| |
|
10. Próby superunifikacji (SuSy)
| |
Omawiany w poprzednich rozdziałach tzw. Standardowy Model struktury materii, rozróżniał dwie zasadnicze grupy cząstek:
- fermiony — o spinie ułamkowym — tworzące podstawowe składniki materii, leptony oraz kwarki (trzy generacje);
- bozony — o spinie całkowitym — kwanty pól przenoszących oddziaływania pomiędzy fermionami. Należały do nich: foton, bozony W± i Z0, 8 gluonów i 12 bozonów X z unifikacji GUT.
Przypomnijmy sobie efekty oddziaływań związane z wymianą odpowied-nich bozonów pomiędzy fermionami. Wymiana fotonu (oddziaływania elektromagnetyczne) pomiędzy naładowanymi fermionami nie zmienia ich typu ani ładunku. Wymiana bozonów W i/lub Z (oddziaływania słabe), powoduje przemianę jednego leptonu w drugi lub jednego kwarku w drugi (w obrębie generacji), przy czym wymiana bozonów Z nie zmienia ładunku elektrycznego, zaś bozonów W zmienia ładunek elektryczny oddziałujących fermionów. Wymiana gluonów pomiędzy kwarkami (oddziaływania supersilne – kolorowe) prowadzi na ogół do zmiany ładunku kolorowego kwarków, nie zmieniając ich rodzaju. Wymiana bozonów X z wielkiej unifikacji może powodować zmianę zarówno ładunku elektrycznego, jak i słabego oraz kolorowego, może więc powodować przemianę kwarków w leptony i odwrotnie.
Jak widać, brakuje w tym zestawie do kompletu oddziaływań grawitacyj-nych. Przez wiele dziesięcioleci uważano, że grawitacja, jako oddziaływanie o 40 rzędów wielkości słabsze od elektro-magnetycznych, nie odgrywa istotnej roli w mikroświecie. Jednak w miarę rozważania coraz większych energii, porównywalnych z występującymi przy kosmologicznym Wielkim Wybuchu, przekonano się, że nie sposób uzyskać w pełni zadowalającego obrazu świata, bez włączenia grawitacji w ogólny schemat unifikacyjny. Pierwsze próby takiej superunifikacji podejmowano już ponad trzydzieści lat temu, jednak do tej pory nie uzyskano w pełni zadowalającego rezultatu. W czym tkwił główny problem teoretyczny? Otóż grawitacja w języku Ogólnej Teorii Względności (OTW), opisana została jako geometria czasoprzestrze-ni. W teorii tej podstawową rolę pełni tzw. tensor metryczny gij występujący w zapisie interwału czasoprzestrzennego:
prof. Jerzy Sikorski
| |
|
|
|
