Саха Б. «Нелинейность спинорного поля и геометрия пространства–времени» Физика элементарных частиц и атомного ядра, 49, № 2, с. 270-408 (2018)

В области космологических моделей Бианки типа VI, VI0, V, III, I, LRSBI и FRW изучена роль нелинейности спинорного поля в эволюции Вселенной и самого поля. Обнаружено, что благодаря присутствию нетривиальных недиагональных компонент тензора энергии-импульса спинорного поля в анизотропном пространстве-времени выявляются некоторые существенные ограничения на метрические функции и на компоненты спинорного поля. В данной работе рассмотрена полиномиальная нелинейность, являющаяся функцией инвариантов, построенных из билинейных спинорных форм. Обнаружено, что в модели Бианки типа VI пространства–времени в зависимости от констант связи допускается как позднее ускорение, так и колебательный способ эволюции. В модели Бианки типа VI₀ пространства–времени благодаря специфике поведения спинорного поля имеются два различных сценария. В первом случае инварианты, образованные из билинейных спинорных форм, тривиальны, что приводит к безмассовому и линейному лагранжиану спинорного поля. Этот случай эквивалентен вакуумному решению Бианки типа VI₀ пространства–времени. Второй случай допускает ненулевые и нелинейные слагаемые, что в зависимости от знака констант связи приводит либо к ускоренному расширению Вселенной, либо, после достижения максимума, к сжатию и Большому хрусту, и создается пространственно-временная сингулярность. В модели Бианки типа V существуют две возможности. В первом случае все метрические функции совпадают. Вселенная расширяется с ускорением, если константа самодействия положительна, в то время как отрицательное значение ведет к циклическому или периодическому решению. Во втором случае нелинейность спинорной массы и спинорного поля исчезают и Вселенная расширяется линейно во времени. В модели Бианки типа III пространство-время останется всегда вращательно-симметричным, так что изотропия пространства–времени достигается при больших константах пропорциональности. В зависимости от знака константы связи модель допускает как ускоренный, так и осцилляторный режим расширения. Отрицательная константа связи ведет к осцилляторному расширению, положительная – к расширению с поздним ускорением. Параметр замедления (ускорения) расширения и параметр уравнения состояния (УС) в этом случае меняются со временем и находятся в согласии с современными представлениями об эволюции пространства–времени. В модели Бианки типа I пространства–времени недиагональные компоненты приводят к трем различным возможностям. В случае полного BI пространства–времени обнаруживается, что нелинейность спинорного поля и массовый член исчезают, вследствие чего лагранжиан становится безмассовым и линейным. В двух остальных случаях пространство-время эволюционирует в сторону LRSBI или FRW Вселенной. Если рассмотреть локально вращательно-симметричную модель BI (LRSBI), ни массовый член, ни нелинейность спинорного поля не исчезают. В этом случае в зависимости от знака константы связи имеется либо режим позднего ускорения расширения, либо осцилляторный режим эволюции. В расширяющейся Вселенной существует асимптотическая изотропизация. Наконец, в модели FRW пространства–времени ни массовый член, ни нелинейность спинорного поля не исчезают. Как и в модели LRSBI, имеется позднее расширение или циклический режим эволюции. Данные исследований позволяют прийти к заключению, что спинорное поле очень чувствительно к гравитационному.

Каршенбойм С.Г. «Уточнение значений фундаментальных физических констант: основа новых «квантовых» единиц СИ» Физика элементарных частиц и атомного ядра, 49, № 2, с. 409-475 (2018)

Метрическая система единиц возникла как система единиц, предназначенная для макроскопических измерений (лабораторного масштаба). Прогресс в уточнении значений квантовых констант (таких как постоянная Планка) в единицах системы СИ показывает, что возможности измерений с высокой точностью микроскопических и макроскопических величин в одних и тех же единицах в последнее время существенно возросли. Вместе с тем относительные микроскопические измерения (например, сравнение частот атомных переходов или сравнение атомных масс) часто оказываются существенно более точными, чем относительные измерения макроскопических величин. Собственно, это и является основанием для стратегии с определением единиц в микроскопических явлениях и их последующим использованием в лабораторных масштабах, которые играют важнейшую роль в практических метрологических приложениях, диктуемых обыденной жизнью и технологиями. Международная рабочая группа КОДАТА по фундаментальным константам регулярно проводит совокупный анализ прецизионных мировых данных (так называемое Согласование значений фундаментальных констант) и публикует свои рекомендованные значения. Последняя обработка касалась данных, полученных до конца 2014 г., и мы приводим здесь обзор соответствующих данных и результатов. Выросла точность в определении постоянной Больцмана и улучшилось согласие данных в определении постоянной Планка – двух размерных констант, на основе которых в ближайшем будущем собираются определить кельвин и килограмм соответственно. Сохранились противоречия в определении постоянной Ридберга и зарядового радиуса протона, и для их разрешения необходимы новые исследования. Возросла точность определения постоянной тонкой структуры и относительного атомного веса электрона. Дается подробный обзор состояния дел в прецизионном определении значений фундаментальных физических констант. Подробно рассмотрена математическая процедура согласования, новые данные и результаты согласования. Обсуждаются ограничения, возникающие из свойств макроскопических материальных эталонов (таких как международный прототип килограмма) и изотопного состава материалов, используемых как в прецизионных экспериментах вообще (как, например, эталонных мер для тройной точки воды), так и в определении фундаментальных постоянных в частности. Обсуждаются перспективы введения новых квантовых единиц, которые будут частично свободны от этих проблем. Многие физики относятся к Международной системе единиц СИ без симпатии, полагая, что она не отражает характер физических законов должным образом. Есть три параллельные системы: физических величин, их единиц и соответствующих эталонов. Определение единиц, и единиц системы СИ в том числе, прежде всего отражает нашу способность к прецизионным измерениям физических величин в тех или иных условиях и, в частности, к созданию подходящих эталонов. Эта потребность никак не связана с красотой основных законов природы. Уточнение значений физических постоянных – это одна из областей, где такой опыт и накапливается.