בשער-קהילה אקדמית למען החברה בישראל בשער בפייסבוק - קהילה אקדמית למען החברה בישראל בשער - קהילה אקדמית למען החברה בישראל בשער - קהילה אקדמית למען החברה בישראל
דף הבית   |   על בשער   |   פעילויות בשער   |   ספר אורחים   |   צור קשר      רשימת תפוצה
 
 
 > שלח שאלה למומחה
 
 
 
     כל התחומים
     
     
     
     
     אסטרופיזיקה
     הנדסת חשמל
     הנדסת מזון
     כימיה
     פרקינסון
     ננוטכנולוגיה
     הנדסה
     מדעי המחשב
     כימיה
     ביולוגיה
     פיזיקה
     רפואה
     מתמטיקה
     מדעי הסביבה
     גיאוגרפיה
     מוט"ב
     הוראת המדעים
     אזרחות
     כלכלה
     היסטוריה
     משפטים
     פסיכולוגיה
     תנ"ך
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 > בשער האזרחות
 
 
 > הרצאות מומחים ברשת
 
 
 > רשימת תפוצה
 
 > חתום בספר האורחים
 
 > כניסה לשואלים רשומים
 
 
 > English
 
שאלה מספר 8451 -  תורת העל-מיתר: הסיבה להישברות המשתלשלת הספונטנית של הסימטרייה תאריך: 14/5/2015
תחומי דעת:  פיזיקה  

שלום, לפי תורת העל-מיתר, הופיעו עירורים של השדה המאוחד בגלל sequential spontaneous symmetry breaking - הישברות משתלשלת ספונטנית של הסימטרייה (האם התרגום לעברית נכון?). שום דבר איננו קורה סתם כך. לכל תופעה יש סיבה. אם כן, מה הסיבה שהתחילה את ההישברות? גם אם פיזיקאים אינם יודעים את התשובה, מבקש לדעת זאת. תודה מראש על הנכונות לעזור לי

תשובה מאת: פרופ' ברק קול
   

שלום רב,

 

השאלה נוגעת בנושא חשוב מאוד בפיזיקה של האינטראקציות היסודיות והיא שבירה ספונטנית של סימטריה. תופעה זו קיימת במודל הסטנדרטי של החלקיקים, והיא מהווה מרכיב גם בתורות מוצעות מתקדמות כולל תורות איחוד גדול ותורת המיתר.

 

במודל הסטנדרטי השבירה הספונטנית של הסימטריה היא זו שקובעת את הטווח הסופי של הכוח הגרעיני החלש (הכוח החלש) ומגבילה אותו למרחקים תת-גרעיניים, בניגוד לכוח החשמלי ולכוח הכובד שלהם טווח אינסופי (גם אם עוצמתם קטנה עם המרחק). למעשה במרחקים קצרים הרבה יותר מטווח הכוח החלש אנו רואים את הכוח החשמלי והכוח החלש ככוח מאוחד אלקטרו-חלש, ושבירת הסימטריה היא זו שגם יוצרת את ההבדל הגדול ביניהם במרחקים ארוכים יותר.    

 

לא קשה להבין מהי שבירה ספונטנית של סימטריה. נדמיין עיפרון שאנו מנסים לייצב אותו כך שיעמוד על חודו. ברור שהעפרון יפול זמן קצר לאחר שנעזוב אותו ואולם לאיזה כוון הוא יפול? מצד אחד ניראה שכל כווני הנפילה שקולים או סימטריים. מצד שני העפרון חייב ליפול לכוון כלשהו, והכוון ייבחר בשל סיבות שאנו לא יכולים לצפות מראש כגון האופן המדויק שבו העפרון נעזב, הצורה המדויקת של החוד, וכל אי אחידות בהתפלגות המשקל של העפרון. לפיכך אנו אומרים שהסימטריה של המצב ההתחלתי, כלומר הסימטריה לסיבובים של העפרון במצב ההתחלתי האנכי,  נישברה באופן ספונטני, כלומר כוון הנפילה שבר את הסימטריה והדבר קרה באופן ספונטני, כלומר העפרון בחר בעצמו את הכוון מבלי שאילוץ חיצוני בחר אותו.

 

במודל הסטנדרטי של החלקיקים מניחים ששדה ההיגס אנלוגי לעפרון בדוגמא. ישנו מצב של שווי משקל לא יציב של השדה בו הטווח של הכוח הגרעיני החלש הוא אינסופי. בשל אי היציבות של המצב הניזכר שדה ההיגס, כמו העיפרון, שבר ספונטנית של הסימטריה,  ובשל הצימוד בין השדה לבין הכוח החלש הטווח של זה האחרון הפך להיות תת-גרעיני.

 

תורות איחוד גדול הם תורות שהוצעו ובהם מתקיים איחוד של אינטראקציות במרחקים קצרים הרבה יותר מאלה הנגישים לנו כיום בניסוי. בתורות אילו משוער שישנם שדות נוספים דמויי שדה היגס אשר אי היציבות שלהם גורמת לשבירה נוספת (אחת או יותר) של סימטריה ושהן גורמות להופעתם של הכוחות שונים - כוח הצבע הגרעיני, והכוח האלקטרו-חלש  מתוך כוח משוער יחיד הניכר רק במרחקים קצרים עוד יותר. 

 

אם כן הפיזיקאים, כמו השואל, מאמינים שיש סיבה לכל תופעה. בפרט הסיבה לשבירה היא אותה הסיבה הגורמת לעפרון שהושאר על חודו ליפול. אילו ימשיך השואל וישאל מדוע הפיזיקה של שדה ההיגס היא כזו, או אפילו מדוע קיים שדה ההיגס, כאן ייכנס כבר לתחום שאיננו יודעים להשיב עליו היום, ואולי תמצאנה לו תשובות ע" מדעני המחר.

 

פרופ' ברק קול
מכון רקח לפיסיקה
האוניברסיטה העברית

לשאלה זו נשאלה שאלת המשך, לצפייה לחצו כאן
הוסף תגובה הדפס שאלה      שלח לחבר      שאלות מועדפות
תגובות      [ הוסף תגובה ]
 
1 תגובת השואל
מאת: שמעון זילבר     //


שלח שאלה למומחה   |   שמור כדף הבית   |   הוסף למועדפים   |   תנאי שימוש באתר   |   Powered By Art-Up