Проблема создания единой фундаментальной теории

В классификации многочисленных известных к настоящему времени элементарных частиц гипотеза кварков оказалась довольно плодотворной. Она позволила не только систематизировать уже известные элементарные частицы, но и предсказать появление новых, а также объяснить многие их свойства. Естественно, были предприняты попытки обнаружения кварков. Появилось несколько сенсационных сообщений об экспериментальном наблюдении кварков, которые, однако, впоследствии не подтвердились.

По-видимому, кварковая модель будет в дальнейшем постоянно уточняться, и, возможно, на смену ей придет более совершенная теория структуры элементарных частиц. В пользу этого предположения свидетельствуют наделение кварков все более новыми свойствами, гипотеза о существовании восьми типов безмассовых глюонов, «склеивающих» кварки в частицы, а также проблема создания единой теории четырех видов фундаментальных взаимодействий, соединения физики микромира и космологии. На каждом более глубоком уровне структуры материи обнаруживаются ее новые необычные свойства и законы ее движения, обогащающие наше познание.

Положение, сложившееся в современной физике элементарных частиц, напоминает то, что создалось в физике атома после открытия в 1869г. Д.И. Менделеевым периодического закона. Хотя физическая сущность этого закона была выяснена лишь спустя примерно 60 лет, после создания квантовой механики, он позволил систематизировать известные к тому времени химические элементы и, кроме того, привел к предсказанию существования новых элементов и их свойств. Точно так же физики научились систематизировать элементарные частицы, причем систематика в ряде случаев позволила предсказать существование новых частиц и их свойств.

Крупным шагом в познании микропроцессов явилось создание единой теории электромагнитных и слабых взаимодействий американскими физиками С. Вайнбергом (1933–1996), Ш. Глэшоу (р. 1932) и пакистанским ученым А. Саламом (р. 1926), удостоенными Нобелевской премии 1979г.

Перед физикой стоит важнейшая задача создания единой теории взаимодействий, включающих в себя также сильные, а в перспективе и гравитационные взаимодействия. По-видимому, такое «великое объединение» потребует синтеза теории элементарных частиц, квантовой хромодинамики, научной космологии и релятивистской астрофизики. Разработка единой теории всех известных фундаментальных взаимодействий позволит обеспечить концептуальную интеграцию современных данных о природе, хотя на этом физическая наука не закончится, ибо материя неисчерпаема и бесконечна в своей структуре, как практически не обозримы пути технического применения физики и развития прикладных физических дисциплин.