Диалоги: Физика элементарных частиц

Беседа физиков Валерия Рубакова и Дмитрия Казакова о бозоне Хиггса, Стандартной модели и новых открытиях на коллайдере

- 25.12.2013
12 152
Роман Мельников
Диалоги ПостНауки — это новый лекционный формат, в рамках которого два эксперта освещают различные аспекты одной темы, дискутируя и дополняя друг друга. Диалоги ПостНауки проходили в Культурном Центре «ЗИЛ» при поддержке Фонда Дмитрия Зимина «Династия».

Дмитрий Казаков в своей лекции «Пятая сила и фантазии о единой теории» рассказывает о том, что мир построен из кварков и лептонов, их имеется по три пары тех и других, но атомные ядра образованы протонами и нейтронами, составными объектами, которые в свою очередь состоят лишь из двух сортов кварков, а оболочки атомов образованы электронами. Остальные кварки и лептоны рождаются на ускорителях, но зачем-то понадобились природе. Эти элементарные частицы участвуют в четырёх видах фундаментальных взаимодействий, но недавно открытый хиггсовский бозон знаменует собой пятую силу. Эти силы имеют схожие черты и, возможно, имеют общее происхождение на малых расстояниях, где мир, возможно, обладает высокой симметрией. Для построения такой единой теории необходима новая симметрия, называемая суперсимметрией, поиски которой ведутся сейчас на Большом адронном коллайдере.

Когда изучают элементарные частицы, как правило, говорят об ускорителях — огромных сооружениях, где сталкиваются частицы. Часто ускорители сравнивают с микроскопами. Мы смотрим на очень малые расстояния путем того, что сталкиваем частицы. Они разлетаются, и по этим осколкам мы пытаемся воспроизвести то, как они устроены. Есть такая шутка: «Если вы хотите узнать, как устроены ваши наручные часы, их нужно как следует шмякнуть об пол, они разлетятся на кусочки, и вы увидите, из чего они сделаны». Мы делаем примерно то же самое. Но различие состоит в том, что, оказывается, если вы разобьете свои часы, то, что оттуда вывалится — это то, что в этих часах уже было; а когда сталкиваются элементарные частицы, там рождаются объекты, которых не было, новые объекты. Все элементарные частицы, которые мы сейчас изучаем и знаем, рождаются на ускорителях из энергии столкновения тех частиц, про которые мы уже все знаем.

Лекция Валерия Рубакова называется «Что стоит за известными законами микромира?». В ней идет речь об открытиях ХХ века, о том, что сложнейшие свойства протонов, нейтронов и мезонов, как выяснилось, сводятся к гораздо более простым свойствам кварков; казавшиеся ранее независимыми электромагнитные и слабые силы оказались единым электрослабым взаимодействием. Экстраполируя, многие физики думают, что все законы природы имеют своим происхождением некую простую и глубокую «единую теорию всего», что все свойства по-настоящему элементарных частиц можно вычислить, исходя из этой неизвестной пока теории. Так ли это? Есть ли повод сомневаться? Какая роль здесь отведена Большому адронному коллайдеру? Об этих и подобных вопросах и поразмышляем.

Всякая элементарная частица — это квант некоторого поля. Фотон — это квант электромагнитного поля. Хиггсовскому полю соответствует свое новое поле. Зачем оно нужно? В физике элементарных частиц огромную роль играют симметрии. Каждый закон сохранения соответствует некоторой симметрии, и, наоборот, если есть симметрия, то есть и закон сохранения. Если знать, что физика одна и та же в разные моменты времени, это означает, что есть симметрия по отношению к сдвигу во времени. Это приводит к закону сохранения энергии. Вся наша энергетика связана с тем, что мир одинаков вчера и сегодня.

Дмитрий Казаков и Валерий Рубаков отвечают на вопросы из зала о том, может ли скорость расширения Вселенной превысить скорость света, как работает ЦЕРН и как делают прогнозы о будущих открытиях.

доктор физико-математических наук, академик РАН, заместитель директора Института ядерных исследований РАН
доктор физико-математических наук, главный научный сотрудник лаборатории теоретической физики ОИЯИ
Узнал сам? Поделись с друзьями!
  • Dmitry Sukhoruchkin

    Нужно заниматься построением моделей, объясняющих массу ядер, разность энергий связи ядер, а так же энергии возбуждений ядер.

  • Кварковая Система
    !!!56 Энергетических уровней для частиц из трёх(3)кварков.

    20 уровней по 27 видов 3-х кварковых частиц на каждом.( UpDS….)

    6 уровней по 10 видов 3-х кварковых частиц на каждом. (SSS….)

    30 уровней по 18 3-х кварковых частиц на каждом. (UpUpD…..)

    Всего 1140 видов 3-х кварковых частиц (барионов) + плюс 1140 видов анти- барионов.

    Итого 2280

    !!!21 Энергетический уровень для пар кварк-антикварк.

    6 уровней по 9 видов пар кварк-антикварк в каждом. ( Up^D — D^Up…. )

    15 уровней по 18 пар кварк-антикварк в каждом. (UpUp^….)

    Всего 324 вида пар квар-антикварк.

  • Guest

    Кварковая система!
    http://www.youtube.com/watch?v=Sbe7sGXv9s4

  • Guest

    Кварковая Система
    http://www.youtube.com/watch?v=Sbe7sGXv9s4

  • Кварковая Система

  • guryan
  • guryan

    Ребята не догоняют, что расширение бесконечной вселенной не имеет физического смысла. Вселенная — это материя и кроме материи нет НИЧЕГО.
    Пространство — это свойство протяженности самой материи. А время — это свойство нашего мозга, запоминать промежуточные состояния процессов, происходящих сами по себе.
    Если бы у нас не было такого свойства, как память, мы никогда бы не изобрели такого понятия, как время. Вселенная существует в вечно длящемся настоящем.
    Поэтому определение понятие время никогда не будет сформулировано.

  • Valerii Zozulia

    — вот интересно, и приходит такая мысль — всё что ожидается и проговаривается неоднократно и доказывается теоретически так и происходит в последующем.
    Дурная мысль или такая себе фантазия… — может быть мы сами придумываем законы физики и строение мира? а окружающая вселенная подстраивается под наши желания?
    Спасибо, прекрасная лекция! Но для прослушивания требует основательной подготовки.

    Опубликовано материалов
    03586
    Готовятся к публикации
    +28
    Самое читаемое за неделю
  • 1
    ПостНаука
    12 529
  • 2
    ПостНаука
    4 019
  • 3
    Михаил Соколов
    2 543
  • 4
    Андрей Цатурян
    2 418
  • 5
    Татьяна Тимофеева
    2 407
  • 6
    Роман Бевзенко
    1 439
  • 7
    Сергей Афонцев
    1 408
  • Новое

  • 4 019
  • 692
  • 2 407
  • 1 408
  • 1 439
  • 2 543
  • 12 529
  • 2 418