On Thu, 17 Dec 1998  wrote:
>> Ha tomeget keverunk ki, az a Planck-tomeg, es ma ugy gondoljuk, hogy
>> az ennek megfelelo energian az osszes kolcsonhatas egyesitheto
>> (elektromagneses, gyenge, eros, gravitacios).
>
> Az egyesites vegen az is varhato, hogy a harom alapveto allando
> helyett csak 1 lesz amibol azutan minden levezetheto? Tudna valaki
> egyszeruen vazolni, hogy ez a GUT nevre keresztelt elmelet megalkotasa
> jelenleg milyen szinten all? Ha nem tevedek az elektromagneses es
> gyenge nuklearis kolcsonhatast mar egy elektrogyenge elnevezesu
> kolcsonhatasban egyesitettek.
Talan ott kezdem, hogy a kolcsonhatasokat mind egy-egy belso
szimmetriahoz kotjuk, amik vagy szimmetriai is maradnak a termeszetnek,
vagy esetleg spontan serulnek. A leglatvanyosabb erdekes modon az az
eset, amikor egy szimmetria kicsit serul, ezt ugy vesszuk eszre, hogy
az altalunk ismert reszecskespektrumban vannak egymashoz tobbe vagy
kevesbe hasonlo tulajdonsagokkal rendelkezo reszecskek.
Az elso ilyen eszrevetel a neutron es proton hasonlosaga volt, lenyegeben
csak a toltesuk kulonbozo, tomeguk majdnem ugyanaz, spinjuk ugyanaz.
tekinthetjuk ugy, mintha a proton es a neutron ugyanannak a reszecskenek
ket allapota, ahogy egy ketdimenzios vektornak ket, x es y komponense
van. A kvantummechanikaban komplex mennyisegeket hasznalunk, az emlitett
reszecsket, a nukleont egy ketdimenzios komplex "vektornak", azaz
spinornak tekintjuk es azt mondjuk, hogy ennek a spinornak a ketdimenzios
komplex forgatasaira a fizikai torvenyek valtozatlanok maradnak, ha a
szimmetria nem serul. Az ilyen forgatasokat a ketdimenzios, specialis
uniter matrixok csoportja, az SU(2) irja le (ez az U(2)-tol abban
kulonbozik, hogy a determinansat egynek valasztjuk, mert egyebkent
csak a determinans abszolutertekenek kellene egynek lennie - ez a
valasztas azzal kapcsolatos, hogy irreducibilis csoportokkal dolgozunk,
de ebbe most nem megyek bele).
Ezt a nukleon szimmetriat izospinnek nevezzuk, vegul is nem ez vezetett
a kolcsonhatasok leirasahoz, reszletek nelkul, ez egy globalis szimmetria,
azaz ha forgatunk, mintegy egyutt forgatjuk az egesz Univerzumot, a
kolcsonhatasokat viszont lokalis szimmetriaval tudjuk leirni, amiben
forgatni kulonbozo es egymastol fuggetlen mertekben tudunk a ter kulonbozo
helyein.
Nemcsak ket, hanem akarhany dimenzios spinorokkal is leirhattunk
reszecskeallapotokat, N eseteben kapjuk az SU(N) csoportot, vagy
szimmetriat, egyszerre akarhany ilyen szimmetriaval dolgozhatunk.
Ha N=1, akkor nem SU(1)-et hasznalunk, hanem U(1)-et az SU(1) ugyanis
az egydimenzios komplex matrixok csoportja, amelyeknek determinansa
egy, ez pedig a trivialis egyes szam, az U(1) viszont az egysegnyi
abszoluterteku szamoke, ez mar nem trivialis, itt valodi transzformacio,
ebben az esetben egy fazistranszformacio tortenik.
Egy ilyen lokalis U(1) szimmetriaval kapcsolatos az elektromagneses
kolcsonhatas, de pl. a barionszam megmaradasa egy globalis U(1)-gyel
irhato le. Itt egyszeruen a hullamfuggveny fazisa szabadon megvalaszthato,
es ez egy megmarado szimmetria. A megmarado mennyiseget hipertoltesnek
hivjuk.
Az un. gyenge SU(2)-vel (megkulonboztetendo a fenti izospin avagy iz
SU(2)-tol) kapcsolatos a gyenge kolcsonhatas, ami a neutrino-elektron
azonossagbol kovetkezik. Ez a szimmetria spontan serul, ezert a neutrinot
es az elektront megiscsak kulonbozonek latjuk (ahogy a muontt es a
neutrinojat ill. a taut es neutrinojat). Ezen SU(2) szempontjabol
szimmetrikusak meg az (u,d),(c,s),(t,b) kvarkparok (dublettek) is.
A megmarado mennyiseget gyenge izospinnek hivjuk, a serules azt jelenti,
hogy ez a szimmetria bizonyos energia (~100 GeV) felett szimmetria,
azalatt nem. A spontan szimmetrisertes miatt jelennek meg az elmeletben
a Higgs-bozonok.
Az eros kolcsonhatas egy megmarado SU(3) szimmetrianak felel meg, ezert
minden kvarknak 3 allapota van, amit szinnek nevezunk. Ez megmarado
szimmetria, a harom allapotot nem tudjuk megkulonboztetni, de latjuk
az allapotok szamanak megharomszorozodasat.
Lokalis szimmetria eseten minden szimmetrianak, azaz kolcsonhatasnak
megfelelo szamu kozvetito bozonja van, SU(N) eseten ez a szam N^2-1,
azaz 1,3 ill. 8 kozvetitobozonja van az elektromagneses (1 foton), a
gyenge (W+,W-,Z) es az eros (8 gluon) kolcsonhatasnak.
Azt mondjuk, hogy 100 GeV felett a termeszet szimmetriaja a
G=SU(3)xSU(2)xU(1), az elektron peldaul egy SU(2) dublett resze, ahogy
mar emlitettem, mig az SU(3) szempontajabol szingulett. A kvarkok
SU(2)-dublettek es SU(3)-triplettek. 100 GeV alatt a fenti G szimmetria
egy H=SU(3)xU(1) szimmetriacsoportra serul, az SU(3) ugyanaz a szimmetria,
mint volt a sertes elott, de az U(1) mas mint elobb, ez mar a jol ismert,
szokasos elektromos toltes. Ezt a modellt hivjuk Standard Modellnek (SM).
A megmarado szimmetria bozonjai zerus tomeguek (foton, gluonok) a spontan
seruloke pedig tomegesek (azon a skalan, ahol a sertes tortenik, az
a W es Z bozonok tomeg 100 GeV korul van).
Felmerul a kerdes, nem lehet-e az emlitett dubletteket es tripletteket
nagyobb multiplettekbe egyesiteni, amelyek mar nem 2x2-es es 3x3-as
matrixok szerint transzformalodnak, hanem NxN-es matrixok szerint.
A lehetseges minimalis kiterjesztes az 5x5-os matrixoke, amit ugy
kepzelhetunk, mint egy blokkdiagonalis matrixot es 2x2-es ill. egy
3x3-as blokkal, a kovetkezo lepesben pedig megengedjuk, hogy ne
blokkdiagonalis legyen az 5x5-os matrix, hanem altalanos, ekkor egy
SU(5)-szimmetricsoportot kapunk, az eljarast pedig nagy egyesitesnek.
Az U(1)-csoport egyebkent ugy evodott meg, hogy o a ket (2x2,3x3)
blokk relativ fazisa. Az SU(5)-nek 24 kozvetito bozonja van, a mar
emlitett 12 (1+3+8), valamint 12 uj, ezeket X-bozonoknak hivjuk.
A teljes modell pedig ugy nez ki, hogy kindulunk az SU(5)-bol, ezt
10^15 GeV alatt spontan sertjuk SU(3)xSU(2)xU(1)-re, ekkor X bozonjaink
ilyen nagy tomeguek maradnak, majd 100 GeV-nel tovabb sertunk a vegul
egzaktul megmarado SU(3)xU(1)-re.
A nagy problema, hogy a Higgs-bozonjainknak 100-1000 GeV-esnek kell
lennie, de ezek egy ilyen elmeletben ket 10^15 GeV-es mennyiseg
kulonbsegekent adodik (pontosabban a tomegnegyezetek kozott van az
osszefugges, de ez meg iszonyubb), ami eleg erthetelen, hogy a termeszet
miert muvelne ilyen dolgokat. Szemleletesen arrol van szo, hogy a
macskat nem egerekbol rakjuk ossze, hanem balnak kulonbsegekent allitjuk
elo, es ha csak egy kicsit is hizik az egyik balna, elefant lesz az
eredmeny. Ezt a reszecskefizikai problemat hivjuk hierarchiaproblemanak,
ha valaki mar talalkozott volna vele. Onmagaban az is furcsa, hogy
100 GeV es 10^15 GeV kozott nincs semmi, ez pedig a termeszetessegi
problema, ami szorosan osszefugg a hierarchiaproblemaval.
SU(5) helyett nagyobb csoportokat is vehetunk, de alapproblemankat ez
nem oldja meg. A megoldast a szuperszimmetria, a hurelmelet, ezek
kombinacioja a szuperhurelmelet (superstring), es ezek lokalizalasa
hordozza, ami a gravitaciot is egyesiti a Planck-tomeg kornyeken az
osszes tobbivel. Ez a szupergravitacio tunik ma a Mindenseg Elmeletenek
(TOE - Theory Of Everything).
Ami nagyon hianyzik, az a kiserleti bizonyitek, mert a gyorsitoinkkal meg
csak 200 GeV-nel jarunk a CERN-ben, 2005-tol azonban mar elerjuk az
LHC-vel (Large Hadron Collider) a 14 TeV-et. De ez meg mindig csak
10^4 GeV lesz, amitol a 10^15 TeV meg mindig 11 nagysagrend.
Hidas Pal
|
FOTONCHIP
(Newsbytes) Olyan teljesen integralt, mukodokepes optikai aramkort
keszitett a Nanovation Technologies, a Northwestern University-n mukodo
laboratoriumaban, amely forradalmasithatja a szamitastechnikat. Az
aramkor ugyanis nem elektronokkal, hanem fotonokkal mukodik. A ceg
szerint a fenyvezerelt, vagy mas neven foton chip akar 1000-szer kisebb
is lehet, mint az elektron alapu felvezeto aramkorok, es a chipek
sebessege es adattarolo kapacitasa akar 100-szorosara vagy
1000-szeresere is nohet. A foton-aramkorokben a "drotok" vastagsaga
mindossze 0,02 mikron, nagyon keves aramot fogyasztanak, es nem
melegszenek. A Nanovation maris bemutatokat szervez, hogy az iparag
legnagyobb cegeivel is megismertesse a technologiat. Remenyeik szerint
az elso foton chipet hasznalo keszulekek mar 2000 tajan
megjelenhetnek.
VISSZATERT AZ ENDEAVOUR, SIKERES KULDETES
(http://www.cnn.com) December 13-an levalt az Endeavour a Nemzetkozi
Urallomasrol, es ezzel lezarta az urbazis tortenetenek elso fejezetet.
Az urrepulogep mult kedden, keso este ert foldet a floridai Kennedy
Urkozpontban. A foldet eres es a levalas kozott az asztronautak
palyara allitottak egy balnafigyelo muholdat, majd aludni tertek. Az
urhajosok ket sikeres urseta soran megteremtettek az osszekottetest az
- altaluk felvitt - amerikai Unity, es a - mar ott levo - orosz Zarya
modul kozott, majd - gondolva a jovo majusban indulo kovetkezo
missziora - elvegeztek az ember altal eddig epitett legtavolabbi
epitmeny felszini munkalatait. Ezen kivul kiprobaltak egy uj
fejlesztesu manoverezo szkafandert is. Az allomas ot ev mulva lesz
keszen, addig elolrelathatoan meg 43 kilovesnek es 159 ursetanak kell
eltelnie.
EMBERT KLONOZTAK?
(http://www.discovery.com | http://www.cnn.com) A hirt a szouli
Kyunghee Egyetemi Korhazban dolgozo kutatocsoport vezetoje, Dr. Kim
Seung-bo roppentette fel. Elmondasuk szerint egy kozepkoru no egyetlen
sejtjenek, es egy megtermekenyitetlen petesejtnek a segitsegevel vittek
veghez a klonozast. A kutatok leallitottak a kiserletet, amikor az
embrio negy sejtte osztodott. Ha ez nem tortent volna meg, es az
embriot beultettek volna egy anya mehebe, akkor a szuletendo gyermek
ugyanolyan lett volna, mint amilyen donor. Seung-bo szerint meg
nincsenek meg az etikai feltetelek egy ilyen kiserlethez. Szerinte a
klonozas a jovoben nagy segitsegere lehet a szervatulteteses
muteteknek. A Dolly-t, a birkat klonozo tudosok ketelyeiknek adtak
hangot a fenti esettel kapcsolatban. Dr. Harry Griffin, az edinburgh-i
Roslin Institute munkatarsa szerint nincs megfeleloen bizonyitva a
kiserlet, es egyaltalan nem biztosak abban, hogy a koreaiak valoban
elertek azt, amit allitanak.
BEGYUJTJA HAJTOMUVET A NEAR
(http://www.nasa.gov) December 20-an az 1996-ban felbocsajtott Near Earth
Asteroid Rendezvous nevu urszonda eloszor gyujtja be hajtomuvet, es ezzel
elokesziti az Eros nevu kisbolygo koruli januari palyara allasat.
EGEREK ES ELEFANTOK
(ET) Mulatsagos gentechnologiai kiserletet hajtottak vegre amerikai
tudosok: egy nosteny eger petefeszket elefantsejtekkel modositottak, s
egy megtermekenyitett elefantpetesejtet ultettek be. A petesejt beepult
az eger meheben es elkezdett fejlodni. Tovabbit nem tudunk a
kiserletrol, mindenesetre a kutatok maguk is mulatsagosnak talaltak,
hogy elvileg egy eger is kepes lenne kihordani egy elefant bebit
(termeszetesen az eger es az elefant kozotti meretbeli kulonbsegek
miatt ez keptelenseg, de nem is ez volt a celja a kutatoknak). A
kiserlet segitsegevel ma mar bizonyithato, hogy allatokat kepesse lehet
tenni kihaloban levo fajok bebijeinek kihordasara. Elsosorban a sulyos
veszelyben levo allatok megmentese lebegett a kutatok szeme elott,
amikor erre, a nemikepp morbid kiserletre vallalkoztak.
(az AVANA egy sci-fi hirlevel, tovabbi info: www.scifi.hu)
|
