Новая физика
Данная статья была написана Владимиром Горунович для данного сайта и сайта "Викизнание".
Новая физика – направление, в теоретической физике возникшее во второй половине двадцатого века вследствие понимания частью физиков ошибочности стандартной модели и отдельных положений квантовой теории. Ну а поскольку подавляющее большинство физиков продолжало придерживаться стандартной модели – работы по созданию новой физики оставались в тени вплоть до 2010 года.
В новой физике можно выделить два принципиально различающиеся направления:
Попытка модифицировать стандартную модель или отказ от стандартной модели при сохранении главенства квантовой теории – физика за пределами стандартной модели;
Отход, как от стандартной модели, так и от квантовой теории – новая физика (за пределами квантовой теории и стандартной модели).
Оглавление
1 Физика за пределами стандартной модели
2 Новая физика за пределами квантовой теории и стандартной модели
2.1 Новая физика и волновая теория
2.2 Новая физика и полевая теория
,
1. Физика за пределами стандартной модели
Теории, лежащие за пределами стандартной модели (но продолжающие оставаться в рамках квантовой теории), включают в себя различные расширения стандартной модели (минимальная супер симметричная стандартная модель, следующая за минимальной супер симметричная стандартная модель), либо новые теории (теория струн, М-теория и др.).
Дело в том, что стандартная модель:
не может объяснить нейтринные осцилляции, асимметрию материи и антиматерии, происхождение тёмной материи,
имеет расхождения с общей теорией относительности,
не включает в себя гравитацию,
вводит не найденные в природе частицы (кварки, глюоны, бозон Хиггса),
вводит не существующие в природе фундаментальные взаимодействия (слабое, электрослабое, сильное),
бездоказательно приписывает обыкновенным элементарным частицам (обычно векторным мезонам) способность быть переносчиками фундаментальных взаимодействий в нарушение закона сохранения энергии (калибровочные бозоны),
обладает большой способностью к подгонке под экспериментальные данные.
Суммируя все эти недостатки трудно отнести стандартную модель к достижениям науки – скорее стандартная модель относится к миру математических сказок в физике.
2. Новая физика за пределами квантовой теории и стандартной модели
Часть физиков предприняли попытки отойти от квантовой теории, видя в ней корень господствующих в физике заблуждений. Так квантовая теория утверждает, что взаимодействия в природе носят дискретный характер и передаются с помощью переносчиков взаимодействий – квантов. Но природа не создала переносчиков взаимодействий необходимых для квантовой теории. И тогда квантовая теория была вынуждена стать на путь математических манипуляций над законами природы. Так на основе принципа неопределенности Гейзенберга появилось утверждение, что закон сохранения энергии может нарушаться на величину ∆E на время ∆t.
Понимая, что законы природы должны действовать всегда, часть физиков предприняли попытки найти иные ответы - вне рамок квантовой теории.
2.1. Новая физика и волновая теория
Одним из направлений новой физики (которое можно считать исторически первым) является волновая теория строения элементарных частиц (см. работы Алеманова С.Б.). Несомненно, данная теория является шагом в верном направлении. Если бы в свое время ее поддержали другие физики и пресекли монополию на истину со стороны квантовой теории и ее стандартной модели – сейчас бы в учебниках физики было бы написано совсем другое. Возможно, данное направление в физике начало бы активно развиваться – но физика пошла иным путем и теперь есть иной выход из сложившейся ситуации.
2.2. Новая физика и полевая теория
В начале двадцатого века делались активные попытки построить единую теорию поля. Но эти попытки не увенчались успехом, и постепенно данное направление в физике ушло в тень. Многие физики перешли на сторону квантовой теории обещавшей успех.
Но идеи начала двадцатого века не были забыты. Они получили свое развитие в 70-х годах. Тогда была сделана попытка объединить для совместной работы классическую электродинамику с непротиворечащей ей частью квантовой механики на основе главенства фундаментального закона природы – закона сохранения энергии, что позволило получить правильный спектр элементарных частиц.
Стало ясно, что данное объединение должно стать фундаментом для полевой теории элементарных частиц. Мощное развитие средств вычислительной техники оказало неоценимую помощь, в построении полевой теории, дав возможность с помощью компьютеров заглянуть во внутрь элементарных частиц.
Первая и вторая части полевой теории элементарных частиц, появившиеся в 2011 году, стали достоянием человечества во многом благодаря интернету.
Полевой теории элементарных частиц удалось:
получить правильный спектр всех элементарных частиц и их возбужденных состояний (резонансов)
найти механизм образования и квантования электрического заряда элементарных частиц
объяснить природу ядерных сил
объяснить, почему элементарные частицы обладают не только корпускулярными, но и волновыми свойствами
объяснить, откуда берется масса покоя элементарных частиц и из чего она состоит
найти, как образуются постоянные магнитные поля элементарных частиц
объяснить, что представляют собой поля элементарных частиц в ближней зоне
найти истинные размеры элементарных частиц
объяснить, что лежит в основе механизма вероятностного поведения элементарных частиц («игры бога в рулетку»)
объяснить, почему почти все элементарные частицы нестабильны
и многое другое.
Более того полевую теорию элементарных частиц можно рассматривать как дальнейшее развитие волнового направления в физике а следовательно и волновой теории строения элементарных частиц.
Полевая теория элементарных частиц стала фундаментом для построения теории гравитации элементарных частиц изменив представления физики о гравитации - как суперпозиции векторных гравитационных полей создаваемых элементарными частицами вещества Вселенной.
Таким образом, идеи физиков-теоретиков начала двадцатого века (немного доработанные) нашли свое воплощение в двадцать первом веке – надежды Альберта Эйнштейна на грядущие поколения сбылись.
Теперь ясно, что элементарные частицы состоят из электромагнитного поля, и никаких кварков и глюонов в природе нет – это и можно считать одним из итогов полевой теории элементарных частиц, а вместе с ней и новой физики.