ФУНДАМЕНТАЛЬНАЯ ДЛИНА
элементарная
длина, гипотетич. универсальная постоянная размерности длины, определяющая
пределы применимости фундаментальных физ. представлений - теории относительности,
квантовой теории, физ. принципа причинности. Через Ф. д. I выражаются
масштабы областей пространства-времени и энергии-импульса (размеры х
< I, интервалы времени t < l/c, энергии Е > hc/I, где
с
- скорость света, h - постоянная Планка), в к-рых можно ожидать
новых явлений, выходящих за рамки существующих представлений. Если это
ожидание оправдается, в пользу чего свидетельствуют трудности и непоследовательности
совр. теории, то предстоит ещё одно радикальное преобразование физики,
сопоставимое по своим последствиям с созданием теории относительности или
квантовой теории. Соответственно, Ф. д. войдёт как существенный элемент
в будущую последоват. теорию элементарных частиц, играя роль третьей (помимо
с и И) фундаментальной размерной константы физики, ограничивающей пределы
применимости старых представлений.
Как претенденты на роль Ф. д. в разное
время обсуждались: комптоновская длина волны электрона Хе 1011см
(электромагнитное
взаимодействие), пи-мезона - \п " 1013см
и нуклона
-XN 1014 см (сильное взаимодействие), характерная
длина слабого взаимодействия - примерно 1016 см
и гравитационная
длина (т. н. планковская длина) - порядка 1033см.
Сам
факт отождествления Ф. д. с одной из перечисленных величин имел бы огромное
значение, указав, с каким типом взаимодействия будет связано появление
новых физ. представлений. К 1977 экспериментально установлено, что Ф. д.
не превышает 1015 см; имеются также аргументы (основанные
на измерениях с помощью Мёссбауэра эффекта) в пользу ещё меньшей
верх, границы Ф. д.- порядка 1020 см. Поэтому величины,
связанные с электромагнитным, сильным и, возможно, слабым взаимодействиями
уже не могут претендовать на роль Ф. д. Весьма вероятно, что истинной Ф.
д. физики окажется гравитац. длина (в пользу этого говорит, напр., универсальность
тяготения,
к-рому,
в отличие от других взаимодействий, подвержены все без исключения структурные
единицы материи). В этом случае теорию элементарных частиц следует строить
на основе общей теории относительности.
Экспериментальный путь определения Ф. д.-
сравнение с опытом результатов расчёта различных физ. эффектов, выполненного
в соответствии с существующей теорией. Такое сравнение (во всех случаях,
когда оно могло быть проведено) до сих пор не показало к.-л. расхождений.
Поэтому эксперимент даёт пока лишь верхнюю границу Ф. д. Для этой цели
используются прежде всего опыты при высоких энергиях, выполняемые на ускорителях
заряженных частиц и характеризующиеся относительно невысокой точностью.
К ним относятся опыты по проверке дисперсионных соотношений (см. Сильные
взаимодействия) для рассеяния пи-мезонов на нуклонах и т. п., а также
нек-рых предсказаний квантовой электродинамики (рождение пар, рассеяние
электронов на электронах и др.). К другому типу относятся прецизионные
статич. эксперименты: измерения аномального магнитного момента электрона
и мюона, лэмбовского сдвига уровней и т. д.; определённые
сведения о Ф. д. даёт, как упоминалось, эффект Мёссбауэра. Обсуждаются
предложения по использованию информации, идущей от космич. объектов - космических
лучей сверхвысоких энергий (> 1019 эв), пульсаров, квазаров,
"чёрных дыр"; если Ф. д. существует, то излучение нек-рых из этих объектов
обладало бы необычными, с точки зрения совр. представлений, свойствами.
Ведётся разработка моделей теории, содержащей
Ф. д. К их числу относятся варианты нелокальной квантовой теории поля,
теория квантованного пространства-времени и др. Такие теоретич. схемы,
помимо их самостоят, ценности, используются при планировании и обработке
результатов экспериментов по определению Ф. д.
См. также Микропричинности условие,
Нелокальная квантовая теория поля, Причинности принцип. Квантование пространства-времени
и
лит. при этих статьях.
Лит.: Тамм И. Е., Собр. научных
трудов, т. 2, М., 1975; М а р к о в М. А., Типероны и Кмезоны, М., 1958;
е г о ж е, О модели протяженной частицы в общей теории относительности,
в сб.: Нелокальные, нелинейные и ненормируемые теории поля. Материалы 2
совещания по нелокальным теориям поля, Дубна, 1970; Ки р ж н и ц
Д. А., Проблема фундаментальной длины, "Природа", 1973, № 1; его же, The
quest for a fundamental length, "Soviet Science Review", Sept., 1971, c.
297. Д. А. Киржниц.
А Б В Г Д Е Ё 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