Реферат: Глобальная взаимосвязь фундаментальных физических констант

Планковская длина может быть выражена посредством следующих констант:

l_pl =f (h, c, G, R_oo , , ).

Планковское время может быть выражено посредством следующих констант:

t_pl = f (h, c, G, R_oo , , ).

Выявленная взаимосвязь констант позволила найти новые значения планковских констант:

mpl =2,17666772(25) •10-8 кг lpl =1,616081388(51) •10-35 м tpl = 5,39066726(17)•10-44 с

4. УНИВЕРСАЛЬНЫЕ СУПЕРКОНСТАНТЫ

Исследования проблемы фундаментальных физических констант позволили найти группу первичных констант, из которых происходят современные фундаментальные константы [3,5]. Эти “истинно фундаментальные ” константы названы универсальными суперконстантами: Это следующие константы[3-5]:

1. Фундаментальный квант действия h_u (h_u =7,69558071(63)•10^-37 J s).

1. Фундаментальный квант длины l_u (l_u =2,817940285(31)•10^-15 m).
2. Фундаментальный квант времени t_u (t_u =0,939963701(11)•10^-23 s ).
3. Постоянная тонкой структуры  ( =7,297352533(27)•10^-3 )
4. Число  ( =3,141592653589)

Размерные константы h_u , l_u , t_u следуют из классических представлений и являются константами классической теории [3 - 18]. Эти константы определяют физические свойства пространства-времени. Константы и определяют геометрические свойства пространства-времени (Рис.3). Фундаментальные физические константы оказались функционально зависимыми от суперконстант h_u , l_u , t_u , , . Ниже, в качестве примера, показано как некоторые фундаментальные константы связаны с универсальными суперконстантами. Общность фундаментальных физических констант состоит в том, что в основе всех констант лежит весьма ограниченное количество первичных констант. Таких первичных констант всего пять [3-5]. Функциональные зависимости у основных фундаментальных физических констант следующие:

-элементарный заряд e: e=f(hu ,lu ,tu );

-масса электрона m _e : me=f(hu ,lu ,tu );

-постоянная Ридберга R_oo : R_oo =f(lu ,, );

-гравитационная постоянная G : G =f(hu ,lu ,tu ,, );

-отношение масс протона-электрона m _p /m _e : m _p /me=f( , );

-постоянная Хаббла H : H=f(tu ,, );

-планковская масса mpl : mpl =f(hu ,lu ,tu ,, );

-планковская длина lpl : lpl =f(lu ,, );

планковское время tpl : tpl =f(tu ,, );

-квант магнитного потока Фo : Фo =f(hu ,lu ,tu ,, );

-магнетон Бора _B : _B =f(hu ,lu ,tu ,, (?-у автора пропущена) ).

Из приведенных зависимостей видно, что наименее сложными константами являются h , c , R_oo , m _p /m _e . Это указывает на то, что константы h , c , R_oo , m _p /m _e наиболее близки к первичным константам.

Использование суперконстантного базиса позволяет получить все основные фундаментальные физические константы расчетным путем. В этом состоит уникальность суперконстантного базиса.

Некоторые фундаментальные константы, полученные расчетным путем, по точности на несколько порядков превосходят их экспериментальные значения. Это относится к константам G , m_pl , l _pl , t _pl , H и др.

Точность констант G, m_pl , l_pl , t_pl , H удалось “подтянуть” до уровня точности констант h,Ф_о ,e, _B ,m_e .

Подробнее об этом можно прочитать в [3-18].

Рис.3.Универсальные суперконстанты

Суперконстанты из группы hu,lu,tu, ,  в различных комбинациях от двух до пяти констант дают возможность получить все известные фундаментальные физические константы. Такой подход с акцентом на проблемы происхождения с первых шагов своего становления позволил получить из чисто классических соображений важнейшую физическую константу – постоянную Планка [6,17,18]. Особый интерес представляет соотношение для гравитационной постоянной Ньютона (G), с помощью которого значение этой константы определено с точностью, на несколько порядков превышающей её экспериментальное значение. Выявленная составная сущность гравитационной постоянной Ньютона заставляет с принципиально иных позиций подходить к преблеме квантовой гравитации [10].

На рис.4 показана диаграмма, отражающая точность констант , полученных расчетом на основе суперконстант h_u ,l_u ,t_u , , . Как видим, различие точности между константами стало намного меньше.

Выявленная глобальная взаимосвязь между фундаментальными физическими константами позволяет указать путь, который позволит определить практически все фундаментальные константы с предельно высокой точностью. Этот предел уже задает беспрецедентная точность константы ридберга R_oo (7,6х10^-12 ). Есть возможность приблизить точность других констант к точности постоянной Ридберга. Для этого необходимо с высокой точностью определить только две константы. Одна из них – постоянная тонкой структуры. Эту константу необходимо определить с точностью 10^-12 - 10^-13 . Другая константа – одна любая константа из группы: h, e, m_e . Ее необходимо определить с точностью близкой к точности постоянной Ридберга. В этом случае все другие фундаментальные константы можно будет получить

Рис.4. Точность констант, полученных на основе суперконстант h_u ,l_u ,t_u , , .

математическим расчетом с большой точностью не хуже, чем точность R_? . Ожидаемую точность иллюстрирует рис.5.

Таким образом, только две константы сейчас требуют к себе особого внимания – это постоянная тонкой структуры и одна константа из группы h, e, m_e . В дальнейшем только три константы будут требовать внимания исследователей - R_oo , , и одна константа из группы ( h, e, m_e ). Их будет вполне достаточно, чтобы с большой точность знать все другие физические константы.

5. ПРИНЦИПЫ СУПЕРКОНСТАНТНОЙ ДОСТАТОЧНОСТИ

Проведенные исследования фундаментальных констант позволили сформулировать два новых физических принципа – принцип (hu,lu,tu, , )-достаточности и принцип ( , )-достаточности. Они получили название: принципы суперконстантной достаточности . Эти принципы определяют самодостаточность суперконстантного базиса для построения физических теорий.

Первый принцип суперконстантной достаточности формулируется следующим образом: