AllPhysics.ru

ФУНДАМЕНТАЛЬНАЯ ДЛИНА (элементарная длина), гипотетич. универсальная постоянная размерности длины, определяющая пределы применимости фундам. физ. представлений — теории относительности, квант. теории, принципа причинности. Через Ф. д. l выражаются масштабы областей пространства-времени и энергии-импульса (размеры х<l, интервалы времени t<l/c, энергии ξ>ћc/l), в к-рых можно ожидать новых явлений, не укладывающихся в рамки существующей физ. картины. Если бы это ожидание оправдалось, то предстояло бы ещё одно радик. преобразование физики, сопоставимое по своим последствиям с созданием теории относительности или квант. теории. Соответственно Ф. д. вошла бы как существ. элемент в теорию элем. ч-ц, играя роль третьей (после с и ft) фундам. размерной константы физики, ограничивающей пределы применимости совр. представлений.

С помощью известных характерных физ. параметров можно построить ряд величин размерности длины, к-рые в разное время обсуждались как претенденты на роль Ф. д. Это — комптоновская длина волны эл-на λ_е~10^-11 см (эл.-магн. вз-ствие), p-мезона (λ_p~10^-13 см) и нуклона (λ_N~10^-14 см, сильное вз-ствие), характерная длина слабого вз-ствия

Ö(G_F/ћc)~10^-16 см (G_F — фермиевская константа слабого вз-ствия), гравитац. длина (т. н. планковская длина)

Ö(Gћ//c³)~10^-33 см (G — гравитац. постоянная). Отождествление Ф. д. с одной из перечисл. величин сыграло бы огромную роль для физики элем. ч-ц, указав, с каким типом вз-ствия будет связано появление новых физ. представлений. К 1983 экспериментально установлено, что верхняя граница Ф. д. составляет ок. 10^-16 см; имеются аргументы в пользу ещё меньшего значения l (~10^-20 см). Поэтому величины, связанные с эл.-магн., сильным и, скорее всего, слабым вз-ствиями уже не могут претендовать на роль Ф. д. Весьма вероятно, что Ф. д. физики окажется гравитационная длина.

Эксперим. метод определения Ф. д. основан на сравнении с опытом результатов расчёта разл. 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 и характеризующиеся относительно невысокой точностью. К ним относятся опыты по проверке дисперсионных соотношений для рассеяния p-мезонов на нуклонах и т. п., а также нек-рых предсказаний квант. электродинамики (рождение пар, рассеяние эл-нов на эл-нах и т. д.). К др. типу относятся прецизионные статич. эксперименты: измерения аном. магн. момента эл-на и мюона, лэмбовского сдвига уровней и т. д. Обсуждались предложения по использованию информации, идущей от косм. объектов,— косм. лучей сверхвысоких энергий (~10¹⁹ эВ), пульсаров, квазаров, чёрных дыр.

Существует ряд моделей теории, содержащей Ф. д. (варианты нелокальной квант. теории поля, теории квантованного пространства-времени и др.). Нек-рые из них используются при планировании и обработке результатов экспериментов по определению Ф. д.

Острота проблемы Ф. д. существенно уменьшилась в связи с успехами квантовой теории поля (объединённой теории слабого и эл.-магнитного вз-ствий, квантовой хромодинамики, «великого объединения»), основывающейся на обычных фундам. представлениях физики.

• Т а м м И. Е., Собр. научных трудов, т. 2, М., 1975; Марков М. А., Гипероны и К-мезоны, М., 1958; его же, О природе материи, М., 1976; К и р ж н и ц Д. А., Проблема фундаментальной длины, «Природа», 1973, № 1; Блохинцев Д. И., Пространство и время в микромире, М., 1970.

Д. А. Киржниц.