Читать онлайн «Физика элементарных частиц и инфляционная космология»

А. Д. ЛИНДЕ ФИЗИКА ЭЛЕМЕНТАРНЫХ ЧАСТИЦ И ИНФЛЯЦИОННАЯ КОСМОЛОГИЯ МОСКВА «НАУКА» ГЛАВНАЯ РЕДАКЦИЯ ФИЗИКО-МАТЕМАТИЧЕСКОЙ ЛИТЕРАТУРЫ 1990 ББК 22. 382 Л59 УДК 539. 12 Линде А. Д. Физика элементарных частиц и инфляционная космология. — М. : Наука. Гл. ред. физ. -мат. лит. , 1990. — 280 с. ISBN 5-02-014345-6. Посвящена обсуждению космологических следствий современных теорий элементарных частиц. Особое внимание уделено так называемому сценарию раздувающейся (инфляционной) Вселенной, создание которого привело к сильным изменениям в существовавших ранее представлениях о крупномасштабной структуре Вселенной и о самых ранних стадиях ее эволюции. Для физиков, работающих в области теории элементарных частиц, теории сверхплотного вещества и космологии, а также аспирантов и студентов старших курсов, специализирующихся в области теоретической физики. Ил. 35. Библиогр. : 359 назв. Рецензент доктор физико-математических наук профессор И. Д. Новиков ^1605070000—007 J1 <»вд/п9\ or 1 98-90 (ф Издательство «Наука». UD^UZj-yu Главная редакция физико-математической литературы, 1990 ISBN 5-02-014345-6 ПРЕДИСЛОВИЕ За последние 15 лет в физике элементарных частиц произошла подлинная революция, связанная с созданием и развитием единых калибровочных теорий слабых, сильных и электромагнитных взаимодействий. Одной из основных идей, на которых базируются эти теории, служит идея о спонтанном нарушении симметрии между разными типами взаимодействий за счет возникновения во всем пространстве постоянных классических скалярных полей ф (так называемых хиггсовских полей). В отсутствие таких полей нет принципиальной разницы между слабыми, сильными и электромагнитными взаимодействиями. Спонтанное появление во всем пространстве постоянных скалярных полей означает, по существу, перестройку вакуума, в результате которой часть векторных (калибровочных) полей приобретает большую массу. ) Взаимодействия, осуществляемые этими векторными полями, становятся короткодействующими. Это и приводит к нарушению симметрии между разными типами взаимодействий в единых теориях. В рамках калибровочных теорий со спонтанным нарушением симметрии впервые было получено непротиворечивое описание слабых и сильных взаимодействий при высоких энергиях. Впервые оказалось возможным рассчитывать процессы в теории слабых и сильных взаимодействий с учетом высших порядков теории возмущений. Благодаря замечательному свойству этих теорий — асимптотической се ободе — появилась принципиальная возможность описывать взаимодействия элементарных частиц друг с другом при энергиях вплоть до Е ~ Мр ~ 1019 ГэВ в системе центра масс, т. е. до планковской энергии, начиная с которой становятся важными квантово-гравитационные эффекты. Не будем обсуждать здесь' подробно свойства калибровочных теорий, напомним лишь основные этапы их развития. В 60-е годы Глэшоу, Вайнберг и Салам предложили единую теорию слабых и электромагнитных взаимодействий [1]. Подлинный прогресс в этой области начался в 1971 — 1973 гг. после доказательства перенормируемости этих теорий [2].