ЕДИ́НАЯ ТЕО́РИЯ ПО́ЛЯ

ЕДИ́НАЯ ТЕО́РИЯ ПО́ЛЯ, еди­ная тео­рия ма­те­рии, при­зван­ная све­сти всё мно­го­об­ра­зие свойств эле­мен­тар­ных час­тиц и их взаи­мо­пре­вра­ще­ний (взаи­мо­дей­ст­вий) к не­боль­шо­му чис­лу уни­вер­саль­ных прин­ци­пов. Та­кая тео­рия ещё не по­строе­на и рас­смат­ри­ва­ет­ся ско­рее как стра­те­гия раз­ви­тия фи­зи­ки мик­ро­ми­ра.

Пер­вым при­ме­ром объ­е­ди­не­ния разл. фи­зич. яв­ле­ний (элек­тро­маг­нит­ных, све­то­вых) при­ня­то счи­тать Мак­свел­ла урав­не­ния. Сле­дую­щим эта­пом бы­ли по­пыт­ки А. Эйн­штей­на объ­е­ди­нить элек­тро­маг­нит­ные и гра­ви­та­ци­он­ные яв­ле­ния на ос­но­ве об­щей тео­рии от­но­си­тель­но­сти, свя­зы­ваю­щей гра­ви­та­ци­он­ное взаи­мо­дей­ст­вие ма­те­рии с гео­мет­рич. свой­ст­ва­ми про­стран­ст­ва-вре­ме­ни. Од­на­ко су­ще­ст­вен­но про­дви­нуть­ся в этих на­прав­ле­ни­ях не уда­лось.

Бо­лее пло­до­твор­ным ока­зал­ся путь рас­ши­ре­ния гло­баль­ной сим­мет­рии урав­нений дви­же­ния до ло­каль­ной ка­либ­ро­воч­ной ин­ва­ри­ант­но­сти, спра­вед­ли­вой в каж­дой точ­ке про­стран­ст­ва-вре­ме­ни. Фор­му­ли­ров­ка это­го прин­ци­па при­над­ле­жит япон. фи­зи­ку Р. Утия­ме, ко­то­рый, в ча­ст­но­сти, по­ка­зал (1956), что его при­ме­не­ние к сим­мет­рии про­стран­ст­ва-вре­ме­ни (груп­пе Пу­ан­ка­ре) при­во­дит к тео­рии гра­ви­та­ции Эйн­штей­на. При­ме­не­ние прин­ци­па ло­каль­ной ка­либ­ро­воч­ной сим­мет­рии к изо­то­пи­че­ской ин­ва­ри­ант­но­сти [Р. Л. Миллс (США) и Ч. Янг, Ш. Глэ­шоу, С. Вайн­берг, А. Са­лам] при­ве­ло к по­строе­нию в нач. 1970-х гг. объ­е­ди­нён­ной тео­рии сла­бо­го и элек­тро­маг­нит­но­го взаи­мо­дей­ст­вий леп­то­нов и квар­ков (см. Элек­тро­сла­бое взаи­мо­дей­ст­вие). Де­ла­ют­ся по­пыт­ки вклю­че­ния в эту схе­му кван­то­вой хро­мо­ди­на­ми­ки – тео­рии силь­но­го взаи­мо­дей­ст­вия квар­ков и глюо­нов (т. н. Ве­ли­кое объ­е­ди­не­ние). Та­кое объ­е­ди­не­ние, по-ви­ди­мо­му, воз­мож­но за счёт рас­ши­ре­ния ка­либ­ро­воч­ной сим­мет­рии до т. н. cуперсимметрии, объ­е­ди­няю­щей час­ти­цы с разл. спи­на­ми (и, сле­до­ва­тель­но, с раз­ны­ми ста­ти­стич. свой­ст­ва­ми). Та­кие тео­рии, од­на­ко, пред­ска­зы­ва­ют су­ще­ст­во­ва­ние боль­шо­го ко­ли­че­ст­ва не­на­блю­дае­мых по­ка час­тиц (т. н. су­пер­парт­нё­ров) с боль­шой (>1 ТэВ) мас­сой.

Др. важ­ным пред­ска­за­ни­ем разл. мо­де­лей Ве­ли­ко­го объ­е­ди­не­ния яв­ля­ет­ся на­ру­ше­ние за­ко­нов со­хра­не­ния ба­ри­он­но­го и леп­тон­но­го чи­сел, при­во­дя­щее, в ча­ст­но­сти, к не­ста­биль­но­сти про­то­на со вре­ме­нем жиз­ни по­ряд­ка 10³³–10³⁴ лет. Про­во­дят­ся экс­пе­ри­мен­ты по на­блю­де­нию та­кой не­ста­биль­но­сти, по­ка ещё не дав­шие ре­зуль­та­та.

Не­ко­то­рые на­де­ж­ды на объ­е­ди­не­ние всех взаи­мо­дей­ст­вий свя­зы­ва­ют­ся с тео­ри­ей су­пер­струн в мно­го­мер­ном (два­дца­ти­шес­ти­мер­ном или де­ся­ти­мер­ном) про­стран­ст­ве. При этом име­ет­ся воз­мож­ность сде­лать мир «лиш­них» из­ме­ре­ний замк­ну­тым с ра­диу­сом по­ряд­ка план­ков­ской дли­ны (по­ряд­ка 10^–33 см) и рас­смат­ри­вать пре­об­ра­зо­ва­ния в нём как пре­об­ра­зо­ва­ния внутр. сим­мет­рии.