Η προέλευση της μάζας

Ο Γιάννης Ηλιόπουλος, ένας από τους συνδιαμορφωτές του Καθιερωμένου Μοντέλου των θεμελιωδών σωματιδίων και δυνάμεων, εξηγεί βήμα-βήμα, με σαφήνεια και εύστοχη έμφαση στα ουσιώδη, όλα όσα απαιτούνται για να κατανοηθεί η φυσική δια­δικασία που κατά τις πρώτες στιγμές της κοσμικής εξέλιξης προσέδωσε μη μηδενικές μάζες στα περισσότερα στοιχειώδη σωματίδια. Η πρωτοφανής δημοσιότητα που προκάλεσε η ανακάλυψη του σωματιδίου Higgs στο CERN το 2012 οφείλεται ακριβώς στο ότι ήταν το πολυαναμενόμενο απτό τεκμήριο αυτής της –καθοριστικής για τη μορφή του κόσμου– διαδικασίας.
Αφού εισαγάγει τις απαραίτητες γνώσεις σύγχρονης κοσμολογίας, ο Γιάννης Ηλιόπουλος διευκρινίζει την έννοια των φυσικών συμμετριών και των ρήξεών τους κατά τις μεταβάσεις φάσης, καθώς και τον ρόλο τους στη συγκρότηση του Καθιερωμένου Μοντέλου. Αναδεικνύει τον τρόπο με τον οποίο τρία βασικά στοιχεία της συγκρότησης αυτής οδηγούν, το καθένα χωριστά, σε προβλήματα μάζας, καθώς απαιτούν να μηδενίζονται οι μάζες όλων σχεδόν των στοιχειωδών σωματιδίων. Στη συνέχεια, εξηγεί τη «θαυματουργή» φυσική διαδικασία που λύνει τα προβλήματα μάζας, όταν τα τρία αυτά στοιχεία συνδυαστούν σε ενιαία δυναμική, όπως συμβαίνει στο Καθιερωμένο Μοντέλο και, γενικότερα, σε θεωρίες με τοπικές συμμετρίες και αυθόρμητη ρήξη επιλεγμένων συμμετριών. Τέλος, μετά την επισκόπηση των πειραματικών επιβεβαιώσεων του Καθιερωμένου Μοντέλου, ο συγγραφέας εξηγεί πώς οδηγούμαστε σήμερα στην πειστική σύνδεση των πρώιμων κοσμολογικών φαινομένων με τη φυσική υψηλών ενεργειών στο μικροσκοπικό επίπεδο. Δύο Παραρτήματα συνοψίζουν τις βασικές πληροφορίες που απαιτούνται για την πληρέστερη κατανόηση του βιβλίου από αναγνώστες χωρίς προηγούμενες γνώσεις υποβάθρου.

ΠΕΡΙΕΧΟΜΕΝΑ


Πρόλογος

1 Εισαγωγή

2 Μια σύντομη ιστορία της κοσμολογίας

3 Συμμετρίες
3.1 Συμμετρίες χώρου
3.1.1 Συμμετρία μετατοπίσεων
3.1.2 Περιστροφική συμμετρία
3.1.3 Συμμετρία αντιστροφής χώρου
3.2 Συμμετρίες χρόνου
3.3 Εσωτερικές συμμετρίες
3.4 Τοπικές συμμετρίες ή συμμετρίες βαθμίδας
3.4.1 Τοπικές μετατοπίσεις
3.4.2 Εσωτερικές συμμετρίες βαθμίδας

4 Προβλήματα μάζας
4.1 Η μάζα και η εμβέλεια των αλληλεπιδράσεων
4.2 Αλληλεπιδράσεις βαθμίδας
4.3 Οι μάζες των συστατικών της ύλης: τα κουάρκ και τα λεπτόνια
4.3.1 Η χειρότητα
4.3.2 Χειρότητα και ασθενείς αλληλεπιδράσεις

5 Αυθόρμητη ρήξη συμμετρίας
5.1 Το θεώρημα του Curie
5.2 Αυθόρμητη ρήξη συμμετρίας στην κλασική φυσική
5.3 Αυθόρμητη ρήξη συμμετρίας στην κβαντική φυσική
5.4 Το θεώρημα Goldstone
5.5 Αυθόρμητη ρήξη συμμετρίας παρουσία αλληλεπιδράσεων βαθμίδας

6 Η καθιερωμένη θεωρία
6.1 Εισαγωγή
6.2 Οι ηλεκτρομαγνητικές και ασθενείς αλληλεπιδράσεις
6.3 Οι ισχυρές αλληλεπιδράσεις
6.4 Η καθιερωμένη θεωρία και το πείραμα

7 Επίλογος

8 Παράρτημα Ι: Τα στοιχειώδη σωματίδια
8.1 Εισαγωγή
8.2 Οι τέσσερις αλληλεπιδράσεις
8.3 Μερικές βασικές έννοιες
8.4 Το έπος των νετρίνων
8.5 Ο πίνακας των στοιχειωδών σωματιδίων
8.5.1 Τα στοιχειώδη σωματίδια το 1932: όλα είναι απλά
8.5.2 Τα στοιχειώδη σωματίδια σήμερα

9 Παράρτημα ΙΙ: Από τον Sophus Lie στον Elie Cartan

Ευρετήριο όρων
Ευρετήριο ονομάτων