О теории единого поля

* «МиРаНаука! 01. Сборник статей от А до Я»
* http://proza.ru/2021/08/02/86
_____________________________________________

О теории единого поля
_____________________________________________

Единая теория поля - это 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.
______________________________________________
Размышления

Каких только теорий не существует. Не углубляясь в саму теорию поразмышляю о ней.

Что в ней должно содержаться:

* Ссылка на "Законы и закономерности отдельных физических дисциплин", что сомнений не вызывают т.к. они существуют лишь в замкнутых средах. За пределами этих сред законы не работают, а превращаются в парадоксы. Современная религия атеистов "Наука" борется с парадоксами любыми способами, загоняя мышление человека в замкнутые рамки.

* "Основополагающие законы", что управляют нашим материальным миром. По сути это законы магнетизма любви во всех её аспектах. Энергия самостоятельная материальная субстанция живущая по законам любви.

* "Теория времени", но при всём моём видении мира я время ассоциирую со скоростью вращения одних предметов в отношении других. Время это скорость расширения бытия этой реальности. Внутри реальности существуют временные вихри ускорения и замедления, благодаря которым прошлое, настоящее и будущее существуют одновременно. И уплотнения энергии существуют вне времени и пространства, лишь проявляясь в этой материальности тем что мы называем жизнью.
Время – как видоизменение материи – не существует. Время – искусственная величина, выдуманная человеком, и обозначает скорость эволюции явлений.

* "Новая модель атома", это модель нашей вселенной. Лишь эта форма истинно верна. Не существует никакой материи, а существует лишь преломление и уплотнение энергии, что и формирует атом.

* "Оригинальная периодическая система химических элементов", так она всегда была, но современные люди её просто отказывались замечать. Секрет кроется в Радуге и Октаве. Столько сколько спектров звука и света совпадают в семиричной последовательности столько и элементов. Древние алфавиты иероглифические и были системами химических элементов. А такие языки как язык майя были языками химических соединений т.к. это язык слогов, а не букв.

* "Новая космогоническая гипотеза", ну тут хоть каждый день выдвигай гипотезы и все будут верны в расширяющейся вселенной. Суть в том что наша реальность это как программа DOS для компьютера. По мере расширения сознания разумы формируют новую операционную систему, что заселяет все планеты. Так что не удивляйтесь что все окружающие нас планеты безжизненны. Божественный разум распределил свои творения равномерно по космосу. В последующем все миры будут объединены единой связью похожей на мозговые импульсы или на плесень. От большого взрыва мысли идеи удаляются в пустоту и теряя связь с центром взрываются в новые галактики и вселенные. Так растут клетки организма и так развивается Космос.

Наука это религия учёных. Наука изучает Мироздание и материю выделяет на первое место, но другие религии, те что не научны, говорят нам о первичности энергии и пространства.
Я пространство называю Пустотой, а энергию Мыслью Воли бога, рождённой первоначальной его идеей. Вообще, считаю что невозможно изучать науку не обращаясь к философским учениям человеческих религий.
______________________________________________
Вернёмся к самой теории

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 собирателем чужих идей в патентном бюро 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.
______________________________________________
Силы

Стандартная модель элементарных частиц + гипотетический гравитон
Все четыре известные фундаментальные силы передаются полями, которые в cтандартной модели физики элементарных частиц возникают в результате обмена калибровочными бозонами. В частности, объединению подлежат четыре фундаментальных взаимодействия:

Сильное взаимодействие : взаимодействие, отвечающее за удержание кварков для образования адронов, и удерживание нейтронов, ; и протонов для формирования атомные ядра. Частица, передающая эту силу, называется глюон.
Электромагнитное взаимодействие : взаимодействие, которое действует на электрически заряженные частицы. Обменной частицей для этой силы является фотон
Слабое взаимодействие : короткодействующее взаимодействие, ответственное за некоторые формы радиоактивности, которое действует на электроны, нейтрино и кварки. Передается W- и Z-бозонами.
Гравитационное взаимодействие: дальнодействующее взаимодействие, которое действует на все частицы. Гипотетическая обменная частица была названа гравитоном.
Современная единая теория поля пытается объединить эти четыре силы и материю в единую структуру.
______________________________________________
История

Классическая теория
Существует 4 фундаментальных взаимодействия. Чтобы создать единую теорию поля, нужно объединить их между собой, а также объединить с ними законы материальных полей. (Термины — гиперссылки на статьи ВП)
Первая успешная классическая единая теория поля была разработана Джеймсом Клерком Максвеллом . В 1820 году Ганс Кристиан Эрстед обнаружил, что электрические токи действуют на магниты, а в 1831 году Майкл Фарадей заметил, что изменяющиеся во времени магнитные поля могут индуцировать электрические токи. До этого электричество и магнетизм считались явлениями, не связанными друг с другом. В 1864 году Максвелл опубликовал свою знаменитую работу по динамической теории электромагнитного поля. Это был первый пример теории, которая смогла охватить разные теории поля, а именно электричество и магнетизм, и объединить их в общую теорию электромагнетизма. К 1905 году Альберт Эйнштейн использовал постоянство скорости света в теории Максвелла, чтобы объединить представления о пространстве и времени в единое целое, которое мы теперь называем пространством-временем, а в 1915 году он же расширил эту специальную теорию относительности до описания гравитации, общей теории относительности.,

В годы, прошедшие после создания общей теории, большое количество физиков и математиков с энтузиазмом участвовали в попытке унифицировать известные для того времени фундаментальные взаимодействия. Особый интерес представляют работы Германа Вейля 1919 года, который ввел в классическую теорию поля понятие калибровочного поля; теория Теодора Калуцы который расширил общую теорию относительности до пяти измерений. В теории Калуцы — Клейна гравитационная кривизна дополнительного пространственного измерения ведет себя как дополнительная сила, подобная электромагнетизму. Эти и другие модели электромагнетизма и гравитации использовались Альбертом Эйнштейном в его попытках создать классическую единую теорию поля. К 1930 году Эйнштейн уже рассмотрел систему Эйнштейна — Максвелла — Дирака. Эта система является пределом (математически неточно определенной) квантовой электродинамики. При включении в эту систему слабых и сильных ядерных взаимодействий, получается система Эйнштейна — Янга — Миллса — Дирака. Французский физик Мария-Антуанетта Тоннелат опубликовала в начале 1940-х годов статью о стандартных коммутационных соотношениях для квантованного поля со спином 2. Она продолжила эту работу в сотрудничестве с Эрвином Шредингером после Второй мировой войны. В 1960-х Мендель Сакс предложил обще ковариантную теорию поля, не требующую обращения к перенормировкам или теории возмущений.

Теория Гейзенберга-Паули
В 1968 году Вольфганг Паули прочел в Колумбийском университете лекцию, в которой изложил единую теорию поля Гейзенберга — Паули. В аудитории присутствовал Нильс Бор. После лекции он встал и сказал: «Мы на галерке убеждены, что ваша теория безумна. Однако мы разошлись во мнениях о том, достаточно ли она безумна». Это замечание послужило поводом для горячей дискуссии, в которой Паули утверждал, что его теория достаточно безумна, чтобы быть верной, а остальные говорили, что безумия в ней недостает. В дальнейшем было показано, что Бор оказался прав: теория, представленная Паули, была неверна.

Дальнейшее развитие
В 1963 году американский физик Шелдон Глэшоу предположил, что слабое ядерное взаимодействие, электричество и магнетизм могут возникнуть из частично объединенной электрослабой теории. В 1967 году пакистанец Абдус Салам и американец Стивен Вайнберг независимо друг от друга пересмотрели теорию Глэшоу, установив, что массы W-частицы и Z-частицы возникают из-за спонтанного нарушения симметрии с механизмом Хиггса. Эта единая теория моделировала электрослабое взаимодействие как силу, опосредованную четырьмя частицами: фотоном для электромагнитного аспекта, нейтральной частицей Z и двумя заряженными частицами W для слабого аспекта. В результате спонтанного нарушения симметрии слабое взаимодействие становится короткодействующим, и бозоны W и Z приобретают массы 80,4 и 91,2 GeV/c2 соответственно. Их теория была впервые экспериментально подтверждена открытием слабых нейтральных токов в 1973 году. В 1983 году бозоны Z и W были впервые получены в ЦЕРНе командой Карло Руббиа. За свои открытия Глэшоу, Салам и Вайнберг были удостоены Нобелевской премии по физике 1979 года. Карло Руббиа и Симон ван дер Меер получили эту премию в 1984 году.

После того, как Герардус ’т Хоофт показал, что электрослабые взаимодействия Глэшоу — Вайнберга — Салама математически согласованы, теория электрослабого взаимодействия стала шаблоном для дальнейших попыток объединения сил. В 1974 году Шелдон Глэшоу и Ховард Джорджи предложили объединить сильное и электрослабое взаимодействия в модель Джорджи — Глэшоу, первую теорию Великого Объединения, которая имела бы наблюдаемые эффекты для энергий намного выше 100 ГэВ.

С тех пор появилось несколько предложений по теории Великого Объединения, например, модель Пати—Салам, хотя ни одно из них в настоящее время не является общепринятым. Основная проблема экспериментальной проверки таких теорий — это масштаб энергии, который находится далеко за пределами досягаемости современных ускорителей. Теории Великого Объединения предсказывают относительную силу сильных, слабых и электромагнитных взаимодействий, и в 1991 году LEP определила, что суперсимметричные теории имеют правильное соотношение взаимодействий для теории Великого Объединения Джорджи — Глэшоу.

Многие теории Великого Объединения (но не Пати—Салам) предсказывают, что протон может распадаться, и если бы это было обнаружено, детали продуктов распада могли бы дать намек на другие аспекты теории Великого Объединения. В настоящее время неизвестно, может ли протон распадаться, хотя эксперименты определили нижнюю границу его жизни в 10 35 лет.

Текущий статус
Физики-теоретики еще не сформулировали широко принятую и последовательную теорию, которая объединяет общую теорию относительности и квантовую механику;, чтобы сформировать теорию всего. Попытка объединить гравитон с сильным и электрослабым взаимодействиями приводит к фундаментальным трудностям, и получившуюся теорию нельзя перенормировать. Несовместимость двух теорий остается одной из нерешённых проблем физики.

______________________________________________
Литература

Нелинейная квантовая теория поля. Сб. статей. М., 1959 (Проблемы физики)
Гейзенберг В., Введение в единую полевую теорию элементарных частиц, перевод с английского, М., 1968, ISBN 978-5-458-37231-2
Эйнштейн А. Сборник научных трудов, т. 1—2, М., 1965—66.
Митио Каку. Уравнение Бога. В поисках теории всего = Michio Kaku. The God Equation: The Quest for a Theory of Everything. — М.: Альпина нон-фикшн, 2022. — 246 с. — ISBN 978-5-00139-431-0.