Возможный состав физического вакуума. Часть 2

В стандартной электрослабой теории поле х постоянно, для него Tjj. = Aew9iIs> и мы можем получить нижний предел плотности вакуума, состоящего из хиггс-бозонов (см., например, [32,245]):

(2.45)

Для других более массивных скалярных полей, образовавшихся ранее (фо, ф3 и т.д.) значение плотности вакуума, их содержащего, будет еще больше: рЧф > pVj(. Таким образом, ПлЕ,у ~ Ю53Г&л и вновь возникает основная проблема физики вакуума: как совместить теоретическое и экспериментальное значения плотности вакуума? Существует множество различных феноменологических теорий, в которых Aew либо меняется во времени [245], например: Aew ~ t~2 [116], Aew ~ t~a, где а — некий параметр [158]; в некоторых теориях зависит от постоянной Хаббла H — Л ~ H2 + Аа~а [248] и т. д, либо входит в космологическую постоянную с некоторым коэффициентом существенно меньше единицы, возникающем в результате компактификации дополнительных измерений.

Однако, здесь следует отметить, что, в отличие от фермионов, поведение совокупности которых определяется принципом Паули, плотная совокупность бозонов «затягивает» другие тождественные бозоны, образуя весьма стабильное состояние — бозонный конденсат. Плотность энергии частиц в конденсате может быть меньше суммы массы частиц в свободном состоянии за счет большой энергии связи. В этом случае в состав вакуума после фазового перехода с нарушением симметрии между слабым и электромагнитным взаимодействиями входят конденсат скалярного поля фо, конденсат скалярного поля (или полей) ф$, могут входить другие скалярные поля фк с гпфк > тх) в форме бозонного конденсата и поле х в «чистом» виде. На этой стадии плотность вакуума будет соответствовать f2AEW, что меньше, чем рЧфо • После всех фазовых переходов

На ускорителе LEP зарегистрировано три события на уровне значимости 3<г (для регистрации открытия уровень значимости должен быть 5<т). Масса обнаруженных частиц Afx ~ 115 ГэВ [263].

вакуум в нашей Метагалактике будет содержать скалярные поля Фо, Ф$ (возможно, фк) и х в форме бозонного конденсата, а плотность вакуума должна будет соответствовать ее экспериментально определенному значению. Энергия связи вакуума как бозонного конденсата в этом случае будет сравнима с массой составляющих бозонов, плотность энергии частиц в конденсате будет соответствовать экспериментально определенной величине плотности энергии вакуума, хотя их масса может быть существенно больше. К сожалению, количественные рассчеты параметров бозонного конденсата с большой энергией связи существенно затруднены, и к настоящему времени имеются только качественные оценки параметров вакуума в данной модели [241]. Тем не менее, существование излома в в спектре космических лучей в интервале энергий 109-1010 ГэВ как для протонов (см., например, [28]), так и для 7-квантов (см., к примеру, [41,42]), общепринятого объяснения которому нет до сих пор (лишь некоторые теоретики полагают, что этот излом вызван изменением вида взаимоде йствия элементарных частиц при таких высоких энергиях) возможно объяснить в рамках подобной модели физического вакуума — при определенной (достаточно высокой) энергии частицы будут взаимодействовать и с вакуумным конденсатом, что, естественно, приведет к изменению их энергии и, соответственно, уменьшению показателя спектра — что и наблюдается в экспериментах.

 

Другие части:

Возможный состав физического вакуума. Часть 1

Возможный состав физического вакуума. Часть 2

Возможный состав физического вакуума. Часть 3