Элементарные частицы и их взаимодействия

В начале последнего десятилетия ХХ века одним  из принципиальных вопросов теоретической  физики был вопрос выбора той или  иной струнной теории качестве кандидата  на роль Единой теории. В решении  этого фундаментального вопроса  в последние годы был достигнут значительный прогресс. Оказалось, что все известные теории суперструн связаны между собой преобразованиями дуальности, открытыми в 1995 году. Дуальность теорий – это их существенное различие в деталях, но опись одной и той же физической реальности. На основе анализа взаимосвязи разных теорий выдвинута гипотеза, согласно которой все известные теории суперструн являются предельными случаями некоей фундаментальной М-теории. Эта теория живёт в 11-мерном пространстве-времени и на больших расстояниях описывает 11-мерную супергравитацию. С открытием дуальности связана третья струнная революция. Первая струнная революция была вызвана изучением амплитуд рассеяния. Вторая струнная революция связана с открытием Грином и Шварцем суперсимметрии. Суперсимметрия – это симметрия между бозонами и фермионами. Фермионы и бозоны оказываются связанными через эту симметрию и должен быть суперпартнёр в «противоположном лагере».

5. Практическое применение элементарных частиц

На первый взгляд, кажется, что изучение элементарных частиц имеет чисто теоретическое значение. Но это не так. Применение элементарным частицам нашли во многих сферах жизни.

Самое простое  применение элементарных частиц –  на ядерных реакторах и ускорителях. На ядерных реакторах с помощью нейтронов разбивают ядра радиоактивных изотопов, получая энергию. На ускорителях элементарные частицы используются для исследований. В электронных микроскопах используются пучки «жёстких» электронов, позволяющие увидеть более мелкие объекты, чем в оптическом микроскопе. Бомбардируя ядрами некоторых элементов полимерные плёнки, можно получить своеобразное «сито». Размер отверстий в нём может быть 10^-7 см. Плотность этих отверстий доходит до миллиарда на квадратный сантиметр. Такие «сита» можно применять для сверхтонкой очистки. Они фильтруют воду и воздух от мельчайших вирусов, угольной пыли, стерилизуют лекарственные растворы, незаменимы при контроле за состоянием окружающей среды.

Нейтрино  в перспективе поможет учёным проникнуть в глубины Вселенной и получить сведения о раннем периоде развития галактик. Потоки нейтронов, получаемые на импульсных источниках, позволяет диагностировать живые клетки, не нарушая их нормальной работы. Пучки протонов используются в медицине вместо скальпеля. Дело в том, что протоны наносят вред только тем клеткам, в которых они остановились. Клетки же, которые протоны просто преодолели, практически не страдают от них. Должным образом подобрав энергию пучка протонов, можно истребить болезнь, не причиняя вреда здоровым соседним клеткам. Проводились опыты на собаках, которым облучали больной гипофиз. Теория блестяще подтвердилась, и теперь в Гатчине лечат опухоли, при которых хирургическое вмешательство противопоказано. Также некоторые элементарные частицы испускает горячая плазма. Они дают информацию о многих процессах, происходящих внутри неё. С помощью диагностики плазмы в перспективе можно добиться управления термоядерной реакцией.

Список использованной литературы

1. Д.В. Сивухин «Общий курс физики», том V «Атомная и ядерная физика», М.:ФИЗМАТЛИТ; Изд-во МФТИ, 2002

2. И.В. Савельев «Курс общей физики», том 3.М.: Наука, 1987

3. Т.И. Трофимова «Физика от А до Я», М.: Дрофа, 2002

4. В.С. Барашенков «Вселенная в электроне», М.: Дет. Лит., 1988

5. «Музыка сфер», «Вокруг света» №1 (2772) январь 2005 года, 30-40 стр.

6. Эврика 83-84, сост. А. Лельевр, М., Молодая гвардия, 1984