Фундаментальна довжина
 
а б в г д е ж з и й к л м н о п р с т у ф х ц ч ш щ ъ ы ь э ю я
 

Фундаментальна довжина

Фундаментальна довжина, елементарна довжина, гіпотетична універсальна постійна розмірності довжини, визначає межі застосовності фундаментальних фізичних вистав — теорії відносності, квантової теорії, фізичного принципу причинності. Через Ф. д. l виражаються масштаби областей простору-часу і енергії-імпульсу (розміри x < l , інтервали часу t < l/c , енергії Е > (, де з — швидкість світла,  — постійна Планка), у яких можна чекати нових явищ, що виходять за рамки існуючих вистав. Якщо це чекання виправдається, на користь чого свідчать труднощі і непослідовність сучасної теорії, то предстоїт ще одне радикальне перетворення фізики, порівнянне по своїх наслідках із створенням теорії відносності або квантової теорії. Відповідно, Ф. д. увійде як істотний елемент в майбутню послідовну теорію елементарних часток, граючи роль третьої (окрім з і ) фундаментальної розмірної константи фізики, що обмежує межі застосовності старих вистав.

  Як претенденти на роль Ф. д. в різний час обговорювалися: комптонівська довжина хвилі електрона l e » 10 -11 см (електромагнітне взаємодія), пімезона — l p » 10 -13 см і нуклона — l N » 10 -14 см (сильна взаємодія), характерна довжина слабкої взаємодії — приблизно 10 -16 см і гравітаційна довжина (т.з. планковськая довжина) — порядку 10 -33 см . Сам факт ототожнення Ф. д. з однією з перерахованих величин мав би величезне значеніє, вказавши, з яким типом взаємодії буде зв'язано поява нових фізичних вистав. До 1977 експериментально встановлено, що Ф. д. не перевищує 10 -15 см ; є також аргументи (засновані на вимірах за допомогою Мессбауера ефекту ) на користь ще меншого верхнього кордону Ф. д. — порядку 10 -20 см . Тому величини, пов'язані з електромагнітним, сильним і, можливо, слабким взаємодіями вже не можуть претендувати на роль ф. д. Мабуть, що дійсною Ф. д. фізики виявиться гравітаційна довжина (на користь цього говорить, наприклад, універсальність тяжіння, якому, на відміну від інших взаємодій, схильні всі без виключення структурні одиниці матерії). В цьому випадку теорію елементарних часток слід будувати на основі загальній теорії відносності .

  Експериментальна дорога визначення Ф. д. — порівняння з досвідом результатів розрахунку різних фізичних ефектів, виконаного відповідно до існуючої теорії. Таке порівняння (у всіх випадках, коли воно могло бути проведене) до цих пір не показало яких-небудь розбіжностей. Тому експеримент дає доки лише верхній кордон Ф. д. Для цієї мети використовуються перш за все досліди при високих енергіях, що виконуються на прискорювачах заряджених часток і характеризуються відносно невисокою точністю. До них відносяться досліди по перевірці дисперсійних співвідношень (див. Сильні взаємодії ) для розсіяння пі-мезонів на нуклонах і т.п., електродинаміки (народження пар, розсіяння електронів на електронах і ін.). До іншого типа відносяться прецизійні статичні експерименти: виміри аномального магнітного моменту електрона і мюона, лембовського зрушення рівнів і т.д.; певні відомості про Ф. д. дає, як згадувалося, ефект Мессбауера. Обговорюються пропозиції по використанню інформації, що йде від космічних об'єктів, — космічних променів надвисоких енергій (> 10 19 ев ), пульсарів, квазарів, «чорних дір» ; якщо Ф. д. існує, те випромінювання деяких з цих об'єктів володіло б незвичайним, з точки зору сучасних вистав, властивостями.

  Ведеться розробка моделей теорії Ф, що містить. д. До їх числа відносяться варіанти нелокальної квантової теорії поля, теорія квантованого простору-часу і ін. Такі теоретичні схеми, окрім їх самостійної цінності, використовуються при планеруванні і обробці результатів експериментів за визначенням Ф. д. Див. також Мікропричинності умова, Нелокальна квантова теорія поля, Причинності принцип, Квантування простору-часу і літ.(літературний) при цих статтях.

  Літ.: Тамм І. Е., Собр. наукових праць, т. 2, М., 1975; М. Маркова А., Гіперони і до-мезони, М., 1958; його ж, Про модель і протяжної частки в загальній теорії відносності, в збірці: Нелокальні і нелінійні і ненормовані теорії поля. Матеріали 2 наради по нелокальних теоріях поля, Дубна, 1970; Киржніц Д. А., Проблема фундаментальної довжини, «Природа», 1973 № 1; його ж, The quest for а fundamental length, «Soviet Science Review», Sept. 1971, с. 297.

  Д. А. Киржніц.