Unifikacja sił
|
W roku 1864
James Clerk Maxwell
wytłumaczył zjawiska elektryczności i magnetyzmu, pokazując, że
są one manifestacją jednej, zunifikowanej siły elektromagnetycznej.
W następstwie tego przewidział istnienie fal elektromagnetycznych oraz
wykazał, że światło jest taką falą.
|
|
Sto lat później
Sheldon Glashow, Abdus Salam oraz Steven Weinberg
odkryli niezależnie, w jaki sposób opisać siły elektromagnetyczne w
połączeniu z oddziaływaniami słabymi w ramach jednej teorii.
Powiązali oni w ten sposób zjawiska promieniotwórczości oraz syntezy
termojądrowej zachodzącej w gwiazdach z bardziej znanymi efektami
elektryczności i magnetyzmu.
|
Teoria "elektrosłaba" Glashowa, Salama i Weinberga przewidziała
istnienie nośników sił słabych, tak neutralnych (nazwanych
Z0) jak i naładowanych (nazwanych odpowiednio W+ i
W-). Przewidziała także, że istnienie cząstek
pośredniczących Z0 musi odzwierciedlać występowanie w
przyrodzie neutralnych oddziaływań słabych, wcześniej nie
obserwowanych. Kilka z pierwszych procesów z udziałem tych
"słabych prądów neutralnych"
zobaczono w CERN-ie w roku 1973 przy użyciu komory pęcherzykowej
Gargamelle.
|
Eksperymenty UA1 i UA2 przeprowadzone w CERN-ie dziesięć lat
później udowodniły istnienie cząstek Z0 oraz W. Carlo
Rubbia i Simon van der Meer z CERN-u zostali w roku 1984 uhonorowani
nagrodą Nobla z dziedziny fizyki za odkrycie tych cząstek oraz za
wynalezienie metody "chłodzenia stochastycznego", która uczyniła
to odkrycie możliwym.
|
Teoria elektrosłaba stanowi obecnie centralną część
opisu sił przyrody w ramach Modelu Standardowego. Podobna matematycznie
teoria, w której osiem rodzajów bezmasowych gluonów przenosi siły
między kwarkami, opisuje oddziaływania silne. Teoria ta nazywana jest
chromodynamiką kwantową (QCD - Quantum Chromodynamics).
Udana unifikacja sił elektromagnetycznych i słabych zachęciła
fizyków do poszukiwań nowej teorii zawierającej także
oddziaływania silne we wspólnym, zunifikowanym schemacie, zwanym Teorią
Wielkiej Unifikacji. Rozważa się również włączenie do niej
sił grawitacji, łącząc tym samym wszystkie znane oddziaływania
przyrody w jedną "supersiłę". Potrzeba jednak jeszcze wiele pracy
eksperymentalnej oraz teoretycznej, by osiągnąć ten cel.
© Copyright CERN - Ostatnia modyfikacja 1998-06-29