Мир вокруг нас

Понятие спонтанного нарушения симметрии, и различные примеры таких нарушений — известны ещё на неклассическом этапе: В частности, это понятие — было использовано в теории электрослабых взаимодействий, где спонтанное нарушение симметрии, осуществляемое посредством механизма Хиггса — ведёт к безмассовости фотонов, и придаёт массу остальным частицам. (Можно сказать, при низких энергиях, более энерговыгодно — существование одного безмассового бозона, фотона, нежели существование всех четырёх бозонов объединённого электромагнитного и слабого взаимодействия, в безмассовом состоянии, т. о. при температуре ниже критической, происходит нарушение симметрии, в сторону фотона).

Из более простых примеров спонтанного нарушения симметрии — можно привести явление возникновения намагниченности при остывании изначально расплавленного железа, ниже критической точки. Намагниченность, при этом — появляется в одном из множества возможных, случайных направлений, и т. о. первоначальная симметрия между всеми направлениями (т. е. равноправие направлений) — нарушается спонтанно. Иными словами, выбор определённого направления — происходит самопроизвольно и случайно (а затем распространяется между соседними атомами, образуя значительный участок намагниченности (домен)). (Т. о. видим пример цепной реакции спонтанного нарушения симметрии (вернее, первоначально спонтанное нарушение — вызывает, далее, индуцированное нарушение симметрии у соседних атомов, — появление у них намагниченности в том направлении, которое первоначально было выбрано случайно)).

Ещё пример: в живых организмах на планете Земля — используются почти исключительно L-аминокислоты, вместо D-аминокислот (являющихся, по структурному скелету из атомов, их зеркальными отражениями). Выбор между L- и D-аминокислотами — можно считать произошедшим случайно [44], но энергетически выгодно использование только одного типа аминокислот, а не двух сразу.

Возвращаясь к геометрии вакуума, и нарушению симметрии в нём (в т. ч. вещества и антивещества), видим, что правой и левой «плоским» частицам (рис. 205) — всё равно, какую из будущих граней откалывать, при поднятии. Т. о. выбор между гранями (а также между правой и левой «плоскими» частицами), для нарушения симметрии — может быть случайным (= спонтанным нарушением симметрии).

Но как только первая частица — выбирает отколоть определённую грань (и распадается с образованием будущих нейтрона и электрона), окружающие «плоские» частицы (и геометрия вакуума), начинают распадаться точно так же, и симметрия нарушается во всём объёме поля инфлатона, т. е. не менее чем в границах всего окружающего Мира. (Примечание: размер наблюдаемой области Вселенной = окружающего Мира, в конце стадии инфляции — составляет около двух метров в поперечнике [45]). Происходит цепная реакция спонтанного нарушения симметрии, наглядно — заключающаяся в поднятии из «плоского» состояния, с образованием (будущего) вещества, без образования антивещества.

Итак, в целом, причина отсутствия антивещества в окружающем Мире — может быть представлена как переход первоначальной геометрии вакуума к состоянию с нарушенной симметрией (выгода которого — очевидна из геометрии (упрощённо — из того, что образующиеся частицы (в конечном итоге, протон и нейтрон) — геометрически подходят друг к другу, и плотно соединяются, без дырок)). Но сам выбор между антивеществом и веществом в конечном состоянии — мог быть случаен, т. е. мог произойти по механизму спонтанного нарушения симметрии.

Фазовые переходы вакуума

Понятие фазовых переходов — первоначально возникло в связи с понятием сред (твёрдой, жидкой и газообразной). На неклассическом этапе, понятие фазовых переходов было применено также и к вакууму, но не как к среде (вакуум — рассматривается как нижнее энергетическое состояние всех полей): при этом, фазовыми переходами считаются все последовательные разделения взаимодействий (в т. ч. в стадию инфляции). На постнеклассическом этапе, вакуум — представляется как среда (в современном состоянии — с кристаллической структурой), т. о. понятие фазовых переходов можно применить к вакууму как среде:

При этом очевидно, что вакуум, как и, в общем, любая среда — мог существовать, ранее — не в кристаллическом (= упорядоченном), а в жидком (= полухаотичном (упрощённо)), и даже в газообразном (= полностью хаотичном) состоянии (а также мог иметь кристаллическую решётку, отличающуюся от теперешней). (Косвенно, о возможности фазовых переходов вакуума — может также свидетельствовать отсутствие (необразование) частиц 4-го поколения в современном вакууме: если энергия образования дислокаций 4-го порядка — оказывается превышающей необходимую для фазового перехода вакуума, то вместо них, и частиц 4-го поколения соответственно — образуется лишь участок (пузырёк) новой фазы, переходящий затем в обычную и дислокации лишь 3-го порядка).