварков. Это называется сохранением барионного числа и обеспечивает стабильность протонов. Единые теории обычно предполагают существование взаимодействий, которые превращают кварки в лептоны, а также могут приводить к распаду протонов. До сих пор такого распада не наблюдалось. См. также: Выделенные курсивом слова.

Конфайнмент

Тот факт, что кварки никогда не наблюдаются изолированно. Если точнее, то для любого наблюдаемого состояния разность количества кварков и антикварков кратна трем. Конфайнмент — это математическое следствие хромодинамики, которое нелегко продемонстрировать.

Космологи-ческий член

Логическое расширение уравнений общей теории относительности. На языке геометрии космологический член либо поощряет равномерное расширение пространства-времени, либо препятствует ему (в зависимости от его знака). Кроме того, космологический член можно интерпретировать как влияние постоянной плотности энергии (положительной или отрицательной) на метрическое поле. Эта плотность сопровождается давлением р, связанным с ней посредством «хорошо темперированного уравнения» = –р/с2.

Кредитный счет

Причудливое название унифицированной системы учета кварков и лептонов, которое в полной мере объясняет характер их сильных (цветных), слабых и электромагнитных зарядов. В качестве математической структуры используется спинорное представление группы SO(10), а также конкретный выбор подгруппы SU(3) × SU(2) × U(1). Выбор подгруппы определяет, как Центральная теория встраивается в единую теорию. Если мы допускаем только преобразования установленной, меньшей центральной симметрии, единый кредитный счет распадается на шесть несвязанных фрагментов, а специфический характер электрических зарядов (или, что то же самое, гиперзарядов) остается без объяснения. См. также: Единая теория.

Кредо иезуитов

«Блаженнее просить прощения, чем разрешения». Это глубокая истина.

КХД