Перейти к содержимому


Бозон Хиггса - крайне важно и загадочно


Сообщений в теме: 42

#1 nessie264

    Переводчик

  • Пользователи
  • PipPipPipPipPip
  • 10 102 сообщений
  • LocationРоссия Снежинск-Тольятти

Отправлено 04 Июль 2012 - 09:30

Изображение

Бозон Хиггса - крайне важно и загадочно

4.07.2012

Ученые заявили, что "божественная частица" найдена

Изображение
Ученые годами охотились за бозоном Хиггса в исследовательском центре ЦЕРН глубоко под швейцарско-французской границей, где расположен крупнейший в истории ускоритель частиц.


Ученые, работающие на Большом адронном коллайдере (БАК), заявили об обнаружении частицы, соответствующей параметрам бозона Хиггса. Это может стать одним из величайших научных открытий XXI века.

В чем же важность этого элемента, на поиски которого физики потратили больше 40 лет?


Что такое бозон Хиггса?

Долгие годы эта частица существовала только в умах физиков-теоретиков. Существует устоявшаяся гипотеза о том, как устроена большая часть Вселенной: известны все частицы, формирующие атомы, молекулы и материю, которая нас окружает; также изучены силы, приводящие все это в движение. Эта гипотеза получила название "Стандартная модель".

Тем не менее, в этой теоретической конструкции существует пробел: в ней не объясняется, каким образом все эти частицы обретают массу. В 1964 году группа из шести ученых, в которую входил физик из Эдинбурга Питер Хиггс, предложила свое объяснение этого процесса, получившее название "механизм Хиггса".

Кое-что о массе

По сути, масса показывает, сколько вещества содержит любой объект - частица, молекула или, скажем, собака. При отсутствии массы все элементарные частицы, формирующие атомы, двигались бы со световой скоростью и не были бы способны сформировать материю во Вселенной, как мы ее представляем.
В соответствии с механизмом Хиггса, Вселенную пронизывает некое поле - поле Хиггса - которое и позволяет частицам обрести массу. Предполагается, что взаимодействие с появляющимися в этом поле бозонами Хиггса и наделяет двигающиеся элементы массой. Этот процесс можно сравнить со снежным полем, по которому не получается быстро идти, поскольку снег налипает на ботинки и мешает идти.

Как искали бозон Хиггса?

Стандартная модель не говорит о том, какой массой обладает сам бозон Хиггса. При помощи ускорителей частиц, таких как Большой адронный коллайдер, ученые ищут эту частицу среди различных элементов, в которых она может находиться. Происходит это путем наблюдения за столкновениями субатомных частиц - протонов - на скоростях, приближающихся к скорости света. Эти столкновения порождают множество более мелких частиц, которые могут быть выделены только таким путем.

Сам бозон Хиггса в чистом виде, возможно, никогда нельзя будет наблюдать, однако ученые не оставляли попыток отыскать его мимолетные проявления в потоке частиц после столкновений в коллайдере. Если он ведет себя так, как предполагают физики, он должен распадаться на более мелкие составляющие, формирующие шлейф, доказывающий его существование.

Большой адронный коллайдер - не первое сооружение, которое используют для охоты за бозоном. Там же, в Европейском центре ядерных исследований (ЦЕРН), с 1989 по 2000 годы работал другой ускоритель - Большой электрон-позитронный коллайдер.

В США для этих же целей использовался кольцевой ускоритель Тэватрон, но его работа была прекращена в 2011 году. 2 июня 2012 года работавшие на нем ученые опубликовали доклад, выводы которого схожи с открытиями специалистов, проводившими эксперименты на БАК.

Когда мы узнаем, что бозон Хиггса найден?

Ученые, изучающие элементарные частицы, в большинстве своем довольно консервативны, когда речь заходит о том, чтобы на весь мир заявить о важном открытии.

Если подбросить монету десять раз и восемь раз выпадет "орел", можно сделать вывод, что она каким-то образом заряжена. Но для того чтобы заявить об этом с уверенностью, требующейся в физике для признания открытия, эту монету нужно подбросить сотни раз.

Первым препятствием является выяснение точной массы частицы: судя по всему, ответ на этот вопрос уже близок. Дальше надо ответить на следующие вопросы: ведет ли себя бозон Хиггса так, как описывается в теории; каким образом он взаимодействует с другими элементами и как распадается на более мелкие частицы.

Фактически это авангард мировой науки, и, возможно, подтверждение всех положений Стандартной модели - вопрос не самого ближайшего будущего.

Что дальше?

Многие физики говорят, что окончательное подтверждение положений теории Хиггса стало бы для них разочарованием. Конечно, масштабные проекты, подобные БАК, реализовывались для получения новых знаний, и доказательство существования частицы в том виде, как это описывалось в гипотезе, стало бы триумфом понимания физических процессов, однако в то же время это не так захватывающе, как опровержение теории.

Если бы бозон Хиггса не был найден, то это стало бы большим сюрпризом, и это могло бы привести к революции в науке.

Тем не менее, даже если бозон Хиггса занимает то место в Стандартной модели, о котором говорит теория, остается много важных вопросов. Эта теория описывает привычную нам материю, но есть основания полагать, что материя занимает в изучаемой Вселенной лишь 4%. Может статься, что объяснить природу других ее составляющих - темной материи и темной энергии - станет сложнее.
Это как в случае с кубиком Рубика: собираешь одну его сторону - и вдруг понимаешь, что остальные пять сторон находятся в полном беспорядке.

Стандартная модель

Изображение


Источник

#2 landak

    Участник

  • Пользователи
  • PipPip
  • 1 700 сообщений
  • LocationРоссия, Московская область

Отправлено 05 Июль 2012 - 01:01

Есть хороший сайт на русском -- http://elementy.ru/

Там специалисты разъясняют новости науки для неспециалистов. Т.е., занимаются популяризацией науки. В этом смысле ресурс совершенно уникальный.

#3 Мeшалкин

    Участник

  • Пользователи
  • PipPip
  • 102 сообщений

Отправлено 05 Июль 2012 - 08:16

Похоже,что ученые темнят что-то с этим бозоном...

#4 landak

    Участник

  • Пользователи
  • PipPip
  • 1 700 сообщений
  • LocationРоссия, Московская область

Отправлено 05 Июль 2012 - 09:14

Просмотр сообщенияМeшалкин (05 Июль 2012 - 08:16 ) писал:

Похоже,что ученые темнят что-то с этим бозоном...

А Вы отдавайте себе отчёт в сложности этой науки. Она основывается на достаточно сложной математике. Понять эту науку, не разбираясь в этой математике -- невозможно. Любое популярное изложение -- это лишь иллюстрация, не претендующая на полноту описания.

Чтобы оценить теоретический уровень, полистайте, например, известный учебник Пескина и Шредера.

p.s. Я даже открыл эту книгу на 647-й странице, начало главы 20, введение перед главой 20.1 "Механизм Хиггса": "Мы обнаружим, что спонтанное нарушение симметрии придает массу калибровочным векторным бозонам." Дерзайте. ;)

p.s. Самое печальное -- другое. Представьте, что Вы потратили несколько лет своей жизни, и разобрались с теорией. Как бы Вы тогда нам объяснили, что такое бозон Хиггса? :rolleyes:

#5 Rostam

    Участник

  • Пользователи
  • PipPip
  • 1 482 сообщений

Отправлено 05 Июль 2012 - 10:05

Очень просто объясняется - методом аллегории лучше всего. Вот попробуйте найти подходящую аллегорию из повседневной жизни чтобы пояснить человеку в материи не разбирающемуся что и как там с этими частицами.
Упрощая и утрируя.
И почему это всё так важно для фундаментальной науки.
Другой, не менее важный вопрос, который задаёт наука любому популяризатору: зачем это делать - пытаться объяснять, когда людям в теме и так всё понятно...
Например,вот такую аллегорию можно было употребить:
Механизм, при помощи которого Бозон Хиггса придаёт массу другим частицам выглядит следующим образом: Представим себе зал, полный людьми, которые стоят совершенно равномерно распределенные по залу и скучают. Если пустить в эту скучную толпу какой-нибудь слух, то люди начнут образовывать группки, обмениваться мнениями, в стремлении узнать большее.
Элемент нематериальный, такой как слух(в смысле сплетня), пунктуально уплотняет реальную материю, в этом случае - людей.

Вот примерно так и представляют себе физики действие этой частицы. Но, человеку, размышляющему всерьёз лишь о своих насущных потребностях и такое объяснение будет казаться слишком сложным и абстрактным, разумеется. И по-моему совершенно ненужным. Ибо любая популяризация и есть - профанация, которая ментально развращает людей и даёт им слишком высокое, завышенное мнение о своих способностях, которое в какой-то момент становится жестоким врагом их душевного равновесия..

Сообщение отредактировал ice-cream: 05 Июль 2012 - 10:37


#6 nessie264

    Переводчик

  • Пользователи
  • PipPipPipPipPip
  • 10 102 сообщений
  • LocationРоссия Снежинск-Тольятти

Отправлено 05 Июль 2012 - 12:14

В продолжение темы - см. тут :)

#7 Мeшалкин

    Участник

  • Пользователи
  • PipPip
  • 102 сообщений

Отправлено 05 Июль 2012 - 02:56

Просмотр сообщенияlandak (05 Июль 2012 - 09:14 ) писал:

А Вы отдавайте себе отчёт в сложности этой науки. Она основывается на достаточно сложной математике.

p.s. Самое печальное -- другое. Представьте, что Вы потратили несколько лет своей жизни, и разобрались с теорией. Как бы Вы тогда нам объяснили, что такое бозон Хиггса?

Наука признана давать четкие определения . Тем более математика.
Если не даёт,то тут какие варианты?
Или голову морочат и что-то скрывают.
Или зря бабки потратили...

#8 Мeшалкин

    Участник

  • Пользователи
  • PipPip
  • 102 сообщений

Отправлено 05 Июль 2012 - 02:59

Просмотр сообщенияice-cream (05 Июль 2012 - 10:05 ) писал:


Например,вот такую аллегорию можно было употребить:
Механизм, при помощи которого Бозон Хиггса придаёт массу другим частицам выглядит следующим образом: Представим себе зал, полный людьми, которые стоят совершенно равномерно распределенные по залу и скучают. Если пустить в эту скучную толпу какой-нибудь слух, то люди начнут образовывать группки, обмениваться мнениями, в стремлении узнать большее.
Элемент нематериальный, такой как слух(в смысле сплетня), пунктуально уплотняет реальную материю, в этом случае - людей.



Ну и что,Вы хотите сказать,что пущенный в толпу слух уплотнил людей? Уплотнил ,в каком смысле? Их тела стали более плотными? Или тела просто стали ближе друг к другу? Но физически НИЧЕГО не изменилось....
Или плохая аллегория или голову нам морочат.

#9 landak

    Участник

  • Пользователи
  • PipPip
  • 1 700 сообщений
  • LocationРоссия, Московская область

Отправлено 05 Июль 2012 - 03:24

Просмотр сообщенияМeшалкин (05 Июль 2012 - 02:56 ) писал:


Наука признана давать четкие определения . Тем более математика.
Если не даёт,то тут какие варианты?
Или голову морочат и что-то скрывают.
Или зря бабки потратили...

Не понял: в чём Вы не видите чётких определений?

Кстати: я не имею отношения к физике элементарных частиц. Так, проходил мимо (сдавал экзамен по КЭД). Наука красивая, но сложная. :)

#10 landak

    Участник

  • Пользователи
  • PipPip
  • 1 700 сообщений
  • LocationРоссия, Московская область

Отправлено 05 Июль 2012 - 03:30

Просмотр сообщенияМeшалкин (05 Июль 2012 - 02:59 ) писал:

Ну и что,Вы хотите сказать,что пущенный в толпу слух уплотнил людей? Уплотнил ,в каком смысле? Их тела стали более плотными? Или тела просто стали ближе друг к другу? Но физически НИЧЕГО не изменилось....
Или плохая аллегория или голову нам морочат.

Чтобы разобраться с основами, Вам потребуется получить представление о таких разделах математики как: теория групп и представлений, тензорная алгебра. О таких методах теоретической физики, как: квантовая механика, вторичное квантование, Фейнмановские диаграммы... Это для начала. Готовы -- дерзайте. ;)

Давно известно, что «Царской дороги в геометрии нет». К современной науке это относится не в меньшей степени.

#11 Мeшалкин

    Участник

  • Пользователи
  • PipPip
  • 102 сообщений

Отправлено 05 Июль 2012 - 04:29

Просмотр сообщенияlandak (05 Июль 2012 - 03:30 ) писал:


Чтобы разобраться с основами, Вам потребуется получить представление о таких разделах математики как: теория групп и представлений, тензорная алгебра. О таких методах теоретической физики, как: квантовая механика, вторичное квантование, Фейнмановские диаграммы... Это для начала. Готовы -- дерзайте

Давно известно, что «Царской дороги в геометрии нет». К современной науке это относится не в меньшей степени.
Такой ответ доверия не прибавляет...Я вроде просто сформулировал свой вопрос. На ваших аллегориях.

#12 landak

    Участник

  • Пользователи
  • PipPip
  • 1 700 сообщений
  • LocationРоссия, Московская область

Отправлено 05 Июль 2012 - 04:31

Просмотр сообщенияМeшалкин (05 Июль 2012 - 04:29 ) писал:

Такой ответ доверия не прибавляет...Я вроде просто сформулировал свой вопрос. На ваших аллегориях.

Ё. Какие ещё у меня аллегории? Я ясно сказал -- хотите разобраться по-настоящему, читайте Пескина-Шрёдера. Не хотите читать умные книжки, слушайте сказки, которые рассказывают журналисты. Промежуточного варианта, к сожалению, нет, потому, что в России ситуация с популяризацией науки ещё хуже, чем с самой наукой. Из популяризующих науку ресурсов могу назвать только сайт http://elementy.ru -- они обещали сделать свой материал про бозон Хиггса, зайдите туда на днях...

Сам я Вам объяснить про Хиггса не могу, потому, что не компетентен в этом вопросе.

#13 Мeшалкин

    Участник

  • Пользователи
  • PipPip
  • 102 сообщений

Отправлено 05 Июль 2012 - 05:10

Просмотр сообщенияlandak (05 Июль 2012 - 04:31 ) писал:

Ё. Какие ещё у меня аллегории? Я ясно сказал -- хотите разобраться по-настоящему, читайте Пескина-Шрёдера. Не хотите читать умные книжки, слушайте сказки, которые рассказывают журналисты. Промежуточного варианта, к сожалению, нет, потому, что в России ситуация с популяризацией науки ещё хуже, чем с самой наукой. Из популяризующих науку ресурсов могу назвать только сайт http://elementy.ru -- они обещали сделать свой материал про бозон Хиггса, зайдите туда на днях...

Сам я Вам объяснить про Хиггса не могу, потому, что не компетентен в этом вопросе.

Аллегории предлагал ice-cream. Ну да ладно... что нам остается....Почитаю популярную литературу.

#14 Rostam

    Участник

  • Пользователи
  • PipPip
  • 1 482 сообщений

Отправлено 05 Июль 2012 - 05:33

Просмотр сообщенияМeшалкин (05 Июль 2012 - 02:59 ) писал:

Ну и что,Вы хотите сказать,что пущенный в толпу слух уплотнил людей? Уплотнил ,в каком смысле? Их тела стали более плотными? Или тела просто стали ближе друг к другу? Но физически НИЧЕГО не изменилось....
...уплотнил толпу в некоторых точках. Физически толпа изменилась - стала плотной неравномерно. Её плотность местами изменилась, соответственно её масса в разных местах стала разной, не так ли?
Но люди и вправду остались почти теми же: их масса не изменилась, только изменилась их активность.

Цитата

Или плохая аллегория или голову нам морочат.
Вы в этом мнении вряд-ли одиноки, более того, Ваше мнение наверняка является преобладающим в среднем по населению.:)

Сообщение отредактировал ice-cream: 05 Июль 2012 - 06:45


#15 landak

    Участник

  • Пользователи
  • PipPip
  • 1 700 сообщений
  • LocationРоссия, Московская область

Отправлено 05 Июль 2012 - 05:37

Просмотр сообщенияМeшалкин (05 Июль 2012 - 05:10 ) писал:

Аллегории предлагал ice-cream. Ну да ладно... что нам остается....Почитаю популярную литературу.

Пусть он и отвечает за свои гиперболы. :P
Физика -- наука точная, в отличие от изящных искусств.





Количество пользователей, читающих эту тему: 1

0 пользователей, 1 гостей, 0 анонимных