Тут, правда, есть замечания. Кварковые плазмы бывают разные. Вообще говоря, КГП во флуктоне, если она там образуется, - это барионнонасыщенная плазма, а при столкновении ионов небарионнонасыщенная. Флуктон, по определению, не равновесный объект. И неясно пока, можно ли и как применять к нему понятие из равновесной термодинамики, например такое, как температура. В то же время, может быть, флуктуации кварковой материи в ядрах - простейший объект неравновесной термодинамики. Долгое время считалось, что ядро - настолько сложный объект, что его надо изучать, изучив нуклон-нуклонное взаимодействие и сводя его к последнему. Мы уже видели, что нуклон сложен не менее ядра, но он еще не вполне "среда". Может, надо идти от изучения кварков в среде, создавая квантовую хромодинамику сред, подобно тому как есть электродинамика сред с такими понятиями, как показатель преломления среды относительно вакуума, электродинамические потери энергии частицами при прохождении через среду, дисперсия энергетических потерь и т.д. В хромодинамике сред возникают вопросы: чему равен радиус конфаймента в ядерной материи, где присутствуют другие кварки и глюоны, как могут двигаться цветные кварки в ядерной среде, как и где - внутри или на границе ядра - кварки переходят в адроны (сильно взаимодействующие частицы), то есть, адронизуются?[1]

3.2. Модели супергравитации.

С созданием квантовой хромодинамики появилась надежда на создание единой теории всех (или хотя бы трех из четырех) фундаментальных взаимодействий. Модели единым образом описывающие хотя бы три из четырех фундаментальных взаимодействий, называются моделями Великого объединения. Теоретические схемы, в рамках которых объединяются все известные типы взаимодействий (сильное, слабое, электромагнитное и гравитационное) называются моделями супергравитации.

Опыт успешного объединения слабого и электромагнитного взаимодействий на основе идеи калибровочных полей подсказал возможные пути дальнейшего развития принципа единства физики, объединения фундаментальных физических взаимодействий. Один из них основан на том удивительном факте, что константы взаимодействия электромагнитного, слабого и сильного взаимодействий становятся равными друг другу при одной и той же энергии. Эту энергию называли энергией объединения. При энергии более 1 0 n ГэВ, где n = 1 4 или на расстояниях r < 1 0 n см, где n = - 2 9 , сильные и слабые взаимодействия описываются единой константой, т. е. имеют общую природу. Кварки и лептоны здесь практически не различимы.

В 70-90 -е годы было разработано несколько конкурирующих между собой теорий Великого объединения. Все они основаны на одной и той же идее. Если электрослабое и сильное взаимодействия в действительности представляют собой лишь две стороны великого единого взаимодействия, то последнему также должно соответствовать калибровочное поле с некоторой сложной симметрией. Она должна быть достаточно общей, способной охватить все калибровочные симметрии, содержащиеся и в квантовой хромодинамике и в теории электрослабого взаимодействия. Отыскание такой симметрии - главная задача на пути создания единой теории сильного и электрослабого взаимодействия. Существуют разные подходы, порождающие конкурирующих варианты теорий Великого объединения.

Тем не менее все эти гипотетические варианты Великого объединения имеют ряд общих особенностей.

Во - первых, во всех гипотезах кварки и лептоны - носители сильного и электрослабого взаимодействий - включаются в единую теоретическую схему. До сих пор они рассматривались как совершенно различные объекты.

Во - вторых, привлечение абстрактных калибровочных симметрий приводит к открытию новых типов полей, обладающих новыми свойствами, например способностью превращать кварки в лептоны. В простейшем варианте теории Великого объединения для превращения кварков в лептоны требуется двадцать четыре поля. Двенадцать из квантов эти полей уже известны: фотон, две W -частицы, Z -частица и восемь глюонов. Остальные двенадцать квантов - новые сверхтяжелые промежуточные бозоны, объединенные общим названием Х и У -частицы (с электрическим зарядом 1 / 3 и 4 / 3 ). Эти кванты соответствуют полям, поддерживающим более широкую калибровочную симметрию и перемешивающим кварки с лептонами. Следовательно, кванты этих полей (т.е. Х и У -частицы) могут превращать кварки в лептоны (и наоборот).

На основе теорий Великого объединения предсказаны по крайней мере две важных закономерности, которые могут и должны быть проверены экспериментально: нестабильность протона и существование магнитных монополей. Экспериментальное обнаружение распада протона и магнитных монополей могло бы стать веским доводом в пользу теорий Великого объединения. На проверку этих предсказаний направлены усилия экспериментаторов. Но пока еще твердо установленных экспериментальных данных на этот счет нет. Дело в том, что теории Великого объединения имеют дело с энергией частиц выше 1 0 n ГэВ, где n = 1 4 . Это очень высокая энергия. Трудно сказать, когда удастся получить частицы столь высоких энергий в ускорителях. Этим объясняется, в частности, трудность обнаружения Х и У- бозонов. И потому основной областью применения и проверки теорий Великого объединения является космология. Без этих теорий невозможно описать раннюю стадию эволюции Вселенной, когда температура первичной плазмы достигала 1 0 n К, где n = 2 7 . Именно в таких условиях могли рождаться и аннигилировать сверхтяжелые бозоны Х и У.

Но объединение трех из четырех фундаментальных взаимодействий - это еще не единая теория в подлинном смысле слова. Ведь остается еще гравитация. Теоретические модели, в которых объединяются все четыре взаимодействия, называются супергравитацией.

Супергравитация базируется на идее суперсимметрии, т.е. такого перехода от глобальной калибровочной симметрии к локальной, который бы позволил переходить от фермионов (носителей субстрата материи) к бозонам (переносчикам взаимодействий, носителям структуры материи) и наоборот. Одна из теоретических моделей сводит воедино 70 частиц со спином 0; 56 частиц со спином 1/2; 28 частиц со спином 1; 8 частиц со спином 3/2 9их назвали гравитино) и 1 частица со спином 2 (гравитон). Все эти частицы объединены единой суперсилой при колоссальной энергии 10n ГэВ (где n=19), которой соответствует температура Т=10n К (где n=32), радиус r=10n см (где n=-33) и плотность r = 10n г/куб. см (где n=94). В теориях суперсимметрии возникла даже идея о введении новых дополнительных измерений (10,11 или даже 26) пространства, которые позволяют описать все проявления свойств вещества и переносчиков взаимодействий. Только три из этих пространств проявляются в нашем мире, а остальные остались скрученными, замкнутыми в масштабе r=10n см (где n=-33). Однако все это весьма предварительные теоретические построения и на пути объединения гравитации с остальными фундаментальными взаимодействиями пока еще много нерешенных проблем.

Таким образом, последовательное объединение фундаментальных взаимодействий началось с синтеза электричества и магнетизма в рамках теории Максвелла в ХIХ в. Объединение слабого и электромагнитного взаимодействий получило надежное подтверждение в 1983 г. благодаря открытию W- и Z -частиц. Данных, подтверждающих Великое объединение, пока нет, но их ожидают. Количество идейных предпосылок для создания единой теории всех фундаментальных взаимодействий быстро растет. Возможно, что уже в начале ХХI в. эта величайшая задача всей истории познания материи будет решена. В определенном смысле это означает конец физической науки как науки о фундаментальных основаниях мироздания.