Книги
чёрным по белому
Главное меню
Главная О нас Добавить материал Поиск по сайту Карта книг Карта сайта
Книги
Археология Архитектура Бизнес Биология Ветеринария Военная промышленность География Геология Гороскоп Дизайн Журналы Инженерия Информационные ресурсы Искусство История Компьютерная литература Криптология Кулинария Культура Лингвистика Математика Медицина Менеджмент Металлургия Минералогия Музыка Научная литература Нумизматика Образование Охота Педагогика Политика Промышленные производства Психология Путеводители Религия Рыбалка Садоводство Саморазвитие Семиотика Социология Спорт Столярное дело Строительство Техника Туризм Фантастика Физика Футурология Химия Художественная литература Экология Экономика Электроника Энергетика Этика Юриспруденция
Новые книги
Цуканов Б.И. "Время в психике человека" (Медицина)

Суворов С. "Танк Т-64. Первенец танков 2-го поколения " (Военная промышленность)

Нестеров В.А. "Основы проэктирования ракет класса воздух- воздух и авиационных катапульных установок для них" (Военная промышленность)

Фогль Б. "101 вопрос, который задала бы ваша кошка своему ветеринару если бы умела говорить" (Ветеринария)

Яблоков Н.П. "Криминалистика" (Юриспруденция)
Реклама

Суперсила - Девис П.

Девис П. Суперсила — М.: Мир, 1989. — 272 c.
ISBN 5-03-000546
Скачать (прямая ссылка): supersila1989.djvu
Предыдущая << 1 .. 29 30 31 32 33 34 < 35 > 36 37 38 39 40 41 .. 136 >> Следующая

сохранения. Тщетно стали бы мы искать геометрическую симметрию, лежащую в
основе закона сохранения электрического заряда. Но в природе далеко не
все симметрии имеют геометрический характер. Рассмотрим, например,
явление инфляции в экономике. Когда реальная стоимость доллара падает,
падает и благосостояние лиц с фиксированным доходом. Но если чей-то доход
следует индексу цен, то реальная покупательная способность этого лица не
будет зависеть от стоимости доллара. Можно сказать, что доход,
"привязанный" к уровню цен, симметричен относительно инфляционных
процессов.
В физике также существует много симметрий негеометрического
характера. Одна из них связана с работой, совершаемой при подъеме тела.
Затрачиваемая энергия зависит от разности высот, которую требуется
преодолеть при этом (но не зависит от траектории подъема). Однако энергия
не зависит от абсолютной высоты: безразлично, измеряются высоты от уровня
моря или от уровня суши, - важна только разность высот. Следовательно,
существует симметрия относительно выбора начала отсчета высот.
Аналогичная симметрия существует и для электрических полей. Роль
высоты в этом случае играет напряжение (электрический потенциал). Если
электрический заряд движется в электрическом поле от одн-ой точки к
другой, то затрачиваемая энергия зависит только от разности потенциалов
между конечной и начальной точками. Если к системе приложить
дополнительное постоянное напряжение, то энергия, затрачиваемая на
перемещение электрического заряда в поле, не изменится. Это еще одна
скрытая симметрия уравнений Максвелла для электромагнитного поля!
Все три приведенных выше примера могут служить иллюстрациями того,
что физики называют калибровочными симметриями. Все три указанные
симметрии включают в себя "калибровку", т. е. изменение масштаба,
соответственно - денег, высоты и на-пряжейия. Все три симметрии -
абстрактные в том смысле, что они по своему характеру не геометрические.
Мы не сможем, взглянув на соответствующие явления, увидеть симметрию.
Однако все три скрытые симметрии являются важными характеристиками
рассматриваемой системы. Именно калибровочная симметрия напряжений
обеспечивает сохранение электрического заряда.
Симметрия и крясота
73
Нуклоны теряют свою индивидуальность
Последний пример абстрактной симметрии, которому отводится главная
роль в последующих главах, демонстрирует сильное ядерное взаимодействие
между протонами и нейтронами. Эксперименты показывают, что величина и
другие свойства этого взаимодействия не зависят от того, о каких частицах
идет речь - протонах или нейтронах. Действительно, протоны и нейтроны
удивительно похожи друг на друга. Их массы отличаются всего лишь на 0,1
%. У них одинаковые спины и на них одинаково действуют ядерные силы.
Единственно, чем они отличаются, - это наличием у протона электрического
заряда, но поскольку при ядерных взаимодействиях электрический заряд не
имеет значения, он служит лишь меткой протона. Заряд позволяет
распознавать протон и отличать его от нейтрона, но никак не сказывается
на ядерном взаимодействии, связывающем протоны и нейтроны. Если протон
лишить электрического заряда, то он утратит свою индивидуальность.
Тесное сходство протона и нейтрона наводит на мысль, что здесь
существует симметрия. Действительно, на ядерных процессах никак не
отразится, если бы мы каким-то образом смогли заменить все протоны
нейтронами и наоборот. Можно пойти и дальше. Представим себе, что у нас
есть волшебная ручка с указателем, поворачивая которую, мы можем
превращать протоны в нейтроны. Предположим, когда указатель находится в
верхнем положении, все рассматриваемые частицы - протоны; если же ручку
повернуть на пол-оборота, так чтобы указатель был направлен вниз, все
протоны превратятся в нейтроны (рис. 8). Разумеется,
Рис. 8. Волшебная ручка. Ее вращение позволяет постепенно изменять
природу ядерных частиц. Когда указатель ручки находится в верхнем
положении, частицы на 100 % представляют собой протоны (р). При повороте
ручки частицы переходят в смешанное состояние - отчасти протон, отчасти
нейтрон. Когда же Указатель направлен вниз, все протоны превращаются в
нейтроны (п). Описанный процесс, несмотря на всю его условность, отражает
фундаментальную симметрию ядерных сил.
74
Суперсила
это чисто мысленный эксперимент, так как в действительности мы не можем
превращать протоны в нейтроны, а нейтроны в протоны. Эта абстрактная
модель позволяет нам обнаружить абстрактную симметрию, но она очень
полезна, поскольку помогает понять природу сильного взаимодействия.
Предположим теперь, что превращение протона в нейтрон происходит не
скачком, а плавно по мере поворота волшебной ручки. Когда указатель
находится в промежуточном положении, частицы не являются в чистом виде ни
протонами, ни нейтронами, а представляют собой своего рода гибрид того и
другого. По мере удаления указателя от положения, соответствующего на
Предыдущая << 1 .. 29 30 31 32 33 34 < 35 > 36 37 38 39 40 41 .. 136 >> Следующая