Tweeter button Facebook button Youtube button

После бозона Хиггса

14/09/2011
By
Михаил Казанович

Михаил Казанович

«В ближайшие десятилетия нас ждут революционные изменения в науке, - считает сотрудник Института физических проблем им. Капицы РАН Михаил Казанович. - До середины прошлого века в физике была нормальной ситуация, когда эксперименты шли параллельно теории и во многом ее предвосхищали. Во второй половине века, наоборот, теории предвосхищали эксперимент, и довольно существенно. Сейчас мы подошли к ситуации, когда теории кончились, и эксперимент должен стать поставщиком новых запросов».

Описанную ситуацию легко проиллюстрировать на примере бозона Хиггса, открытие которого, вероятно, стало последним пунктом в предсказанной теории. Его обнаружение по своей значимости для физики - это то же самое, что доказательство теоремы в математике. Но сказать с уверенностью, что бозон Хиггса существует, еще нельзя.

Сообщение о возможном открытии прозвучало в официальном докладе на конференции в Гренобле: есть вероятность, что во время эксперимента на Большом Адронном Коллайдере (БАК) проявились следы частиц, которые, скорее всего, являются продуктами распада этого неуловимого бозона.

«В научном сообществе распространено мнение, что открытие бозона Хиггса – это конец предсказанной физики», - говорит Михаил.

Частично волна

В классической физике материя имеет двойственную природу, она состоит из вещества – дискретных частиц, и поля – непрерывного, не имеющего никаких черт дискретности. Соответственно, все частицы  делятся на частицы поля и частицы вещества. Есть и другая классификация: частицы делятся на бозоны и фермионы. «Все частицы полей – бозоны, а бозон Хиггса – это квант поля Хиггса. Бозон, как частицы поля, не имеет массы покоя (то есть инертно-гравитационной массы), но так как масса и энергия тела эквивалентны (E=mc²), мы можем говорить о массе движущегося бозона, которую можно вычислить». Хотя стоит иметь в виду, что частицы вещества могут быть не только фермионами. Принципиальное отличие в том, что несколько фермионов не могут одновременно находиться в одном состоянии – занимать одно и тоже положение в пространстве, а бозоны могут. Они «накладываются» друг на друга, проходят насквозь.

Для того, чтобы понять, что из себя представляет бозон Хиггса, поговорим о фотоне. «Вы же знаете, что свет состоит из фотонов? Фотон - это квант света, – объясняет Михаил. - А вот кванты любых полей – это скорее волны. Квант как порция энергии сравним с «плевком», а любая волна света – это совокупность таких плевков».

И хотя в свое время поле воспринималось как непрерывное, оно обладает свойствами дискретности: «Волновые свойства частиц все равно берут свое. Квант – «плевок» - это порция колебаний, которая ведет себя не только как волна, но и как частица. Фотон, пожалуй, самый известный», - говорит Казанович.

Одно из первых положений квантовой механики – корпускулярно-волновой дуализм. Это значит, что все частицы являются и частицами, и волнами. «То есть, например, давайте возьмем электроны (один из видов частиц вещества). Они имеют все свойства вещества, но временами начинают вести себя как волны. Подобно тому, как в традиционной христианской догматике Христос был и человеком, и Богом. Но это не значит, что он был похож, к примеру, на кентавра. Когда он умирал на кресте и просил пить, то был в полной мере человеком. Когда творил чудеса, был в полной мере Богом. То же самое и с частицами».

Бозон Хиггса был предсказан и, возможно, обнаружен. Но есть еще более неуловимая частица – гравитон. И если бозон Хиггса — всего лишь квант калибровочного поля (поля, участвующего в процессе спонтанного нарушения симметрии), то гравитон – квант одного из фундаментальных полей (гравитационного).

«Гравитон, по всей видимости, никогда не найдут, хотя в его существовании никто не сомневается. Это связано со слабостью гравитационного поля. С одной стороны это поле есть везде, с другой - оно очень слабое. Хотя Вселенная имеет тот вид, в котором она сейчас, только благодаря гравитации», - поясняет Казанович.

Вначале было поле

Науке известны только четыре типа фундаментальных взаимодействий объектов: гравитационное, электромагнитное, сильное и слабое поля. «При этом поля в миллиард раз больше, чем вещества», - поясняет Михаил. Это значит, что количество энергии, излучаемой реликтовыми фотонами, в миллиард раз больше, чем энергии, исходящей от протонов. Реликтовое излучение – это след изначального хаоса во Вселенной, и если представить, что все поля, индуцированные веществом, исчезнут, реликтовое поле все равно останется. Оно не имеет источника и существует само по себе.

Мечта целого поколения физиков, начиная с Эйнштейна — доказать существование начального суперсимметричного поля, объединяющего все виды взаимодействий (создать единую теорию поля). «Если бы физики решили переписать Библию, - говорит Казанович, - то начиналась бы она со слов: «В начале было поле».

Теория электрослабого взаимодействия - это локальный успех по дороге к созданию единой теории взаимодействия. Если обнаружение бозона Хиггса будет доказано, это объяснит, откуда у промежуточных бозонов появилась масса.

Идея о существовании поля Хиггса возникла во время поиска ответа на  вопрос: почему нарушилась симметрия по массе между полем и веществом. Современная физика предполагает, что частицы суперсимметричного поля сначала не имели инертно-гравитационной массы. Физики заметили, что нарушение симметрии сопровождается появлением некоторого поля, отличного от уже известных калибровочных полей. Благодаря действию поля Хиггса, масса бозонов калибровочного поля может стать больше нуля, т.е. из безмассового поля зарождается вещество, обладающее массой.

Попытка объяснить это явление была предпринята английским физиком Питером Хиггсом. Он предположил, что за обеспечение вещества массой отвечает отдельное поле, оно и является причиной спонтанного нарушения симметрии. Его и назвали полем Хиггса.

Кому нужен бозон Хиггса

Понимание того, как промежуточные бозоны приобрели массу, ничего не меняет в физике кроме каких-то частных моментов – в правильности этой гипотезы никто не сомневался. Наоборот, если бы частицу не обнаружили, пришлось бы пересматривать многие постулаты предсказанной физики.

«Сейчас я не вижу никаких практических применений бозона Хиггса. Разве что в понятие практического применения вкладывать еще одно доказательство того, что возможности человеческого разума очень большие. У людей есть какая-то естественная потребность к приобретению новых знаний», - говорит Казанович.

Это не означает, что теорию, подтвержденную открытием бозона Хиггса, никогда нельзя будет использовать. Для самых отвлеченных положений фундаментальной науки рано или поздно всегда находили практическое применение. Когда возникла Общая теория относительности и квантовая механика, было трудно себе представить, что их можно использовать в каких-то практических целях. Но прошло меньше полувека, и теперь без них тяжело представить развитие технологий.

Новая физика

«Мне кажется, что сегодняшнее время имеет шанс выглядеть как научная революция в физике, - отмечает Михаил. - Все это связано с тем, что мы подошли к кризису — в хорошем смысле этого слова. Для того чтобы развиваться дальше, надо пройти эту «ломку». После этого мы начнем порождать новые парадигмы».

Череда кризисов – это нормальное состояние физики. Когда одни методы исчерпывают себя, ученые начинают искать другие. Однако ситуация с обнаружением бозона Хиггса не может быть рядовой. Прошло сто лет, в течение которых теории предвосхищали эксперименты. Теперь положения квантовой механики приходится пересматривать, они требуют испытания на философском уровне. Это сшивание квантовой механики с Общей теорией относительности (ОТО).

Будущая теория гравитации поможет разрешить многие проблемы. Хотя до ее создания еще очень далеко: ОТО описывает гравитационное взаимодействие и крупномасштабную структуру Вселенной, а квантовая механика имеет дело с явлениями в крайне малых масштабах – считается, что эти две теории несовместимы, они не могут быть одновременно правильными.

Теория суперструн была попыткой создать единую теорию поля, в которой согласуется ОТО и квантовая механика. «Но она в чем-то чересчур изощрена», - считает Михаил.

Другое поле

«На БАКе собираются и дальше наращивать выход энергии. Представление о том, что именно мы при этом увидим, есть, но оно пока ничем не подкреплено. Начинается новая физика. Опять эксперимент будет впереди теории».

В физике до сих пор остается масса нерешенных задач. Например, неизвестно, из чего состоит темная материя и куда исчезло все антивещество. Теперь на БАКе будут предприниматься попытки разгадать именно состав темной материи и роль, которую играет в ней нейтрино. «Сегодня нейтринная физика – одно из главных направлений, - отмечает Казанович. - Может быть, и в ее развитие БАК внесет существенный вклад».

Из всей материи, которая наблюдается во Вселенной, на темную материю приходится 20-25%, а на темную энергию — 70-75%. Есть предположение, что темная энергия – это еще одно фундаментальное поле, а вся энергия во Вселенной не имеет источника, и появилась сама по себе. Возможно, к четырем полям добавится пятое, которое отвечает за расширение Вселенной.

Екатерина Синельщикова

Полит.ру

Tags: , , , , , ,

12 Responses to После бозона Хиггса

  1. Шилов Валерий on 14/12/2011 at 22:37

    масса квантовой системы обусловлена не каким-либо бозоном,в том чиле, и бозоном хиггса, но обусловлена чередованием альтернативных форм взаимодействия (самосоизмерения) элементов квантовой системы: то всех элементов между собой, т.е. сосуществующих в пространстве и, следовательно, одновременно; то каждого элемента системы с самим собой, т.е. сосуществующего с самим собой во времени и, следовательно, однопространственно; т.е.чередованием альтернативных форм самосоизмерения в альтернативных геометриях пространства-времени.

  2. victor on 16/03/2012 at 16:29

    Исследования по взаимодействию бозона с гравитоном, на мой взгляд являются первым важным шагом к пониманию принципов работы летательных аппаратов пришельцев(так называемых нло),которые уже заняли прочное место в нашей реальности. Все все феномены в их технических возможностях найдут свое обьяснение. Откроются фантастические возможности в освоении дальнего космоса и мощнейшие технологические прорывы.

  3. Тамара on 23/03/2012 at 22:42

    30 лет назад закончила Политех в СПб, факультет радиофизики, 25- не работаю по специальности. На мой взгляд,- доходчиво для любого, с удовольствием прочитала.

  4. AlexandrKor on 04/07/2012 at 14:15

    Я считаю, что пренебрежение гравитационным полем и проблемой сил инерции продолжает загонять физику в тупик. Сначала теоретически, а теперь экспериментально, мной доказано, что слабое гравитационное поле является слабым на больших расстояниях, но при ускорении макротел, собственное гравитационное поле сильно взаимодействует с  телом, ускоряемым под действием внешней силы. Источником инерции тела является собственное гравитационное поле тела, а силы инерции, вследствии этого, являются переменными и реальными силами.
    Эксперименты проведены на большом крутильном маятнике длинной 175 см, на концах которого размещены тела массой от 100 грамм до 700 гр и подвешен маятник на леске диаметром от 0,1 мм до 1мм и разной длины от 35 см до 125 см.
    Каждый может проделать этот эксперимент при свободном вращении маятника и убедиться в вышесказанном, фиксируя движение маятника.
     
     

  5. yan on 10/07/2012 at 10:44

    После практического открытия в БАК бозона , одним из научных деятелей была высказана фраза, что это открытие подтверждает существование нескольких измерений.Кто нибудь внятно может объяснить -как бозон Хиггса влияет на колличество измерений и что конкретно подразумевают под этим понятием?

  6. роткив on 16/07/2013 at 19:11

    с начало было это,а потом это и так далее.все так и мечтают завершить общую картину Вселенского мироздание. смешно нашей физической примитивности по отношению бессмертия вселенских процессов. можно допустить много доводов не в пользу научных выводов по отношению к самой основе,как это всё-таки происходит в её базовом состоянии и как оно возникает это состояние в пространстве. одно остаётся-уважать и ценить труд ученых,и сетовать на то,что физическая мысль завязла в своей однобокости.

  7. Машкин М. Н. on 15/10/2013 at 13:52

    Поле Хиггса нам давно известно - это так называемое гравитационное поле, т.к. масса покоя любого тела, обладающего массой покоя, не имеет ограниченной локализации, а распределена в пространстве по закону близкому к нормальному. Отсюда значение гравитационной характеристики в любой точке пространства отлично от нуля и положительно. Значение этой гравитационной характеристик однозначно определяется ходом часов в заданной точке пространства.

  8. Владимир Ветюгов on 21/11/2013 at 19:21

    Со времён Ньютона наука мироздания привязана к массе тел. Масса любого тела обладает гравитационной силой (тяготением). В этом ошибка всей теории гравитации. Ньютон определил не массу тел, а их гравитационную силу (притяжения). Силой притяжения обладает не масса тела, а его вращающееся твёрдое ядро. Атом имеет протонное вращающееся ядро - источник гравитационной силы. Планеты имеют вращающееся твёрдое ядро - источник гравитационной силы, так как оно состоит из ядер вещества самой планеты. Бозон Хиггса (частица Бога), как связующее звено в поле взаимодействия микрочастиц действительно существует. Это микрокорпускула. Получить её человек никогда не сможет, также, как и гравитон. Гравитона вообще нет в природе.

  9. Лутков Виктор on 20/02/2014 at 22:22

    Нет никакого бозона Хиггса,есть желание заработать. Методы
    исследований устарели, но кушать хочется.

  10. Sjoe on 22/07/2014 at 17:02

    Нет такого сотрудника в Институте физических проблем им. Капицы РАН Михаила Казановича, и никогда не было.Это самозванец, авантюрист и брачный аферист, истерик-психопат. Удивительно, как люди купились на совершенно ничего не значащие заявления ни о чем.

  11. ОВОД А.В. on 04/05/2015 at 02:19

    При сдвиге оси симметрии в потенциале Хиггса (механизм Хиггса нарушения симметрии), при внимательном рассмотрении в первый момент получаются две плоскости: 1я-поверхность Энергии, а вторая - массы (Бозонов Хиггса). Обе поверхности потенциальным барьером разбиваются на две разные части. Для энергетической - Часть реального мира имеет площадь 1 уе. и скрытого =(1+2)^2-1=8 уе. Для массовой - часть реального мира имеет такую же площадь 1 уе. а скрытого (1+1)^2-1=3. То есть для простейшего потенциала и механизма Хиггса получается, что тёмная (скрытая) масса в 3 раза больше реальной, а темная (скрытая) энергия в 8 раз больше реальной энергии.
    Лично я противник гипотезы Хиггса, но получается при его анализе, результат близкий к известным астрономическим наблюдениям.

  12. В. Кишкинцев on 14/03/2017 at 18:50

    За обеспечение вещества массой отвечают гравитационные заряды, т.е. заряды взаимодействующие с гравитонами. Это полагаю всем ясно. При этом, на каждое взаимодействие требуется время, поэтому у каждого физического взаимодействия есть предельная частота свершения взаимодействий. Степень загрузки гравитационных зарядов взаимодействиями  у любого вещества, обеспечивающими его конструктивное строение, и с гравитонами внешних гравитационных полей определяет активность его гравитационных зарядов у любого вещества. Именно, по величине этой активности человечество судит о массе вещества. Масса конкретного вещества по этой причине даже зависит от положения тела на Земле. Закон зависимости веса от географической широты открыт три века назад. А, в наше время уже дополнительно установлено, что по этой причине вес тел и даже газов зависит от температуры, вращения тела, вибраций и т.д.. Но сказочники от математики игнорируют такую математику, поэтому появилась темная материя и загадочный бозон хигтса. Хотя уже даже экспериментально для заряда электрона показано, что и его активность падает по мере роста скорости движения электрона. Это правило справедливо для всех физических зарядов. Изучайте теорию "Таблицы заведомо элементарных структур" в ней систематизирована реальная номенклатура переносчиков энергии, позволяющая понимать роль физических взаимодействий в строении и функционировании различных видов веществ. А, теория Стандартной модели игнорирует даже существование самостоятельных электростатических сил, определяющих преимущественно строение всех видов вещества на энергетическом уровне доступном человечеству. Теория стандартной модели даже более вредная, чем теории относительности. В. Кишкинцев. 

Оставить комментарий

Ваш email не будет опубликован. Обязательные поля отмечены *

amplifier for 8 speakers
Алёна Петрова

ПОПУЛЯРНЫЕ

Май 2017
Пн Вт Ср Чт Пт Сб Вс
« Апр    
1234567
891011121314
15161718192021
22232425262728
293031  
В началоВ начало
sonos multi-room music system zonebridge br100 sonos multi room music system zoneplayer zp120 + zp90 sonos multi-room music system zone bridge br100 box multi room speaker system airplay apple multi room speaker system