Есть мнение, что читателям блога будет интересно узнать о том, как один кварк в результате слабого взаимодействия превращается в другой, как нейтрино становится электроном, или как осциллируют нейтрино (электронное вдруг становится «мю» или «тау»)… Или как электромагнитное взаимодействие (гамма-квант) сливается со слабым (W-бозон). И это очень сложное мнение. Как следствие, ниже речь внезапно пойдёт о том, чего на скрине нет, – о преонах.
Повесть же о преонах, в свою очередь, придётся разделить на физическую и философскую части. Причём, суть, как обычно, в последней.
...Следовательно, о преонах – гипотетических суперфундаментальных частицах. Некогда просто «частицы» пришлось разделить на элементарные и фундаментальные. Первые являются составными, – вторые, соответственно, нет. К числу бесструктурных, состоящих только из себя частиц относятся кварки, лептоны (примеры: электрон, нейтрино) и основные кванты… И фундаментальных частиц, таким образом, тоже набралось прилично. Считая с античастицами, 30 штук.
Как следствие, 70-80 прошлого века перспективной идеей казалось систему упростить, сведя всё разнообразие кварков и лептонов (о квантах речь не шла), к комбинации гипотетических субчастиц – преонов, из которых бы кварк состоял также как протон состоит из кварков. Тогда появилось несколько моделей, и – чтоб не тянуть, – дело не выгорело. То есть, не выгорело уже на этом этапе, – на взлёте. Преонные модели ничего не упростили, да и не объясняли толком, того что следовало, – например, превращения кварков и осцилляции нейтрино упомянутые выше.
Точку же, – фактически окончательную, после этого интерес к преонным моделям пропал, – поставило развитие экспериментальной физики. Ведь частица это «безразмерный точечный объект». «Безразмерный», поскольку не находится где-либо (и не занимает какой-либо объём) вне моментов взаимодействий. Точечный же, поскольку взаимодействует в определённой точке. Вообще, физической, – 10^-35 метра. Но практически (не уничтожив в процессе эксперимента вселенную) наблюдать кварк и нейтрино пока удаётся, как «жирные точки» поперечником 10^-18 метра. И даже при таком разрешении никакой «структуры» у фундаментальных частиц невидно (хотя видно кварки в протоне)… В любом случае, чтобы спрятаться от физиков в таком пятнышке преон должен был бы иметь массу в десятки тысяч раз больше массы покоя кварка, не говоря уж о почти невесомых лептонах… Не считая очевидности парадокса, в космологических моделях нужную для рождения лептонов и кварков массу оказывается негде взять.
То есть, преонов банальнейшим образом внутри кварка не увидели. Как не увидели и каких-либо иных причин подозревать у кварков и лептонов наличие структуры. Появились, разумеется, гипотезы данный облом разными способами объясняющие, но интерес к преонам не вернулся. Гипотеза в любом случае оказалась избыточной, – при всём разнообразии проблем и загадок в физике не нашлось тайн, завесу с которых она бы срывала. Плюс, к концу прошлого века она оказалась уже устаревшей морально.
...И теперь уже можно переходить к сути. Суть же в том что вопрос «из чего состоит кварк» – неправильный. Он содержит в себе неявное утверждение, будто кварки, фотоны или электроны должны из чего-то состоять… Всё же состоит из чего-то, не так ли?
Не так. Есть закон перехода количества в качество. Часть не обязательно обладает всей совокупностью свойств целого. Так, молекула воды (в отличие от воды) не является «мокрой». А хотя каждый предмет имеет размер, цвет и положение в пространстве, частицы из которого он состоит данными качествами не обладают… При делении чего-либо на части, таким образом, рано или поздно будет достигнуто дно: элемент такой малости, что качество «состоять из» он утратит.
И это понимали ещё древнегреческие атомисты. Если огонь состоит из атомов флогистона, то они из чего состоят? Из огня? Нет. Это огонь из них. Атомы же просто не «состоят». Иное означает reduction ad infinitum…В дальнейшем представление о мельчайшем менялось, – молекулы, элементы, частицы, кварки, – но это не означает, что само по себе наличие «дна», первокирпичиков, качеством «состоять» не обладающих, когда-либо обсуждалось или же обсуждаться вообще может.
...Второй, потенциально связанный с преонами вопрос, «а что если»?.. А ничего. Аналогичные затруднения с восприятием вызывала публикация, касающаяся проблемы гравитационной сингулярности в чёрных дырах. В один теориях она возникает, в других нет, – так что же? Наука не в курсе дела?.. Наука, как минимум, в курсе, что «сингулярность» – разрыв функции – свойство нашего описания свойств чёрных дыр. В одних описаниях она есть, в других нет, чёрная же дыра в любом случае не выглядит никак. Называть ли физические условия складывающиеся на её поверхности «сингулярностью» или «полной...» – наше внутреннее дело.
Вот и преон, как и вообще любая «частица», – сущность описательная. Материя имеет определённые объективные свойства, и мы их описываем по формуле «одна частица обменивается с другой импульсом посредством кванта». Это отлично зарекомендовавший себя метод, – так можно и атомную бомбу создать. Но это не значит, что вопрос, «существуют ли частицы (преоны, как частный случай)» приобретает смысл.
...Проще, свойства материи таковы, что вводить для их описания ещё и «преоны» оказалось не целесообразным с практической точки зрения. Да и поздновато. Будущее за струнным представлением, где вообще нет «частиц».
Какое это отношение имеет к вопросам, поднятым в комментарии?
Закон перехода количества в качество действует в обе стороны. Часть также может обладать качествами, целому не присущими. У частиц таких качеств море, – спин, аромат, цвет, и так далее. Качества же фундаментальных частиц, соответственно, фундаментальны. Они тоже не сводимы к чему-либо, не разложимы, не состоят и не следуют. Сводя свойства материи к элементам, мы, как и в случае структуры материи, однажды нащупаем «дно» – некие частицы, которые «не состоят», обладающие особенностями, которые «не объясняются», а только объясняют.
Иначе просто не может быть.
Это тоже, своего рода, сингулярность, – разрыв модели. В данном случае, квантовой. Хорошей, – даже лучшей, – работающей, но давно устаревшей. Прямо как автомат Калашникова. Теория относительности с этой точки зрения – переломная двухстволка. Вообще, каменный век, но часто лучшего и не надо. Струнные же теории – лазерная винтовка, которой – если допилить, – можно будет спутники сбивать, но пока при нажатии на спуск она только воняет горелой изоляцией и греется.
...Один кварк превращается в другой при слабом взаимодействии – потому что. Потому что таково его предначальное свойство. Другого ответа не будет не поскольку мы «мало знаем», а потому что наиболее фундаментальные понятия (и физические эффекты) на то и наиболее фундаментальные, что заведомо не определяются через другие понятия.
