Nauki przyrodnicze
MENU
STRONA GŁÓWNA
Przyroda polska
Zdjęcia natury
Fizyka teoretyczna
Biologia teoretyczna
Biochemia
Biologia molekularna
Ornitologia
Rośliny Polski
Botanika
Zoologia
Internetowe ZOO
Związki czynne roślin
Pierwiastki
chemiczne
Chemia nieorg.
Chemia organiczna
Ciekawostki
biologiczne
Ciekawostki
fizyczne
Ciekawostki
chemiczne
Ciekawe książki
Ciekawe strony www
Słownik

INFO
INFO O AUTORZE
KONTAKT

Do działu: FIZYKA TEORETYCZNA →

Steven Weinberg
(ur. 3.05.1933)

Narodowość: Amerykanin
Nagroda Nobla: 1979 r.

Znane powiedzenia:
  • Im bardziej Wszechświat wydaje się zrozumiały, tym bardziej sprawia wrażenie bezcelowego.
  • Nauka zakłada, że Boga nie ma i bada, jak daleko może ją to doprowadzić.
Współtwórca teorii oddziaływań elektrosłabych (formułowali ją także S. Glashow i niezależnie – pakistański fizyk A. Salam). Teoria ta unifikuje pomyślnie oddziaływania słabe i elektromagnetyczne. W temperaturze 1015 K czyli energiach około 100 GeV (bagatela) oddziaływania te mają identyczne natężenie, a bozony W+, W- i Z0 – przenośniki oddziaływań słabych są nierozróżnialne od fotonu. Poniżej tej temperatury następuje złamanie symetrii. Bozony W+, W- i Z0 nabywają masy spoczynkowej i natężenie oddziaływania zaczyna słabnąć. Foton pozostaje bezmasowy, bez zmian.

Cząstki pośredniczące, które mają masę spoczynkową, są w stanie przenosić oddziaływania tylko na skończoną odległość. Jest tak dlatego, że fermiony muszą „pożyczać” energię na wymianę tych bozonów, bo ich masa jest równoważna pewnej energii. Jako, że energia jest „pożyczona” i zaburza zasadę zachowania energii, musi być oddana w czasie, który możemy obliczyć z zasady nieoznaczoności Heisenberga ΔE Δt = ½ ħ:

Δt = ½ ħ / ΔE
ΔE wyznaczamy ze wzoru Einsteina: ΔE = mc2

Mamy więc wzór:

Ponieważ bozon, mający masę spoczynkową porusza się z prędkością mniejszą niż c, odległość x jaką może pokonać:

x < c Δt → x < ½ ħ / mc

A więc jako, że fotony, nadal bezmasowe, mogą przenosić oddziaływania na dowolną odległość, to natężenie elektromagnetyzmu po złamaniu symetrii będzie większe od natężenia siły słabej, opartej na masywnych, krótkozasięgowych bozonach W i Z.

A co jest przyczyną złamania symetrii ? Peter Higgs pokazał, że mechanizm ten zachodzi wtedy, gdy w przyrodzie istnieją pola Higgsa, a także jego kwanty – bozony Higgsa o spinie równym 0 (i dlatego nazwane skalarnymi, bo spin jest wektorem, a tu jest równy 0). Postuluje się też, że pola Higgsa nadały masę spoczynkową wszystkim cząstkom elementarnym, które ją mają. Na początku Wszechświata miały one wartość 0 i wysoką energię. Przy powstaniu Wszechświata i prawie zaraz po rozpoczęciu jego ekspansji została złamana symetria tych pól. Ze spadkiem temperatury przybrały one zerową energię (próżni) i osiągnęły pewne przypadkowe, niezerowe wartości, osobne dla każdego z pól Higgsa. Te różnowartościowe pola oddziałują różnie z różnymi polami cząstek elementarnych, dlatego obserwujemy różne masy tych cząstek.

Teoria oddziaływań elektrosłabych Salama-Weinberga przewidywała wartości mas bozonów W+, W- i Z0. Ich zgodność z danymi doświadczalnymi była bardzo dobra i stanowiła potwierdzenie i triumf nowej teorii.

Symetrię, jaka cechuje teorię Salama-Weinberga oznacza się jako: SU(2) x U(1).

Steven Weinberg jest autorem kilku książek przetłumaczonych na język polski. Są to: „Pierwsze trzy minuty”, „Sen o teorii ostatecznej” i „Teoria pól kwantowych”.

MACIEJ PANCZYKOWSKI

 Autor wortalu: Maciej Panczykowski, Copyright © 2003-2018 by Maciej Panczykowski