статья Большая проблема малых галактик

Максим Борисов, 29.08.2008
Три карликовые спутниковые галактики Млечного пути - W1, Лев II, и Печь (слева направо), которые обладают одной и той же массой, хотя в их состав входит весьма разное количество звезд. Изображение с сайта ScienceNOW Daily News

Три карликовые спутниковые галактики Млечного пути - W1, Лев II, и Печь (слева направо), которые обладают одной и той же массой, хотя в их состав входит весьма разное количество звезд. Изображение с сайта ScienceNOW Daily News

Изучение карликовых галактик Млечного пути позволило выявить весьма странное обстоятельство: независимо от того, сколько звезд содержит каждая такая галактика, все они имеют примерно одну и ту же массу. Полученные результаты могут помочь прояснить как механизм формирования всех галактик, так и природу темного вещества.


Комментарии
User pointofnoreturn, 29.08.2008 12:08 (#)

http://ned.ipac.caltech.edu/level5/Franx/Franx_contents.html

User pointofnoreturn, 29.08.2008 12:29 (#)

http://www.space.com/scienceastronomy/070115_mm_hobbit_galaxies.html http://www.astro.uu.se/~ns/mwsat.html http://www.ipac.caltech.edu/2mass/gallery/galmorph/

SN 31.08.2008 23:53 (#)

о темной энергии (на рус.яз)

http://www.inauka.ru/astrophisics/article66019.html

SN 01.09.2008 00:05 (#)

темное вещество - некоторые результаты 2007г

здесь небольшая подборка новостей по исследованию темного вещества в 2007г: http://www.astroclub.kiev.ua/forum/index.php?topic=578.20

(написано анонимно) 30.08.2008 23:53 (#)

Ну. А где кровавая гэбня?

Цыник 31.08.2008 02:24 (#)

Так там же написано о темном веществе.

Читай внимательнее, портянка.

User pointofnoreturn, 02.09.2008 15:09 (#)

очень интересный текст и линки спасибо SN

http://pdg.lbl.gov/2006/listings/contents_listings.html Можно кое, что сказать про электрослабые взаимодействия и промежуточные бозоны: Предсказания КЭД выполняются с высокой точностью.Диаграммы Фейнмана являются одной из основных методик расчета вероятности электромагнитных процессов. Электромагнитные процессы подчиняются почти всем законам сохранения (кроме закона сохранения изоспина ) Вероятности электромагнитных процессов, например распадов частиц с вылетом у( гама)-квантов . , меньше вероятностей распадов по сильным взаимодействиям. Сравним средние времена жизни частиц, распадающихся благодаря сильным и электромагитным взаимодействиям. Примером первого процесса является распад любого из дельта -резонансов: дельта ++--->р+п;Г=120мэВ.Если известна ширина резонансного пика частицы дельта , то можно оценить и её среднюю продолжительность жизни Гтау =h-->Гc=200 МэВ*10(-13)см/120МэВ*3*10(10)см/с~0.56*10(-23)c. Среднее время жизни частиц, к-рые распадаются по электромагнитному каналу значительно выше.Заряженные пионы и заряженные гиперионы имеют средние времена жизни примерно на 9 порядков выше, чем их нейтральные партнеры по изоспиновым мультиплетам. Это различие во временах жизни связано с тем, что нейтральные пион и гиперон распадаются благодаря электромагнитному взаимодействию, а заряженные – за счет слабого взаимодействия. Анализ диаграмм Фейнмана для электромагнитных взаимодействий адронов показывает, что при электромагнитных распадах не происходит превращения одного кварка в другой. Аннигиляция электрон-позитронной пары в два -кванта также не изменяет природу частицы в вершине (узле) диаграммы. Взаимопревращение кварков друг в друга и одних лептонов в другие происходит за счет слабого взаимодействия.Слабое взаимодействие, ответственное за бета( b или в) распад ядер и частиц, рассматривалось в течение 50 лет как взаимодействие четырех фермионов. Действительно, в этих взаимодействиях может участвовать 4 фермиона, например n--->p+e-+ ve-...+мю- --->e- +ve-+v ню.Но существуют ещё и распады частиц, в к-рых не происходит вылета нейтрино (или антинейтрино), а превращаются друг в друга сильно взаимодействующие частицы – адроны. Эти процессы происходит за времена на 8 –9 порядков большие, чем электромагнитные распады, т.е. это распады по слабым взаимодействиям. Слабые взаимодействия , как и электромагнитные,яв-ся обменными взаимодействиями(это объяснение Вейнберга, Гленшоу) и осуществляются они благодаря обмену тяжелыми промежуточными бозонами. В 1982-83 годах Карл Руббиа открыл промежуточные бозоны W+ ,W- и Z0 на ускорителе SPS в европейском научном центре CERN. Массы покоя этих частиц оказались очень большими, больше 80 ГэВ. (Ответственный за электромагнитные взаимодействия у-квант также является промежуточным бозоном, но, в отличие от W+, W-, Z0 его масса покоя 0) Эксперимент подтвердил, таким образом, внутреннее единство процессов электромагнитного и слабого взаимодействия. Была создана единая теория электрослабых взаимодействий.Поскольку массы покоя W+ ,W- бозонов составляют по >80 ГэВ/с(2)(8,41?)( или 80.41 ГэВ в “естественной системе”, принятой в физике высоких энергий), энергия каждого из сталкивающихся в коллайдере пучков e+,e- должна составлять величину, не меньшую, чем масса покоя W, т.е. 80.41 ГэВ. Это пороговая энергия рождения пар W+, W- в системе центра масс, при этой энергии сечение рождения этой пары близко к 0. Для получения заметного количества пар W+W- энергия пучков e+, e- должна быть выше 80.41 ГэВ.Диаграммы Фейнмана для слабых взаимодействий строятся так же, как и ДФ для электромагнитных взаимодействий. В обоих случаях в вершинах диаграмм должны выполнятся все дискретные законы сохранения для данного типа взаимодействий, например, универсальный закон сохранения электрического заряда. Поскольку частица, к-рая осуществляет взаимодействие – виртуальная, законы сохранения энергии и импульса в вершинах временно нарушаются, но выполняются для процесса в целом.(W- и Z-бозоны как переносчики слабого взаимодействия были предсказаны в 60-е годы прошлого века С. Вайнбергом, Ш. Глэшоу и А. Саламом в их электрослабой теории, объединившей электромагнитное и слабое взаимодействие. Предсказанные массы W- и Z-бозонов были соответственно в районе 80 и 90 ГэВ/с2. В 1976 г. Д. Клайн, П. Макинтайр и К. Руббиа предложили для поиска W- и Z-бозонов построить в ЦЕРНе новый ускоритель (ни один ускоритель в мире в то время не обладал энергией, достаточной для рождения частиц столь большой массы) и в 1981 г. такой ускоритель в ЦЕРНе был создан под руководством С. Ван дер Меера. Этот ускоритель (суперсинхротрон, обозначавшийся SpS) представлял собой протон-антипротонный коллайдер с энергиями сталкивающихся частиц по 270 ГэВ (в дальнейшем энергии частиц были увеличены до 315 ГэВ). W- и Z-бозоны должны были рождаться в p-столкновениях...) . В слабых взаимодействиях обмен осуществляется путем рождения и поглощения массивных виртуальных частиц W+, W-, Z0.Для виртуальной частицы неопределенность в значении энергии равна ее энергии покоя: дельта Е~Mvc(2) Это приводит к очень малому радиусу слабых взаимодействий.В слабых взаимодействиях обмен осуществляется путем рождения и поглощения массивных виртуальных частиц - промежуточных бозонов W+ ,W-, Z0. Полученный результат объясняет тот факт, что созданная Ферми в в 30-х годах ХХ века теория слабых взаимодействий, как теория точечного взаимодействия 4-х фермионов, очень хорошо объяснила экспериментальные данные бета распадов.Нейтральный Z0 = Z бозон был обнаружен благодаря его распадам на кварк- антикварк, что приводило к регистрации струй адронов (Родившиеся кварки при разлете обрастают кварк-антикварковыми парами. В итоге формируются пучки адронов, летящие в направлениях вылета первичных кварков – струи (jet)). Другие каналы распада Z бозонов:Z0--->e++ e- b Z--->мю++мю-Z бозоны ответственны за слабые процессы рассеяния части без изменения их зарядов в вершинах (т.н. нейтральные токи). Пример такого процесса – рассеяние нейтрино друг на друге.НЕЙТРИНО АНТИНЕЙТРИНО. СПТРАЛЬНОСТЬ :Нейтрино, впервые обнаруженные в бета(b)-распаде ядер, участвуют только в слабых взаимодействиях (и гравитационных, хотя измерить эти последние взаимодействия нейтрино пока не удается). Экспериментальное исследование реакций с нейтрино выявили следующие их характеристики:1.Нейтрино и антинейтрино – разные частицы. То, что излучается при бета распаде ядер вместе с электроном -антнейтрино .Опыт показал, что антинейтрино не вызывают реакцию образования ядер аргона из ядер хлора, которая идет при участии нейтрино (например, нейтрино, которые излучаются Солнцем –опыт Дэвиса): 2.Нейтрино и антинейтрино бывают трех разных типов (flavor), соответствующих трем поколениям фундаментальных фермионов. Каждому из поколений лептонов, по современным представлениям, должно быть приписано свое квантовое число – лептонный заряд (Le,Lмю ,Lтау ), к-рое сохраняется во всех взаимодействиях. Сохранение этого квантового числа объясняет отсутствие электромагнитных распадов мюонов.3. Масса нейтрино очень мала даже по сравнению с массой электрона. ( По последним данным, масса электронного нейтрино меньше 5 эВ, измерение масс мюонных и тау-нейтрино еще более затруднительно, чем электронных нейтрино). Проблема массы нейтрино относится к важнейшим проблемам физики частиц и физики космоса. 4. Нейтрино обладает еще одной характеристикой – спиральностью h. Спиральность равна величине проекции спина частицы на ее импульс, деленной на их модули. h=s(.->)p(.->)/|s|(.->)|p|(.->) ..Есть ещё одна частица, к-рую очень часто упоминают при обсуждении тёмной материи это нейтралино суперпартнёр Z-базона( фермион.Фермионами называются частицы с полуцелыми значениями спина, бозонами - частицы с целыми значениями спина. Спином называется минимальное значение момента количества движения, которое может иметь частица. Спины и другие моменты импульсов измеряются в единицах h.Для частиц с ненулевой массой покоя спин равен моменту импульса частицы в системе координат, связанной с ней самой. (Значение J спина частиц,представляет собой максимальное значение проекции вектора момента количества движения на выделенную ось, деленное на h)). Нейтралино считается самой лёгкой суперсиметричной частицей , поэтому должна быть стабильной .Нейтралино не имеет электрического заряда .Теория большого взрыва , как предпологают,могла бы помочь оценить число нейтралино в кварк-глюонной плазме.Если нейтралино принимает участие только в грав. взаимодействиях её очень сложно( вернее невозможно) будет обнаружить при соответствующих сечениях взаимодействий.Но существуют модели , по к-рым нейтралино может участвовать и в слабых взаимодействиях.По этим моделям соударение частицы тёмной материи с этим атомным ядром привидёт к его отдаче это вызвет выделение энергии….

User pointofnoreturn, 02.09.2008 17:13 (#)

Чтобы хоть что-то рассказать про нейтрино надо немного рассказать и про лептоны:Класс лептонов образуют 6 частиц, не участвующих в сильных взаимодействиях. Это электрон е-, отрицательно заряженный мюон мю-, отрицательно заряженный тау- лептоны и 3-нейтральные частицы -электронные нейтрино нюе( ve), мюонное нейтрино vмю и таунейтрино vт.Лептоны считаются бесструктурными частицами. Размер их < 10(-16 )см. Детальное изучение свойств лептонов показывает, что они группируются парами, каждая пара состоит из заряженного лептона и нейтрино. Таким образом 6 лептонов образуют 3 поколения.1поколение :е-,ve.2покаление мю-,vмю.3 покаление:т-(тау) ,vт.Все лептоны имеют спин s = 1/2. Заряженные лептоны участвуют в электромагнитных и слабых взаимодействиях. Нейтральные лептоны участвуют только в слабых взаимодействиях. Каждый лептон имеет античастицу. Они также объединены в три поколения :1-е покаление:е+,vе.2-е покаление мю+,vмю 3-е т-,мют.Лептонное число - аддитивное квантовое число, которое сопоставляется каждому поколению лептонов. Лептонам приписывается лептонное число L = +1, антилептонам - L = -1. Le(e-,ve) = +1, L мю(мю- ,vмю) = +1, Lт(т-,vт) = +1, Le(e+,ve) = -1, L(мю+,vмю) = -1, L (т+,vт) = -1.У частиц не являющихся лептонами лептонные числа равны 0. Лептонное число системы частиц равно алгебраической сумме лептонных чисел входящих в нее частиц. Как следует из эксперимента, во всех процессах, происходящих в замкнутой системе в результате сильных, электромагнитных и слабых взаимодействий, каждое лептонное число Le,Lмю,Lтсохраняется порознь.....Закон сохранения лептонных чисел требует, например, чтобы в реакции распада нейтрона вместе с электроном обязательно рождалось электронное антинейтрино. Из закона сохранения лептонных чисел следует, что нейтрино являются стабильными частицами, т.к. e является самой легкой частицей, имеющей Le = +1. Аналогично e является самой легкой частицей, имеющей Le = -1.По стандартной модели нейтрино считался до недавнего времени частицей , у к-рой масса равна0, это непротиворечило некот. эксперементам, но это не совсем оказалось верным.Некоторые указания на отличие массы нейтрино от нуля видимо следуют из данных по измерению потоков солнечных нейтрино. Если для регистрации солнечных нейтрино использовать реакции, которые происходят только под воздействием электронных нейтрино, то измеренные потоки солнечных нейтрино оказываются заметно меньшими, чем дают предсказания стандартной модели Сола. Сол. нейтрино ve имеют отличную от нуля массу....ТЕПЕРЬ НАСЧЁТ ОТЛИЧИЯ НЕЙТРИНО ОТ АНТИНЕЙТРИНО:В 50х годах ХХ века был поставлен эксперимент по регистрации нейтрино от атомного реактора. Для этого он использовал метод, предложенный в 1946 г. Б. Понтекорво. Идея этого метода заключалась в следующем. Ядра Ar37испытывают e-захват, т.е. один из протонов, входящих в состав ядра 37Ar превращается в нейтрон e- + 37Ar---> ve(нюе) + 37Cl( процесс1), а при обратной реакции должно было быть:ню+ 37Cl---> e- + 37Ar( процесс2),т.е. эта реакция должна должна иметь то же сечение. Измеряя количество образующихся радиоактивных ядер 37Ar (T1/2 = 35дн.), можно оценить потоки нейтрино. Если нейтрино образующееся в атомном реакторе в результате --распадов осколков деления (в к-рых нейтроны превращаются в протоны) тождественны нейтрино ve-захвата, (процесс2) должен наблюдаться, и сечение должно быть ~10(-43) см2.Для регистрации процесса (2) необходимо было использовать большую массу мишени, т.к. по оценкам в случае тождественности нейтрино и антинейтрино.В качестве мишени использовалось около 4000 литров раствора четырехлористого углерода. Каждый сеанс облучения продолжался 2 месяца. Была разработана специальная методика извлечения изотопа 37Ar из огромного объема мишени. Выделенный аргон помещался затем в низкофоновый счетчик для регистрации его радиоактивности. Для величины измеренного экспериментального сечения была получена верхняя оценка сигмаэксп<0.25*10(-44)cм2( вместо0.9·10(-43 )см2)-а это во много раз меньше,чем ожидалось.Т.о., из опыта Дэвиса обнаруживалось, что нейтрино и антинейтрино -разные частицы.Электронное нейтрино всегда в конечном состоянии появляется в паре с позитроном, а электронное антинейтрино - в паре с электроном. При облучении нуклонов в пучке нейтрино в конечном состоянии всегда наблюдаются электроны. Если реакция происходит под действием антинейтрино, среди продуктов реакции всегда присутствуют позитроны, и никогда не наблюдаются электроны. Различие в свойствах нейтрино и антинейтрино можно описать, если ввести квантовое число - электронный лептонный заряд Le, приписав электрону и электронному нейтрино значение Le = +1, античастицам позитрону и электронному антинейтрино приписав Le = -1 и постулируя закон сохранения лептонного заряда (числа). Из закона сохранения лептонного числа следует какие реакции с участием нейтрино возможны, а какие запрещены.Другим более точным методом проверки тождественности e и e является исследование реакций нюe + N ---->e+ + X, (3) нюe + N-----> e- + X (4) под действием нейтрино, образующихся при распаде K+-мезонов.X - совокупность всех остальных частиц, образующихся в реакциях (3) и (4). Если нейтрино и антинейтрино являются тождественными частицами, то при облучении нуклонов должно образовываться примерно одинаковое количество электронов и позитронов.Два события (3) и (4)регистрировались с помощью пузырьковой камеры. Идентифицировались случаи реакции с электроном и позитроном в конечном состоянии. Оказалось, что при облучении пузырьковой камеры пучком нейтрино образуются только электроны. Позитроны не наблюдались. С помощью этого метода было показано, что перекрытие состояний <ve|ve~>составляет меньше десятых долей процента.... Группа М. Гольдхабера в конце 50-х годах эксперементально измерили спиральность нейтрино . Был использован е-захват возбужденного состояния изотопа 152Eu (Т1/2 = 9.3 часа) с энергией 45 кэВ и спином-четностью JP = 0-. В результате распада образуются ядра в различных возбужденных состояниях, в том числе и в состоянии 1- с энергией возбуждения 0.961 МэВ..... ПОТОКИ СОЛ. НЕЙТРИНО И НЕЙТРИННЫЕ ОСЦИЛЯЦИИ:Одно из объяснений дефицита нейтрино связано с гипотезой нейтринных осцилляций.В конечном итнге это эксперементально было поттверждено.В нейтринной обсерватории Садбери (SNO) нейтринные потоки "борных" нейтрино, образующихся на Солнце в реакции ,8B-->8B*+e*+ve* детектировались с помощью реакций: ve + d-->p + p + e- (CC) vx + d-->p + n + x (NC) vx + e(-)-->vx + e- (ES).Первая реакция (СС), протекающая с участием заряженных токов, чувствительна только к электронным нейтрино .Вторая (NC), протекающая с участием нейтральных токов чувствительна ко всем нейтрино ( x - e, мю,тау ). Упругое рассеяние (ES) чувствительно ко всем ароматам нейтрино, но к мюонным и тау в меньшей степени. Т. о., если нейтрино могут переходить из одного аромата в другой, поток нейтрино, измеренный с помощью реакции (СС) FCC(e) должен быть меньше, чем поток, измеренный с помощью реакции (ES) FES(x)-что получилось на эксперементе.Осциляция нейтрино отчасти объясняет ,ту ассиметрию , к-рую можно набл.во Вселенной между .

User pointofnoreturn, 02.09.2008 19:02 (#)

(ту ассиметрию , к-рую можно набл.во Вселенной между материей и антиматерией)Ну про тёмную материю очень интересно написано в линке у SN-

НУ ,А ЗДЕСЬ БУДЕТ НЕМНОГО О ГИПОТЕЗАХ, К-РЫЕ С ЭТОЙ МАТЕРИЕЙ СВЯЗАНЫ И ПОКА Я О НЕЙ ГОВОРИТЬ НЕ БУДУ, ПОПРОБУЮ ПЕРЕЙТИ К ГАЛАКТИКАМ.Природа тёмной материи-1)она состоит из неизвестных элементарных частиц тяжёлые и лёгкие эл. частицы-эл. нейтральные-(лёггких всё-таки меньше , чем тяжёлых), участвующие в грав. и , возможно в слабых взаимодействиях2)Тяжёлые частицы тёмной материи не наблюдались , пока ,среди известных частиц 3)Они стабильны, что может создать ( новая симметрия фундаментальных взаимодействий).Слабо взаимодействуют с вещ-вом4)Скорее всего, частица тёмной материи, лишь один из членов нового семейства эл. частиц.НЕМНОГО О ТРУДНОСТЯХ НАХОЖДЕНИЯ : Трудности заключаются в том, что мало столкновений этих частиц с атомами обычных вещ-в , слабый сигнал при столкновении ;мешает также естественная радиоактивность -космические лучи(низкофоновые условия -подземные лаб,сверхчистые изотопы) .Как и с пом .,чего пытаются искать можно почитать в тексте, мне почему-то не хочется вдавться в подробности, а статье хорошо описано, просто скажу , что пытаются "отлавливать" нейтрино высоких энергий и ещё очень перспективная возможность: Поиск е + и р+в космических лучах ; фотонов от е+ и е- -анигиляции в космосе; регистрация продуктов анигиляции Х-частиц в центре Сол. и Земли;набл. рождения частиц ,составлющих тёмную материю и их партнёров ,могут помочь коллайдеры нового покаления....Что ещё можно сказать об этом? Ну ,по теории Энштейна кривизна пространства определяется средней плотностью р вещ-ва-энергии во Вселенной.Соотношение между средней плотностью и критической плотностью рк и определяет судьбу Вселенной .Критическая плотность в-ва во В.рк-связана с постоянной Хабала Hи грав.постоянной G соотношением :рк=3Н(2)/8пG ~10(-29)г/см(3).Если р<pk , то В. будет расширятся, если р>pk, то грав. взаимодействие будет замедлять расширение(которое может сменится сжатием).Средняя плотность наблюдаемого вещ-ва ( пыль,межзвёздный газ, звёзды , остатки зв. эволюции( в том числе и ВН)составляют 2-5% от ср. величины критической плотности.Ср плотность тёмной материи приближается к критической плотности: ркр,т.е приблизителижается к 10(-29)г/см(3)-это много больше плотности видимого вещ-ва.ПЛОТНОСТЬ РЕЛИКТОВОГО ИЗЛУЧЕНИЯ:В результате прямых из. плотности реликтового излучения выяснилось, что она составляет р=400фотон/см(3).Тем-ра 27К , ср энергия Е=10(-3)эВ=1,6*10(-15)эрг.В соответсвии с соотношением Е=mс(2),m=Е/с(2)=2* 10(-36).Плотность реликтового излучения Фреликт=800*10(-36)г/см(3).Что хотят от тёмной материи астрофизики?Она требуется для объяснения вращения зв. в спиральных галактиках,для объяснения набл. динамики звёзд , тем-ра межгалактического газа в скоплении галактик составляет около нескольких миллионов градусов и зависит от величины грав. потенциала, в к-ром этот газ находится.Наблюдение рентгентовского излучения межзв. газа может согласовыватся с тёмной материей.Тёмная материя может простираться в десятки раз дальше от видимой границы галактик.

User pointofnoreturn, 02.09.2008 21:02 (#)

Плотность объектов р во В. уменьшается при переходе от объектов малых масштабов к большим 1)p~10(14)г/см(3)-атомные ядра, нейтронные зв.2)p~1-10г/см(3)главной последовательности3)p~10(-24)г/см-галактики 4)p~10(-31)г/см(3)-ср. пл. барионной материи....До недавнего времени считалось, что максимальными структурыми образованиями во В. являются галактические скопления, до сих пор в некот. литературе можно встретить это, но так можно считать это только от части верным.На карте распределения галактик во В., так постоенной, что каждой галактике соответствует "точка" обнаружилась ячеиста-сетчатая структура с характерным размером ячейки ~100-миллионов световых лет .Внутри этих ячеек галактик практически нет.Галактики располагаются на стенках этих ячеек .Эти ячейки наз. войдами -они и являютсясамой большой структурой во В.Но если смотреть в масштабе около 500млн св. лет, число гал. , кол-во видимого вещ-ва в таких рамерах оказывается одинаковым и независит от того , в какой части В. производилось измерение.На масштаб около 500 св. лет В. однородна и изотропна....Хабл разделил гал на след типы:спиральные S,элиптические Е и иригулярные Ir. Что про возникновения галактик?Давайте будем рассматривать версию из инфляционной теории:Известно , что в вакууме постоянно происходят квантовые флуктуации. Происходили они и в самом начале существования Вселенной. Именно тогда, когда шел процесс инфляционного расширения Вселенной, то есть расширения со сверхсветовой скоростью. Это значит, что расширялись и сами квантовые флуктуации, причём до размеров,во много раз превосходящий начальный. Те из них, которые существовали в момент прекращения инфляции, остались «раздутыми» и таким образом оказались первыми тяготеющими неоднородностями во Вселенной. Получается, что у материи было порядка 400 тыс. лет на гравитационное сжатие вокруг этих неоднородностей и образование газовых туманностей. А далее начался процесс возникновения звёзд и превращения туманностей в галактики....Грубое разделение галактик на эллиптические (Е), спиральные (S) и неправильные (Ir) оказалось очень удачным. Такая классификация галактик отражает не только особенности их видимой формы, но и свойства входящих в них звезд: Е-галактики состоят из очень старых звезд, в Ir-галактиках(о Е и Ir-гал. в тексте речь и идёт)основной вклад в излучение дают звезды, существенно моложе Солнца, а в S-галактиках характер спектра показывает присутствие звезд всех возрастов.Изучение звездных спектров галактик привело к открытию фундаментальной важности. За редчайшими исключениями (известны молодые карликовые галактики) возраст галактик оказался примерно одинаковым (более 10 млрд лет), и основная причина различия между галактиками не в возрасте, а в характере эволюции этих систем. Если в Е-галактиках звездообразование практически полностью прекратилось миллиарды лет назад, то в спиральных системах образование звезд продолжается, хотя и далеко не так интенсивно, как на начальном этапе их жизни, а в Ir-галактиках звездообразование может быть сейчас столь же активно, как и миллиарды лет назад.Типичная Е-галактика выглядит как сферическая подсистема в "чистом" виде, диск в ней или полностью отсутствует или имеет такую низкую светимость по сравнению с остальной галактикой, что выявляется лишь специальными методами фотометрической обработки. Е-галактики, как и сферические компоненты у галактик других типов, почти лишены межзвездного газа (не считая разреженного и очень горячего газа, заполняющего всю галактику), а следовательно, и молодых звезд. В неправильных (Ir) галактиках сферический звездный компонент практически отсутствует, почти все звезды заключены в толстом диске, существенная доля массы которого приходится на межзвездный газ. Сферическое гало этих галактик образовано преимущественно темным, несветящимся веществом .Основные наблюдаемые особенности галактик определяются их физическими характеристиками, наиболее важные из которых следующие: 1) скорости вращения и относительные массы дискового и сферического компонентов; 2) интенсивность происходящего звездообразования на единицу светимости галактики или на единицу массы газа в ее диске; 3) характер активности галактического ядра и выделяемая им энергия.Скорости газа, в отличие от звезд, оказалось возможным измерять не только в оптическом диапазоне спектра, но и совершенно независимым путем, по радиоизлучению. Чаще всего для этого используются наблюдения в радиодиапазоне самого распространенного газа в природе – нейтрального водорода на частоте 1420 МГц (длина волны без учета эффекта Доплера – 21 см), а также по линиям молекул СО в миллиметровом диапазоне радиоволн.Исходя из наблюдений, можно заключить, что звездный газ, образующий эллиптические галактики и сферические подсистемы спиральных галактик, является динамически "горячим": звезды быстро движутся по всевозможным направлениям, так что среднее различие между скоростями пространственно близких звезд (дисперсия скоростей) составляет для них сотни км/с. Для дисков ситуация иная: старые звезды, составляющие их основную массу, представляют собой значительно более "холодную" систему (дисперсия скоростей обычно 50-100 км/с), но зато с более быстрым вращением. Но самая низкая динамическая температура наблюдается у совокупности газовых облаков в диске галактики и у молодых звезд, которые из этих облаков образуются, и поэтому сохраняют те же особенности движения. Дисперсия их скоростей в большинстве наблюдаемых галактик близка к 10 км/с, что в 15-30 раз меньше, чем скорость вращения вокруг центра.Причина такого различия кроется в неодинаковых свойствах звездных и газовых "частиц". Более десяти миллиардов лет назад, когда галактики только формировались, первыми образовались именно сферические компоненты. Звезды возникли из газа, заполнявшего весь объем галактики, либо родились в более мелких системах, к-рые гравитация собрала вместе и перемешала (возможны оба варианта) – в галактике появилось много звезд на вытянутых орбитах с большими радиальными скоростями. Эта особенность движений звезд сферической составляющей сохранилась до наших дней.Молодая формирующаяся галактика содержит много газа. В отличие от звезд, образующих бесстолкновительную систему, газовые облака неупруго сталкиваются друг с другом, часть энергии при каждом столкновении переходит в тепло и уходит из галактики в виде электромагнитного излучения. Поэтому систему газовых облаков называют столкновительной и диссипативной (то есть теряющей свою энергию). Полная энергия газа (кинетическая + потенциальная) стремится стать как можно меньше. Однако момент вращения сохраняется и при потере энергии, и поэтому облака не могут затормозить своего вращения вокруг центра галактики. Теряя энергию, они приближаются к центру, увеличивая скорость вращения и "округляя" при этом свои орбиты. Теряется энергия лишь хаотических движений (их суммарный момент вращения равен нулю). По мере уменьшения полной энергии газ стремится образовать такой вращающийся диск, который будет динамически холодным (беспорядочные скорости малы), так что его кинетическая энергия окажется заключенной в основном во вращательном движении. Поэтому одновременно с формированием сферической составляющей галактики в ней рождался и уплотнялся газовый диск. Газ постепенно переходил в звезды. Таким путем возникли галактические диски, в которых траектории движения звезд и газа несильно отличаются от окружностей. То, что движение облаков газа и молодых звезд происходит почти по окружностям, позволяет получить из спектральных наблюдений зависимость скорости кругового вращения от расстояния до центра галактики. Кривая, графически выражающая эту зависимость, называется кривой вращения галактики. Скорость вращения на данном радиусе характеризует массу галактики в пределах этого радиуса, а общая форма кривой отражает особенности распределения массы, крупномасштабную структуру галактики.Первые кривые вращения были достаточно короткими и описывали вращение лишь внутренних областей галактик; это связано с тем, что спектры регистрировались фотографически и чувствительности фотоэмульсии не хватало для регистрации слабых спектральных линий на большом расстоянии от центра. Использование фотоэлектрических усилителей яркости (электронно-оптических преобразователей), а позднее – полупроводниковых матричных детекторов позволило повысить точность измерений и довести кривые вращения почти до оптической границы диска. Радионаблюдения нейтрального водорода в галактических дисках продвинули кривые еще дальше. Особенную ценность представляют галактики, содержащие много газа: скорость вращения для некоторых из них удалось проследить до расстояния, в несколько раз превышающего оптический радиус, на котором еще наблюдается звездное свечение.Основная масса большинства гал.приходится на тёмную материю.Вывод о присутствии темного вещества был сделан для Е-галактик. В них не наблюдается протяженных газовых дисков, но массу этих галактик можно оценить иначе, чем у спиральных. Внеатмосферные наблюдения в рентгеновской области спектра привели к открытию очень горячего газа в самих галактиках и в их непосредственном окружении. Этот газ удерживается гравитационным полем галактики, поэтому измерение температуры и размера заполняемой им области позволяет вычислить требуемую для этого массу галактики. Самый перспективный путь обнаружения невидимых объектов в нашей Галактике предложил американский астрофизик Богдан Пачинский. Его идея заключается в выявлении темных маломассивных тел (с массами, как у самых маломассивных звезд или у планет), проектирующихся на области, очень богатые слабыми звездами (например, на балдж нашей Галактики, или на ближайшие к нам галактики – Магеллановы Облака). Когда невидимое тело, двигаясь в пространстве, случайно оказывается на одном луче зрения с далекой звездой, то его гравитационное поле обязательно должно привести к значительному одноразовому возрастанию видимой яркости звезды, которое может наблюдаться в течение нескольких дней или недель. Этот эффект получил название гравитационного микролинзирования.Другой подход связывает невидимую массу, преобладающую в окрестностях галактик, со сплошной средой, к-рая состоит не из атомов, а из элементарных частиц с ненулевой массой покоя, слабо взаимодействующих с обычным веществом через другие силы, помимо гравитационных. Физика элементарных частиц и космология предлагают несколько возможных типов частиц такого рода, на долю к-рых могла бы приходится основная масса Вселенной, но среди предлагавшихся на эту роль частиц лишь нейтрино известно экспериментаторам( про нейтралино теоретики предполагают, что эти фермионы яв-ся суперпартнёрами Z -базона).Массы галактик колеблются от от нескольких килопарсек до нескольких десятков килопарсек.

User pointofnoreturn, 02.09.2008 22:09 (#)

независимо от того, ск

Эллиптическая галактика (обозначается Е)-у таких галактик чётко-вырожена сферической (эллипсоидной) структурой и уменьшающейся к краям яркостью. Они построены из звёзд красных и жёлтых гигантов, красных и жёлтых карликов и некоторого количества белых звёзд не очень высокой светимости и ВН ,SN олько I-типа.Нет белоголубых гигантов.Очень мало ( почти нет) пылевой материи,к-рая в тех галактиках, в которых она имеется, видна как тёмные полосы на непрерывном фоне звёзд галактики. Поэтому внешне эллиптические галактики отличаются друг от друга в основном одной чертой — большим или меньшим сжатием. Хаббл предложил показателем сжатия считать величину, которую можно вычислить, зная большую и малую ось её эллипса. Если галактика имеет форму шара, то её величина сжатия равна нулю, так как большая и малая оси эллипса равны. Если большая ось существенно больше малой, то иной класс, максимальный класс в этой системе — 10. Записываются эти данные так: E0, Е7, где E — это класс(эллиптическая), цифра — подкласс. Кроме того, эллиптические галактики могут сильно отличаться друг от друга по размеру. Линзовидные галактики – это промежуточный тип между спиральными и эллиптическими. У них есть гало и диск, но нет спиральных рукавов. Такие галактики обозначаются S0.Карликовые галактики элиптической ф-мы обозначаются Е0, масса карликовых галактик не зависит от кол-ва звёзд.Расположение Солнца в нашей Галактике довольно неудачное для изучения этой системы как целого: мы находимся вблизи плоскости звездного диска, и уже это создает проблему выявления его структуры и сопоставления отдельных частей друг с другом. К тому же в области, где расположено Солнце, довольно много межзвездного вещества, поглощающего свет и делающего звездный диск почти непрозрачным для видимого света в некоторых направлениях, особенно в направлении ее ядра. Поэтому исследования других галактик, представляющие самостоятельный интерес, играют также громадную роль и в понимании природы нашей Галактики.ГАЛАКТИКИ ЕЩЁ ОТЛИЧАЮТСЯ ДРУГ ОТ ДРУГА ХАРАКТЕРОМ АКТИВНОСТИ ЯДЕР И ВЫДЕЛЯЕМОЙ ИМИ ЭНЕРГИИ :При наличии внешней силы газ уже не сохраняет своего момента вращения. Происходит перераспределение моментов, а следовательно, и орбит газовых облаков в галактике, в результате чего часть газа может навсегда покинуть галактику, а часть, наоборот, приблизиться к центру. Как показывают теоретические расчеты, движение газа во внутренней области галактики становится таким, что при определенных условиях приводит к удивительным последствиям: крошечная область в центре галактики, ее активное ядро, становится источником фантастического количества энергии – в некоторых случаях превышающего 10(36) Вт (для сравнения: полная мощность излучения Солнца во всех диапазонах спектра составляет всего 4•10(26 )Вт). У наиболее активных ядер (квазаров) мощность оптического излучения настолько велика, что требуется специальная техника наблюдений, чтобы уловить свечение звездной "материнской" галактики вокруг более яркого источника.Механизм формирования активных ядер до сих пор не очень понятен. Нет общепринятого объяснения, почему в одних случаях основная энергия ядра выделяется в виде оптического и инфракрасного излучения, в других – в виде радиоволн и потоков релятивистских частиц (в этом случае галактика называется радиогалактикой), а в третьих, внешне таких же галактиках активность ядра остается очень слабой .его активность. Характерной особенностью излучения активных ядер галактик является их высокая мощность и переменность, происходящая на самых различных масштабах времени – от нескольких десятков часов до нескольких лет (в рентгеновском диапазоне спектра – вплоть до нескольких минут). Она свидетельствует о чрезвычайной компактности источника излучения, так как в противном случае из-за конечности скорости света излучение от различных частей источника приходило бы не одновременно, что замывало бы колебания блеска. Размер центрального объекта вряд ли намного превосходит размер Солнечной системы, так что в масштабах галактики он выглядит исчезающе малой точкой, но именно в нем зарождается чудовищная энергия, выход которой невозможно объяснить никакими ядерными реакциями. Единственный источник энергии, известный в физике, который мог бы долгое время "работать" с требуемой эффективностью в ядре, – это выделение (и преобразование в другие формы) гравитационной энергии газа, падающего в область пространства, называемую массивной черной дырой. Свободно падающее на нее вещество разгоняется в окрестности "дыры" до околосветовых скоростей и закручивается вокруг нее в плотный и чрезвычайно горячий диск (аккреционный диск). Его размер должен быть сопоставим с размером Солнечной системы. Энергия этого "волчка" и служит резервуаром энергии активного ядра. Именно в нем, а не в самой черной дыре рождаются мощные потоки коротковолнового излучения и происходит ускорение протонов и электронов до очень высоких энергий.

User pointofnoreturn, 04.09.2008 13:10 (#)

В этом линке ещё один, возможный "кандидат на обнаружение"тяжёлые частицы "тёмной материи"- монополи подробнее о них в линке

http://pdg.lbl.gov/2006/listings/s028.pdf Механизм рождения частиц связан с топологическими дефектами,к-рые собственно, и генерируют эти частицы. Здесь топологические дефекты – коллапс – переход от симметричной фазы Великого объединения к разрушающей, на ранней стадии её развития (т.е. на 10(-36) сек). В момент нарушения симметрии могут рождаться космологические реликты. Монополи и являются одними из таких реликтов являются монополи .Сейчас можно уже определить массу монополей, это очень тяжёлые частицы, их масса может достигать 10(17 )ГэВ = 10(23) эВ.Единственное место где они могли бы появиться это ранняя В. В расширяющейся Вселенной происходит уменьшение плотности монополей, но затем, в постинфляционный период развития Вселенной, их количество вновь может увеличиться. Они также могут быть причастны в формировании крупных астрофизических объектах - в частности галактик .Но предполагают,что в галактических дисках их быть не должно , они должны наблюдаться в гало и галактических скоплениях .Немного не ясны представления о продолжительности их жизни. Когда (или если?) монополи распадаются , они производят большое количество нейтрино и фотонов с характерной энергией ~ 10(24)эВ и малая доля переходит в протоны. Такие вторичные протоны могут появляться на разных расстояниях от Сол. системы Если эта гипотеза верна, космические лучи ультравысоких энергий – это распадающиеся космологические реликты, формирующие каскад фотонов и нейтрино, фон которых и наблюдается. Но время их жизни может быть также сопоставима с возрастом В.Насчёт статьи, то в результате этого наблюдения ,может сформулироваться новый закон о галактиках, что минимальная масса карликовой галактики не может быть меньше массы 10(7) солнечной массы, почему это происходит , наверно не сразу можно будет понятно ,так же как до сих пор нет общепринятых объяснений по-поводу того , почему в одних случаях энеогия активные ядер галактик в одних случаях выделяется в ввиде ИК , а в других случаях ввиде радиоволн и потоков релятивистских частиц ,но изучение этой проблемы поможет не только углубить инф. о тёмной материи , но и уточнить природу гравитации, что разумеется очень интересно.

User pointofnoreturn, 04.09.2008 15:04 (#)

The dwarf irregulars galaxies .....

http://nedwww.ipac.caltech.edu/cgi-bin/nph-objsearch?objname=NGC+3109 These are galaxies that feature neither spiral nor elliptical morphology. They are often chaotic in appearance, with neither a nuclear bulge nor any trace of spiral arm structure. Collectively they are thought to make up about a quarter of all galaxies. Most irregular galaxies were once spiral or elliptical galaxies but were deformed by gravitational action.A third classification of irregular galaxies are the dwarf irregulars, labelled as dI or dIrrs .Карликовые неправильные галактики, обозначаемые как dI или dIrrs. Этот тип галактик в настоящее время считается важным звеном в понимании общей эволюции галактик. Вызвано это тем, что они обнаруживают тенденцию низкого содержания металлов и экстримално высокого содержания газа и поэтому подразумеваются схожими с самыми ранними галактиками, заполнявшими Вселенную. Этот тип галактик может представлять местную (и поэтому наиболее современную) версию тусклых голубых галактик, обнаруженных при сверх глубоком обзоре неба.Some irregular galaxies are small spiral galaxies that are being distorted by the gravity of a larger neighboring galaxies.( разрушаются приливными силами "больших соседей") Когда-то считалось, что Большое и Малое Магеллановы Облака относятся к неправильным галактикам. Однако позже было обнаружено, что они имеют спиральную структуру с баром. Поэтому эти галактики были переквалифицированы в SBm, четвертый тип спиральных галактик с баром.

User pointofnoreturn, 04.09.2008 15:11 (#)

A strangelet is a hypothetical object consisting of a bound state of roughly equal numbers of up, down, and strange quarks. The size could be anything from a few femtometers across (with the mass of a light nucleus) to something much larger. Once the size becomes macroscopic (on the order of meters across), such an object is usually called a quark star or "strange star" rather than a strangelet. Ñòðà́ïåëüêà («ñòðàííàÿ êàïåëüêà», îò àíãë. strangelet) — ïðåäïîëîæèòåëüíî ñóùåñòâóþùèé îáúåêò, ñîñòîÿùèé èç «ñòðàííîé ìàòåðèè», òî åñòü ñâîáîäíûõ, à íå îáúåäèíåííûõ â àäðîíû êâàðêîâ. Ñòîëêíîâåíèå ñòðàïåëüêè ñ ÿäðîì êàêîãî-íèáóäü àòîìà âûçûâàåò åãî ïðåâðàùåíèå â ñòðàííóþ ìàòåðèþ, êîòîðîå ñîïðîâîæäàåòñÿ âûäåëåíèåì ýíåðãèè.  ðåçóëüòàòå âî âñå ñòîðîíû ðàçëåòàþòñÿ âñå íîâûå ñòðàïåëüêè, ÷òî ïðèâîäèò ê öåïíîé ðåàêöèè. ×àñòèöû, ñîñòîÿùèå èç âåðõíèõ, íèæíèõ è ñòðàííûõ êâàðêîâ, îáèëüíî ïðîèçâîäÿòñÿ â ëàáîðàòîðíûõ óñëîâèÿõ, íî ðàñïàäàþòñÿ çà âðåìÿ ïîðÿäêà 10-9 ñåê. Strange matter hypothesis: The main question about strangelets concerns their stability. The known particles with strange quarks are unstable because the strange quark is heavier than the up and down quarks, so strange particles, such as the Lambda particle, which contains an up, down, and strange quark, always lose their strangeness, by decaying via the weak interaction to lighter particles containing only up and down quarks. But states with a larger number of quarks might not suffer from this instability. This is the "strange matter hypothesis" of Bodmer and Witten

User pointofnoreturn, 04.09.2008 16:12 (#)

По русски "strangelet"-называется , по-моему, страпелька.

"Странная капля"-предположительно существующий объект, состоящий из странной материи.Она состоит из свободных , а не в объеденённых в андроны кварков.Считается, что если эта "странная капелька" сталкивается с ядром какого-нибудь атома вызывает его превращение в странную материю,это сопровождается выделением энергии и во все стороны начинают разлетатся страпельки.Эти частицы , к-рые состоят из верхних , нижних и станных кварков производятся в лабораторных условиях, но распадаются за время порядка 10(-9) сек.Предполагают , что достаточно большие ядра , к-рые состоят из равного кол-ва верхних , нижних и странных кварков будут стабильны .( Известно , что принцип Паули запрещает двум одинаковым фермионам находиться в одном и том же квантовом состоянии . В одном квантовом состоянии может одновременно находиться неограниченное количество тождественных бозонов.А для фермионов( кварки относятся к фермионам) справедлив принцип Паули - Два тождественных фермиона не могут одновременно находиться в одном и том же состоянии. ). Если в ядре есть три разных типа кварков, а не два, как в обычных ядрах, тогда большее количество кварков может находиться в низкоэнергетических состояниях, не нарушая принципа Паули. Такие вот ядра, к-рые состоят из 3 типов кварков,и называются страпельками. Предпологают, что эти "страпельки" катализирую превращение всех элементов нашей планеты в "страпельки", но ,разумеется, доказательств( да и возможно, оснований) у этих опасений нет.Впрочем ,и механизм того , как это происходит неизучен..... Фундаментальными фермионами - частицами вещества являются кварки и лептоны. Кварки и лептоны являются фермионами и имеют собственный спин J = 1/2. Известно 6 типов (ароматов) кварков, объединённых в три семейства (поколения).Кварки верхнего ряда (u,c,t) имеют электрический заряд Q = +2/3e , нижнего ряда (d,s,b) имеют электрический заряд Q = -1/3e , где е-абсолютная величина заряда электрона. Кварк каждого типа имеет 3 цветовых состояния. Обычно связаны внутри адронов и в свободном состоянии не наблюдаются. Масса токового кварка - это масса, к-рой обладал бы кварк, если бы кварки не были связаны друг с другом посредством глюонов. Масса токового кварка складываясь с энергией взаимодействия кварка в адроне дает массу кварка в составе адрона.

User pointofnoreturn, 09.09.2008 01:13 (#)

Теория струн и М

Òåîðèÿ ñòðóí è Ì-òåîðèÿ-âïîëíå àäåêâàòíûì îáðàçîì âêëþ÷àþò â ñåáÿ ãðàâèòàöèþ è äàþò îñíîâíîéñòèìóë äëÿ ðàññìîòðåíèÿ íàøåãî ïðîñòðàíñòâà, êàê ìíîãîìåðíîãî Âñå âàðèàíòû ýòèõ òåîðèé ôîðìóëèðóþòñÿ â ïðîñòðàíñòâå è âî âðåìåíè ñ ÷èñëîì èçìåðåíèé áîëüøå 4-õ...Ðàçâèòèå ôóíäàìåíòàëüíîé òåîðèè èñë. ôåíîìåíîëîãè÷åñêîãî õàðàêòåðà ïðèâîäèò ê ïîíèìàíèþ òîãî ,êàê ïîÿâëÿþòñÿ äîï. èçìåðåíèÿ è êàê îíè ìîãóò ñïîñîáñòâîâàòü ðåøåíèþ ïðîáëåì ýë. ÷àñòèö.Ýòî , ê ïðèìåðó, ïðîáëåìà èåðàðõèè, êîñìîëîãè÷åñêîé ïîñòîÿííîé è.ò.ä.Ô.è. áàçèðóþòñÿ íà ñëèøêîì óïðîù¸ííûõ òåîðåòèêî-ïîëåâûõ ìîäåëÿõ , îòñþäà åñòü ðÿä ïðåèìóùåñòâ è íåäîñòàòêîâ.Ïðåèìóùåñòâà-êîãäà ðàññìàòðèâàþòñÿ ðàçëè÷íûå ìîäåëè , òî îáíàðóæèâàþòñÿ öåëûé ðÿä íîâûõ ÿâëåíèé.Íåäîñòàòêè æå â òîì, ÷òî "íåâîçìîæíî áûâàåò îñìûñëèòü , êàêàÿ è âîçìîæíîñòåé â ïðèðîäå ðåàëèçóåòñÿ". ýòî ïðîèñõîäèò èç-çà òîãî , ÷òî ô.ò. ìîãóò íåèìåòü íè÷åãî îáùåãî ñ ôóíäîìåíòàëüíîé òåîðèåé.Íåðåäêî è êîë-íûå îöåíêè èçâåñòíû ðàçâå, ÷òî ïî ïîðÿäêó âåëè÷èíû....Äî íåäàâíåãî âðåìåíè ðàññìàòðèâàëèñü ìîäåëè Êàëóöû-Êëåéíà , òàì äîïîëíèòåëüíûå èçìåðåíèÿ êîìïàêòíû è îäíîðîäíû -ýòî îáåñïå÷èâàëî ýôôåêòèâíóþ ÷åòûð¸õìåðíîñòü â ïðîñòàíñòâå-âð. íà ðàñòîÿíèÿõ ïðåâûøàþùèõ ìàñøòàá êîìïàêòèôèêàöèè (ýòî ðàçìåð äîïîëíèòåëüíûõ èçìåðåíèé), ëèøíèå èçìåðåíèÿ äîëæíû áûëè áûòü ìèêðîñêîïè÷åñêîãî ðàçìåðà.( ïîðÿäêà ïëàíêîâñêîé äëèíû). Íà ïëàíêîâñêèõ ìàñøòàáàõ l pl~10(-33)cì, à ýíåðãèÿ Ìpl~10(19)Ãý è îáí.äîïîëíèòåëüíîãî èçìåðåíèÿ ìîæíî áûëî ñ÷èòàòü áåçíàä¸æíûì.ÒÅÏÅÐÜ Î ÏÎÍßÒ�� ÁÐÀÍ:-ýòî ïîäðàçóìåâàåò ëîêàëèçàöèþ âåù-âà ( èñêë. ñîñòàâëÿþò ãèïîòåè÷åñêèå ÷àñòèöû, â òîì ÷èñëå è ñîñòàâëÿþùèå, êàê ïðåäïîëîãàþò , ò¸ìíóþ ìàòåðèþ,ê-ðûå ñëàáî âçàèìîäåéñòâóþò ñ îáû÷íûì âåù-âîì ) íà òð¸õìåðíîì ìíîãîîáðàçèè "áðàíå", âëîæåííîå â ìíîãîìåðíîå ïðîñòðàíñòâî. ìîäåëÿõ ìèðà "íà áðàíå" äîï. èçì. ìîãóò èìåòü áåñêîíå÷íî áîëüøîé ðàçìåð, ýòî ìîæåò ïðèâîäèòü ê íàáëþäàåìûì ýôôåêòàì. Íåêîò. òèïû ð-áðàí ñïîñáíû óäåðæèâàòü ïîëÿ è ìàòåðèè ;íàïðèìåð íà D-áðàíàõ –íàõîäÿòñÿ êàëèáðîâî÷íûé ïîëÿ….Òåïåðü ñíîâà âåðí¸ìñÿ ê ìîäåëè Êàëóöè-Êëåéíà –îíà ñòàíåò îòïðàâíîé òî÷êîé äëÿ äàëíåéøåãî ðàññìîòðåíèÿ.Òåîðèÿ îäíîãî äåéñòâèòåëüíîãî ñêàëÿðíîãî ïîëÿ Sô=èíòåãðàëd(4)xdz[1/2(delta A ô )(2)-V(ô)],ãäå À ïðîáåãàåò âñå 5-êîîðäèíàò , à ñêàëÿð V(ô) áóäåò èìåòü äâà âûðîæåííûõ ìèíèìóìà ….Ñóåùåñòâóåò êëàññè÷åñêîå ðåøåíèå ô(z), îíî çàâèñèò òîëüêî îò îäíîé êîîðäèíàòû , àñèìïòîìàòèêè ýòîãî ðåøåíèÿ: ô(z---ê + áåñêîíå÷íîñòè )=vè ô(z---ê - áåñêîíå÷íîñòè )=-v.Êîãäà äîáîâëÿþò ôåðìèîíû ó÷èòûâàþò ,÷òî ôåðìèîíû ïðåäñòàâëÿþò ñîáîé ÷åòûð¸õìåðíûå ñòîëáöû , ïîëüçóþòñÿ ñòàíäàðòíûìè ìàòðèöàìè Äèðàêà:ó(ìþ)….ó(5) â ÷åòûð¸õìåðíîé òåîðèè , ìàññû ïðîïîðöèîíàëüíâ v, ñòàëî áûòü âåëèêè ïðè áîëüøèõ çíà÷åíèÿõ v.�ìååòñÿ òàêæå íåïðåðûâíûé ñïåêòð , ñ m=m5=hv. Ñîñòîÿíèå íåïðåðûâíîãî ñïåêòðà ñîîòâåòñòâóåò ïÿòèìåðíûì ôåðìèîíàì, îíè íå ïðèâÿçàíû äîìåííîé ñòåíêå è óõîäÿò íà áåñêîíå÷íîñòü âäîëü äîïîëíèòåëüíîãî èçìåðåíèÿ .Áåçìàññîâûå 4-õ ìåðíûå ôåðìèîíû ëîêàëèçóþòñÿ íà äîìåííîé ñòåíêå-íóëåâûå ìîäû –èììèòàöèÿ “íàøåãî”âåù-âà. áîëåå ðåàëèñòè÷íîé âåðñèè ó ôåðìèîíîâ ìàññû â ëþáîì ñëó÷àå áóäóò îòëè÷íû îò íóëÿ.Âçàèìîäåéñòâóÿ ïðè íèçêèõ ýíåðãèÿõ ,áóäóò ïîðàæäàòü òîëüêî â íóëåâûõ ìîäà, ïîýòîìó ôèçèêà â äàííîì ñëó÷àå áóäåò ÷åòûð¸õìåðíîé.Ïðè âûñîêèõ ýíåðãèÿõ íóëåâûå ìîäû âçàèìîäåéñòâóÿ ïîðîæäàþò ñîñòîÿíèÿ íåïðåðûâíûõ ñïåêòðîâ.Äîï. èçì. îòêðûâàþòñÿ è ÷àñòèöû ìîãóò ïîêèäàòü áðàíû…(äëÿ íàáë.:å+å----íè÷òî +ó èëè å+å----íè÷òî).Ýòî ìîæíî îáùèòü íà ñëó÷àé åñëè èìååòñÿ áîëüøå , ÷åì îäíî èçìåðåíèå.Ò.å. ìû ðàññìîòðèì â êà÷åñòâå äîìåííûõ ñòåíîê òîïîëîãè÷åñêèå äåôåêòû áîëüøèõ ðàçìåðîâ(âèõðü Àáðèêîñîâà-Íèëüñåíà-Îëüñåíà â øåñòèìåðíîì ïðîñòðàíñòâå-âðåìåíè D=6,d=2-÷èñëî äîï. èçìåðåíèé), ìîíîïîëü Õîôòà –Ïîëÿêîâà (D=7, d=3)èäð.Âî ìíîãèõ ñëó÷àÿõ ó ôåðìèîíîâ íóëåâîé ìîäû íà ôîíå òîï. äåô.ãàðàíòèðóåòñÿ ñîîòâåòñòâóþùåé òåîðåìîé èíäåêñ.(ÎÁ ÎÑÒÀËÜÍÎÌ ÌÎÆÅÒ ÁÛÒÜ ÏÎÒÎÌ ÏÎÃÎÂÎÐ�Ì)

User pointofnoreturn, 09.09.2008 01:20 (#)

Òåîðèÿ ñòðóí è Ì-òåîðèÿ-âïîëíå àäåêâàòíûì îáðàçîì âêëþ÷àþò â ñåáÿ ãðàâèòàöèþ è äàþò îñíîâíîéñòèìóë äëÿ ðàññìîòðåíèÿ íàøåãî ïðîñòðàíñòâà, êàê ìíîãîìåðíîãî Âñå âàðèàíòû ýòèõ òåîðèé ôîðìóëèðóþòñÿ â ïðîñòðàíñòâå è âî âðåìåíè ñ ÷èñëîì èçìåðåíèé áîëüøå 4-õ...Ðàçâèòèå ôóíäàìåíòàëüíîé òåîðèè èñë. ôåíîìåíîëîãè÷åñêîãî õàðàêòåðà ïðèâîäèò ê ïîíèìàíèþ òîãî ,êàê ïîÿâëÿþòñÿ äîï. èçìåðåíèÿ è êàê îíè ìîãóò ñïîñîáñòâîâàòü ðåøåíèþ ïðîáëåì ýë. ÷àñòèö.Ýòî , ê ïðèìåðó, ïðîáëåìà èåðàðõèè, êîñìîëîãè÷åñêîé ïîñòîÿííîé è.ò.ä.Ô.è. áàçèðóþòñÿ íà ñëèøêîì óïðîù¸ííûõ òåîðåòèêî-ïîëåâûõ ìîäåëÿõ , îòñþäà åñòü ðÿä ïðåèìóùåñòâ è íåäîñòàòêîâ.Ïðåèìóùåñòâà-êîãäà ðàññìàòðèâàþòñÿ ðàçëè÷íûå ìîäåëè , òî îáíàðóæèâàþòñÿ öåëûé ðÿä íîâûõ ÿâëåíèé.Íåäîñòàòêè æå â òîì, ÷òî "íåâîçìîæíî áûâàåò îñìûñëèòü , êàêàÿ è âîçìîæíîñòåé â ïðèðîäå ðåàëèçóåòñÿ". ýòî ïðîèñõîäèò èç-çà òîãî , ÷òî ô.ò. ìîãóò íåèìåòü íè÷åãî îáùåãî ñ ôóíäîìåíòàëüíîé òåîðèåé.Íåðåäêî è êîë-íûå îöåíêè èçâåñòíû ðàçâå, ÷òî ïî ïîðÿäêó âåëè÷èíû....Äî íåäàâíåãî âðåìåíè ðàññìàòðèâàëèñü ìîäåëè Êàëóöû-Êëåéíà , òàì äîïîëíèòåëüíûå èçìåðåíèÿ êîìïàêòíû è îäíîðîäíû -ýòî îáåñïå÷èâàëî ýôôåêòèâíóþ ÷åòûð¸õìåðíîñòü â ïðîñòàíñòâå-âð. íà ðàñòîÿíèÿõ ïðåâûøàþùèõ ìàñøòàá êîìïàêòèôèêàöèè (ýòî ðàçìåð äîïîëíèòåëüíûõ èçìåðåíèé), ëèøíèå èçìåðåíèÿ äîëæíû áûëè áûòü ìèêðîñêîïè÷åñêîãî ðàçìåðà.( ïîðÿäêà ïëàíêîâñêîé äëèíû). Íà ïëàíêîâñêèõ ìàñøòàáàõ l pl~10(-33)cì, à ýíåðãèÿ Ìpl~10(19)Ãý è îáí.äîïîëíèòåëüíîãî èçìåðåíèÿ ìîæíî áûëî ñ÷èòàòü áåçíàä¸æíûì.ÒÅÏÅÐÜ Î ÏÎÍßÒ�� ÁÐÀÍ:-ýòî ïîäðàçóìåâàåò ëîêàëèçàöèþ âåù-âà ( èñêë. ñîñòàâëÿþò ãèïîòåè÷åñêèå ÷àñòèöû, â òîì ÷èñëå è ñîñòàâëÿþùèå, êàê ïðåäïîëîãàþò , ò¸ìíóþ ìàòåðèþ,ê-ðûå ñëàáî âçàèìîäåéñòâóþò ñ îáû÷íûì âåù-âîì ) íà òð¸õìåðíîì ìíîãîîáðàçèè "áðàíå", âëîæåííîå â ìíîãîìåðíîå ïðîñòðàíñòâî. ìîäåëÿõ ìèðà "íà áðàíå" äîï. èçì. ìîãóò èìåòü áåñêîíå÷íî áîëüøîé ðàçìåð, ýòî ìîæåò ïðèâîäèòü ê íàáëþäàåìûì ýôôåêòàì. Íåêîò. òèïû ð-áðàí ñïîñáíû óäåðæèâàòü ïîëÿ è ìàòåðèè ;íàïðèìåð íà D-áðàíàõ –íàõîäÿòñÿ êàëèáðîâî÷íûé ïîëÿ….Òåïåðü ñíîâà âåðí¸ìñÿ ê ìîäåëè Êàëóöè-Êëåéíà –îíà ñòàíåò îòïðàâíîé òî÷êîé äëÿ äàëíåéøåãî ðàññìîòðåíèÿ.Òåîðèÿ îäíîãî äåéñòâèòåëüíîãî ñêàëÿðíîãî ïîëÿ Sô=èíòåãðàëd(4)xdz[1/2(delta A ô )(2)-V(ô)],ãäå À ïðîáåãàåò âñå 5-êîîðäèíàò , à ñêàëÿð V(ô) áóäåò èìåòü äâà âûðîæåííûõ ìèíèìóìà ….Ñóåùåñòâóåò êëàññè÷åñêîå ðåøåíèå ô(z), îíî çàâèñèò òîëüêî îò îäíîé êîîðäèíàòû , àñèìïòîìàòèêè ýòîãî ðåøåíèÿ: ô(z---ê + áåñêîíå÷íîñòè )=vè ô(z---ê - áåñêîíå÷íîñòè )=-v.Êîãäà äîáîâëÿþò ôåðìèîíû ó÷èòûâàþò ,÷òî ôåðìèîíû ïðåäñòàâëÿþò ñîáîé ÷åòûð¸õìåðíûå ñòîëáöû , ïîëüçóþòñÿ ñòàíäàðòíûìè ìàòðèöàìè Äèðàêà:ó(ìþ)….ó(5) â ÷åòûð¸õìåðíîé òåîðèè , ìàññû ïðîïîðöèîíàëüíâ v, ñòàëî áûòü âåëèêè ïðè áîëüøèõ çíà÷åíèÿõ v.�ìååòñÿ òàêæå íåïðåðûâíûé ñïåêòð , ñ m=m5=hv. Ñîñòîÿíèå íåïðåðûâíîãî ñïåêòðà ñîîòâåòñòâóåò ïÿòèìåðíûì ôåðìèîíàì, îíè íå ïðèâÿçàíû äîìåííîé ñòåíêå è óõîäÿò íà áåñêîíå÷íîñòü âäîëü äîïîëíèòåëüíîãî èçìåðåíèÿ .Áåçìàññîâûå 4-õ ìåðíûå ôåðìèîíû ëîêàëèçóþòñÿ íà äîìåííîé ñòåíêå-íóëåâûå ìîäû –èììèòàöèÿ “íàøåãî”âåù-âà. áîëåå ðåàëèñòè÷íîé âåðñèè ó ôåðìèîíîâ ìàññû â ëþáîì ñëó÷àå áóäóò îòëè÷íû îò íóëÿ.Âçàèìîäåéñòâóÿ ïðè íèçêèõ ýíåðãèÿõ ,áóäóò ïîðàæäàòü òîëüêî â íóëåâûõ ìîäà, ïîýòîìó ôèçèêà â äàííîì ñëó÷àå áóäåò ÷åòûð¸õìåðíîé.Ïðè âûñîêèõ ýíåðãèÿõ íóëåâûå ìîäû âçàèìîäåéñòâóÿ ïîðîæäàþò ñîñòîÿíèÿ íåïðåðûâíûõ ñïåêòðîâ.Äîï. èçì. îòêðûâàþòñÿ è ÷àñòèöû ìîãóò ïîêèäàòü áðàíû…(äëÿ íàáë.:å+å----íè÷òî +ó èëè å+å----íè÷òî).Ýòî ìîæíî îáùèòü íà ñëó÷àé åñëè èìååòñÿ áîëüøå , ÷åì îäíî èçìåðåíèå.Ò.å. ìû ðàññìîòðèì â êà÷åñòâå äîìåííûõ ñòåíîê òîïîëîãè÷åñêèå äåôåêòû áîëüøèõ ðàçìåðîâ(âèõðü Àáðèêîñîâà-Íèëüñåíà-Îëüñåíà â øåñòèìåðíîì ïðîñòðàíñòâå-âðåìåíè D=6,d=2-÷èñëî äîï. èçìåðåíèé), ìîíîïîëü Õîôòà –Ïîëÿêîâà (D=7, d=3)èäð.Âî ìíîãèõ ñëó÷àÿõ ó ôåðìèîíîâ íóëåâîé ìîäû íà ôîíå òîï. äåô.ãàðàíòèðóåòñÿ ñîîòâåòñòâóþùåé òåîðåìîé èíäåêñ.(ÎÁ ÎÑÒÀËÜÍÎÌ ÌÎÆÅÒ ÁÛÒÜ ÏÎÒÎÌ ÏÎÃÎÂÎÐ�Ì)

User pointofnoreturn, 09.09.2008 12:31 (#)

Наверно это тоже может непройти,а ладно:

Теория струн и М-теория-вполне адекватным образом включают в себя гравитацию и дают основнойстимул для рассмотрения нашего пространства, как многомерного . Все варианты этих теорий формулируются в пространстве и во времени с числом измерений больше 4-х...Развитие фундаментальной теории исл. феноменологического характера приводит к пониманию того ,как появляются доп. измерения и как они могут способствовать решению проблем эл. частиц.Это , к примеру, проблема иерархии, космологической постоянной и.т.д.Ф.и. базируются на слишком упрощённых теоретико-полевых моделях , отсюда есть ряд преимуществ и недостатков.Преимущества-когда рассматриваются различные модели , то обнаруживаются целый ряд новых явлений.Недостатки же в том, что "невозможно бывает осмыслить , какая и возможностей в природе реализуется". это происходит из-за того , что ф.т. могут неиметь ничего общего с фундоментальной теорией.Нередко и кол-ные оценки известны разве, что по порядку величины....До недавнего времени рассматривались модели Калуцы-Клейна , там дополнительные измерения компактны и однородны -это обеспечивало эффективную четырёхмерность в простанстве-вр. на растояниях превышающих масштаб компактификации (это размер дополнительных измерений), лишние измерения должны были быть микроскопического размера.( порядка планковской длины). На планковских масштабах l pl~10(-33)cм, а энергия Мpl~10(19)ГэВ и обн.дополнительного измерения можно было считать безнадёжным.ТЕПЕРЬ О ПОНЯТИИ БРАН:-это подразумевает локализацию вещ-ва ( искл. составляют гипотеические частицы, в том числе и составляющие, как предпологают , тёмную материю,к-рые слабо взаимодействуют с обычным вещ-вом ) на трёхмерном многообразии "бране", вложенное в многомерное пространство.В моделях мира "на бране" доп. изм. могут иметь бесконечно большой размер, это может приводить к наблюдаемым эффектам. Некот. типы р-бран спосбны удерживать поля и материи ;например на D-бранах –находятся калибровочный поля….Теперь снова вернёмся к модели Калуци-Клейна –она станет отправной точкой для далнейшего рассмотрения.Самым простым случаем для рассмотрения является модель одного доп.измz.Где(х(мю), z)-полный набор координат в (4+1)-мерном пространстве.При низких энергиях физика будет четырёхмерной,если координата z-свёрнута с некот. радиусом копактификации R.Это будет значить, что z пробегает значение от 0до2п R,а точки z=0и z=2п R отождествлены.Т.о. пространсво представляет собой цилиндр,3 измерения к-рого бесконечны (х1,х2,х3),а четвёртое х4окружность с радиусом R.Если счесть цилиндр однородным,то метрика на нём будет плоской и можно будет выписать полный набор безмассовых функций свободной безмассовой частицы на цилиндре:фр,n=(ipмю х(мю)expinz/R,n=0,1,2. Тут pмю(3+1) мерный импульс,а n –собственное значение одномерного значения импульса.Далее pмю р(мю)- n (2)/ R (2)=0,отсюда неоднородные состояния с n не равным 0 имеют энергию Е=1/ R и их нельзя возбудить в низкоэнергетических процессах.С(3+1)-мерной точки зрения можно рассматривать как частицу опр. типа ,масса к-рой mn=|n|/R. Каждое многомерное поле соответствует “башне”состояний К-К четырёхмерных частиц с возрастающими массами.При низких энергиях рождаются только безмассовые частицы, поэтому доп. Изм. появляются ишь при высоких энергиях….Теория одного действительного скалярного поля Sф=интегралd(4)xdz[1/2(delta A ф )(2)-V(ф)],где А пробегает все 5-координат , а скаляр V(ф) будет иметь два выроженных минимума … Суеществует классическое решение ф(z), оно зависит только от одной координаты , асимптоматики этого решения: ф(z------- бесконечности )=vи ф(z--к - бесконечности )=-v.Когда добовляют фермионы учитывают ,что фермионы представляют собой четырёхмерные столбцы , пользуются стандартными матрицами Дирака:у(мю)….у(5) в четырёхмерной теории , массы пропорциональнв v, стало быть велики при больших значениях v.Имеется также непрерывный спектр , с m=m5=hv. Состояние непрерывного спектра соответствует пятимерным фермионам, они не привязаны доменной стенке и уходят на бесконечность вдоль дополнительного измерения .Безмассовые 4-х мерные фермионы локализуются на доменной стенке-нулевые моды –иммитация “нашего”вещ-ва.В более реалистичной версии у фермионов массы в любом случае будут отличны от нуля.Взаимодействуя при низких энергиях ,будут пораждать только в нулевых мода, поэтому физика в данном случае будет четырёхмерной.При высоких энергиях нулевые моды взаимодействуя порождают состояния непрерывных спектров.Доп. изм. открываются и частицы могут покидать браны…(для набл.:е+е----ничто +у или е+е----ничто).Это можно общить на случай если имеется больше , чем одно измерение.Т.е. мы рассмотрим в качестве доменных стенок топологические дефекты больших размеров(вихрь Абрикосова-Нильсена-Ольсена в шестимерном пространстве-времени D=6,d=2-число доп. измерений), монополь Хофта –Полякова (D=7, d=3)идр.Во многих случаях у фермионов нулевой моды на фоне топ. деф.гарантируется соответствующей теоремой индекс.Число фермионных нулевых мод может быть больше единицы , поэтому из одпого семейства многомерных фермионов может образоваться несколько четырёхмерных семейств,этим возможно и объясняется происхождение 3-х покалений Стандартной модели. (ОБ ОСТАЛЬНОМ МОЖЕТ БЫТЬ ПОТОМ ПОГОВОРИМ).

User pointofnoreturn, 09.09.2008 15:24 (#)

Введём потенциал Юкавы для фермионов со скалярным полем ф, пятимерное действие для них удет:S пси= интегралd(4)xdz(iпси Г(А)дельта Апси-hфпси`пси).В каждом из вакуумов скалярного поля ф=(+,-) v пятимерные фермионы преобретают массу: m5=hv .А фермионы у доменной стенки : i Г(А) дельта Апси- hфпсис(z) пси=0(это соответствующее ур. Дирака).Четырёхмерная пуанкаре-инвариантность не нарушена , волновые ф-ции характеризуются волновым импульсом рмю, а спектр четырёхмерных масс:m(2)=рмюр(мю).Ключевой момент состоит в том, что существует нулевая мода, т.е. решение ур. с m=0 ..Для нулевой моды:у(мю)рмю пси 0=0 превратится в ур.: у(5) рмю пси0 = hфпсис(z) пси0.С четырёхмерной точки зрения нулевая мода находится слева: у(5) пси0 и имеет вид: пси0=exp[-интеграл(0—z) dz`hфc(z`)]psiL(p).Где psiL(p)-обычное решение четырёхмерного ур.Вейля.При больших значениях |z| нулевая мода (5) спадает экспоненциально.Помимо киральной нулевой моды могут существовать или не существовать связанные состояния , но взаимодействия между этим и др. локальными полями ( например фермионами), в любом случае массы последних велики и пропорциональны v. Локализация калибровочных полей на бране сложнее и механизм, к-рый ранее описывался здесь не работает для бесмассовых( неабелевых) полей.Если бы нулевая мода кал. поля с волновой ф-цие А (z) была бы локализована вблизи браны ,эфф.4-хмерное взаимодействие включило бы в себя интегралвключает в себя интеграл перекрытия:интеграл dzPsi(+)o A(z)Psio(z). Нулевые моды зависят от разных параметров( например от константы h).Поэтому калибровочные заряды в эффективной четырёхмерной теории могут быть разными, хотя бы и для различных видов частиц.Любой способ локализации безмассовых калибровочных полей должен автоматически сохранять универсальность заряда, т.е. гарантировать одинаковость калибровочных зарядов всех четырёх частиц независимо от структуры их волновых функций в поперечных направлениях и пр. деталей механизма , удерживающих частицы на нашей бране.Рассмотрим калибровочную теорию. К-рая находится в состоянии конфаймента в пространстве вне браны и не имеет конфайментана бране.Эл. поле заряда на бране не распространяется во внешний объём, многомерный объём Гаусса сведётся к четырёхмерному и эл. поле на бране спадёт по четырёхмерному закону Кулона.Аналогом можно продемонстрировать вихри Абрикосова, когда сверхпроводимость неоднородного сверхпроводника разрушается на плоскости( исчезает на этой плоскости конденсат из куперовских пар), магнитные монополи , к-рые отнесло далеко от плоскости проводника будут испытывать конфаймент и появляется вихрь Абрикосова, к-рый соединит монополь и антимонополь.А монополи , нах-ся на плоскости , будут взаимодействовать в соответствии с двумерным законом Кулона.Универсальность заряда гарантирована конфайментом вне браны.Заряд индуцирует на бране калибровочное поле, к-рое на больших расстояниях не зависит от места его локализации в дополнительном измерении и индентично трёхмерному кулоновскому полю заряда, находящемуся на бране…Конфаймент в объёме вне браны может привести к тому ,что все состояния , распространяющееся в объёме вне браны будет рассматриваться как тяжёлые и если массовая щель достаточно велика ,то лёгкие частицы , несущие к. заряд , будут связаны с бранной и при низких энергиях моды во внешнем объёме не будут возбуждатся….Модель конфаймента во внешнем объёме при отсутствии конфаймента на бране имеет много бщего с локализацией калибровочных полей на D-бране в теории струн и М-теории.

User pointofnoreturn, 09.09.2008 18:37 (#)

Размер дополнительных измерений:-

Пока “гравитация не включена в систему” эффективная четырёхмерность физики при низких энергиях объясняется тем, что вещ-во локализовано на бране.Включить в теорию грав. можно разными способами . АDD-модель,там пренебрегают натяжением браны (т.е. плотностью энергии на ед. 3-хмерного объёма браны) и рассматривают компактные доп. дополнительные измерения.Но размер этих измерений необязательно должны быть микроскопическими. Растояния при , к-рых негравитационные взаимодействия перестают быть четырёхмерными опр. динамикой на бране и могут быть меньше R.Четырёхмерный закон грав. взаимодействия был экперементально подтверждён….Эта возможность помогает по-новому взглянуть на проблему иерархии, т.е. можно ответить на вопрос почему масштаю электрослабых взаимодействий так сильно оличается от планковского:Mev~1TэВ(электрослабые),Мpl~10(16)ТэВ-планковские.В многомерных теориях четырёхмерная планковская масса не является постоянной величиной.Массовый масштаб многомерного гравитационного взаимодействия М , в данном случае и будет фундаментальным параметром.Этот параметр входит в полное действие многомерной гравитации :S=-1/16п G(D) интеграл d (D)Xs.r.f.g(D) R(D) (1),где G(D)=1/M(D-2) is defined as (mod.ar.)1/M(d+2)-фундаментальная D-мерная грав. постоянная, а d-число дополнительных измерений.В АDD-модели дальнодействующее четырёхмерное грав. взаимодействие передаётся нулевй модой гравитона.Из ф-лы (1) получится эффективное четырёхмерное действие , описывающее гравитацию, если метрика не зависит от дополнительной координаты z.Интигрирование записывается так S=V(d)/16п G(D) интеграл d (4)Xs.r.f.g(4) R(4). V(d)~R(d)-объём доп . измерений.А четырёхмерная планковская единица массы: Mpl=M(MR)(d/2)(ф-ла2).Если размер доп. из.велик по сравнению с длиной М(-1), то планковская массаокажется много больше фундаментальной грав. массы.В предельном случае можно предположить ,что фундаментальный масштаб грав. взаимоейстий того же порядка,что и масштаб электрослабых взаимодействий: M~1 ТэВ.Оттуда можно оценить значеие R~M(-1)M(d+2)~10(32/d)x10(-17) см(ф-ла 3).Для одного доп. измерения из ф-лы 3 получится очень большое значение R. Обстоятельство когда d=2, R~1мм стимулровало в начале ХХI века поиски отклонений грав. взаимодействий о законов Ньютона при низких энергиях.Наиболее реалистичным являются значения: M~30ТэВи R~1-10мкм,поиски отклонения от законов Ньютона на масштабах порядка мкм-трудны , но не безнадёжны.Если d>2,то R-стремится к меньшим значениям.

User pointofnoreturn, 09.09.2008 21:43 (#)

ТЕПЕРЬ СВЕРНЁМ СЮДА:

Если фундаментальный масштаб взаимодействия действительно несколько ТэВ, то доп. измерения будут появляться при эксперементах на ускорителях при энергиях приблизительно таких размеров, в этом случае только гравитоны моглибы “среагировать на”доп. измерение( можно ужасаться на столько “ если “но мне лично чем-то эта теория нравится),так как они распространяются в объёме вне браны.Этот процесс будет сильно заисить от энергии в системе центра масс сталкивающихся на бране частиц и имеют большую вероятность при энергии с фундаментальным масштабом .С точки зрения наблюдателя излучение будет соответствовать рождениюК-К гравитонов.Каждый К-К гравитон взаимодействует с вещ-вом на бране с интенсивностью ,характерной для 4-хмерного грав. взаимодействия.Схематично это изобразим так:Sn=1/16пG(D)интеграл d(D)X[deltah(x)exp(iqn)]* [deltah(x)exp(iqn)]+ интегралd(4)xh(x)Tмюню (x). Здесьqn-дискретный импульс вдоль доп. измерений,а Tмюню-тензор энергии-импульса материи на бране.При интегрировании по z появляится множитель V(d).взаимодействие К-К гравитонов каждого типа,т.о. определяется планковской массой.Хотя каждый К-К-гравитон яв-ся слабовзоимодействующим , полная интенсивность их излучения М велика из-за большого числа состояния.Рождение К-К гравитонов в лаб. условиях (т.е. на ускорителях) наблюдать невозможно из-за видимой потери энергии .е+е- ----у+Ет(ф-ла1)илиqq_------струя +Ет(ф.2) .Сечение рождения К-К гравитонов определённого типа( ну напр в ф-ле 1)порядка а/Mpl(2) и полное сечение будет сигма(е+е- ----у+Ет) а/Mpl(2)N(E),Е-энергия всистеме центра масс ,а N(E) –число гравитонов с массами ниже Е……На коллайдерах при набл. за (1) и(2)(LHC , CERNколлайдеры) с энергией цнтра масс с 1тэВ возможно обнаружение фундаментального масштаба граввзаимодействийМ вплоть до нескольких тэВ …..Гравитоны яв-ся модельно –независимой особенностью А DD-модели….,предполагают ,что лёгкие К-К гравитоны могут заметно проявляться в космологии, они могут вести себя и как калибровочные заряды , и как кварки , и как векторные или скалярные базоны.

User pointofnoreturn, 10.09.2008 14:51 (#)

Коллайдеры

Ускорители со встречными пучками, перед ускорителями с неподвижной мишенью имеют ряд преимуществ, последние( с неподвижной мишенью)частицы после ускорения выводят из ускорительной камеры и направляют на неподвижную мишень, например, металлическую пластину,поэтому далеко не вся кинетическая энергия ускоренной частицы может быть “вложена” в изучаемый процесс, например, во внутреннее возбуждение атомного ядра или частицы-мишени или в рождение новой частицы, так как значительная, а часто и подавляющая часть этой энергии не может быть “забрана” у частицы, поскольку идёт на “подготовку” выполнения закона сохранения импульса - большой импульс частицы до столкновения должен сохраниться в виде большого импульса (а значит, и кинетической энергии) продуктов реакции. Конкретные оценки позволяют увидеть огромную разницу между кинетическими энергиями, например, протонов в ускорителе с неподвижной мишенью и со встречными пучками,к-рые необходимы для рождения частиц большой массы. Наличе энергетического приимущества и приводит к использованию коллайдеров со встречными пучками повсеместно.Есть две основные схемы реализации коллайдеров:Если встречные пучки состоят из частиц, имеющих равные массы и противоположные по знаку заряды (т.е. античастицы, например, электрон-позитрон или протон-антипротон), то для обоих пучков используется одно кольцо магнитов . В некоторых точках этого кольца имеются участки взаимодействия ускоренных встречных пучков. Если же встречные частицы имеют одинаковые заряды или разные массы (например, протон-протон или электрон-антипротон), то необходимы два кольца магнитов и в некоторых местах создаются области столкновения (пересечения) пучков.Во встречных пучках, двигающихся навстречу друг другу, накапливается максимально возможное число частиц (до 10(15) в пучке). Однако накапливаемые плотности частиц малы и при каждом обороте реальные столкновения испытывают немногие частицы. Взаимодействие пучков почти не нарушает динамику их движения в ускорительном кольце и пучки многие часы и даже сутки могут циркулировать в ускорителе без пополнения. Важной характеристикой коллайдеров является "Luminosity"обозначаемая буквой L.Встречные пучки состоят из отдельных сгустков частиц, называемых bunch, двигающихся с определенным интервалом (частотой) друг за другом....Число взаимодействий N1 в единицу времени между частицами этих двух bunch(банчи)Число взаимодействий N1 в единицу времени между частицами этих двух банчей (т. е. число актов реакций в единицу времени) можно вычислить по формуле(1) :N=jn Slsigma=(n1/S)n2sigma. (Основной величиной,-рой люди оперируют физики, исследующие столкновение микрообъектов, является эффективное сечение или просто сечение (более полное название поперечное эффективное сечение). Именно эта величина определяет вероятность того или иного результата столкновения). Сигма-- эффективная площадь, характеризующая вероятность конкретного процесса. Здесь учтено, что плотность потока падающих на правый банч частиц левого банча j = n1/S, а полное число частиц в правом банче (принятом в качестве мишени) n2 = nSl, где n - концентрация частиц в правом банче. Если банчи сталкиваются f раз в единицу времени (т. е. с частотой f), то число актов реакции N будет даваться выражением N = f(n1n2/S)сигма = L сигма(2)где L = f(n1n2/S) (3) и есть светимость коллайдера.TEVATRON сталкиваются протоны и антипротоны с энергиями 1 ТэВ. Чему равно число актов их взаимодействия в 1 сек, если сечение полного взаимодействия протона и антипротона при этих энергиях 75 мб, а светимость коллайдера L = 5.10(31)см-2сек-1.Самым крупным ускорителем( 7 ТэВ,L=10(33))этого комплекса является LHC (Large Hadron Collider)СЕRN, на котором будут сталкиваться пучки ускоренных до энергии 7 ТэВ протонов, а также ядра свинца. Этот ускоритель сооружается в подземном кольцевом туннеле .

Анонимные комментарии не принимаются.

Войти | Зарегистрироваться | Войти через:

Комментарии от анонимных пользователей не принимаются

Войти | Зарегистрироваться | Войти через: