Методические материалы, статьи

Физики не шутят

Хотя это может показаться очередной экстравагантной шуткой, которыми так знамениты физики, но на сей раз они, кажется, не шутят. Собравшись на очередное заседание Международной комиссии по будущим ускорителям, они согласовали совместное решение, в котором утверждают, что к концу нынешнего года будут окончательно разработаны и утверждены основные принципы нового, грандиозного ускорителя элементарных частиц, способного подобраться к тем областям энергий, где таятся ответы на вопрос о происхождении массы всех частиц Вселенной и природы основных физических сил, действующей между этими частицами.

На пути к новым горизонтам фундаментальной физики стоят всего лишь два препятствия: нужно договориться, какой из двух предложенных принципов действия будущего ускорителя, американо-японский или немецкий, будет положен в основу строящегося ускорителя — и нужно найти, где взять необходимые для этого строительства 6 миллиардов долларов. Иными словами, свадьба на мази, осталось уговорить графа Потоцкого.

В одном конкуренты согласны заранее: новый ускоритель должен быть электронно-позитронным, каким был закрытый ныне женевский, то есть разгоняться и сталкиваться в нем должны не тяжелые частицы, а легкие — электрон и его античастица позитрон. Строящийся сейчас в той же Женеве «Большой адронный ускоритель», говорят физики, не сумеет решить интересующие нас задачи, потому что в нем будут разгоняться тяжелые частицы-протоны, а протон — слишком громоздкое орудие для решения тончайших физических проблем. Вот почему все надежды физиков связаны именно с новым международным электронно-позитронным ускорителем.

Что же это за проблемы, требующие таких гигантских усилий? Предыдущее поколение ускорителей помогло физикам построить так называемую Стандартную модель элементарных частиц — своего рода «Менделеевскую таблицу» микромира, в которой все фундаментальные микрочастицы собраны в группы двух видов – основные частицы вещества и частицы-посредники, переносящие разного рода взаимодействия между частицами вещества. Стандартная модель блестяще оправдалась, дав возможность предсказать существование новых, доселе неизвестных частиц, а затем и открыть их в экспериментах (в тех же ускорителях). Но выяснилось, что эта модель не в состоянии объяснить, почему составляющие ее частицы имеют разную массу. Для этого нужно понять, что такое масса вообще, откуда она появляется.

В самой Стандартной модели нет ничего, что указывало бы на существование массы – грубо говоря, модель не изменилась бы, если бы у всех ее частиц масса была равна нулю.

Но на деле она не равна нулю, и чтобы объяснить это, британский физик Хиггс выдвинул гипотезу, что существуют некая новая частица (потом ее назвали «бозон Хиггса», ибо бозонами называется весь класс частиц-посредников), которая переносит энергию взаимодействия всех частиц вещества с неким всепроникаюшим полем (это поле впоследствии назвали, естественно, «полем Хиггса»). Облипая обычную частицу со всех сторон, бозоны Хиггса наделяют ее способностью «сопротивляться» воздействию внешних сил – иными словами, наделяют ее инерцией; а масса, как известно, есть мера инерции. Судя по теоретическим расчетам, частица Хиггса должна иметь очень большую энергию, поэтому она может быть «увидена» только в результате сверхмощного столкновения — как раз такого, какое должен породить проектируемый новый ускоритель.

Вторая «недоделка» Стандартной модели состоит в том, что в ней представлены частицы-посредники для трех разных фундаментальных сил природы — слабого ядерного, сильного ядерного и электромагнитного взаимодействий, — которые становятся все более сходными по мере увеличения энергии и уменьшения расстояний между взаимодействующими частицами вещества. Физики давно подозревают поэтому, что при какой-то очень высокой энергии все эти три силы попросту сольются в одну, и уже разработана даже теория — она называется «теорией суперсимметрии», — в которой так и происходит, но увы — теоретически.

Новый ускоритель как раз и должен подобраться — почти — к таким высоким энергиям, где слияние происходит на практике. Указанием на это будет появление (в результате столкновений электронов и позитронов) новых, так называемых суперсимметричных, двойников ныне известных частиц — с-электрона, с-кварка и т.п. Экспериментальное доказательство существования таких частиц и выяснение их свойств будет иметь тем большее значение, что ныне предполагается, будто именно из суперсимметричных частиц состоит пресловутое «темное вещество» вселенной, составляющее чуть не четверть всей ее массы.

Так что физики не шутят, когда говорят о суперускорителе за 6 миллиардов. Речь идет, действительно, об очень серьезных вещах.

Михаил Вартбург



См. также:
Причины популярности онлайн покера
ПРОЕКТ
осуществляется
при поддержке

Окружной ресурсный центр информационных технологий (ОРЦИТ) СЗОУО г. Москвы Академия повышения квалификации и профессиональной переподготовки работников образования (АПКиППРО) АСКОН - разработчик САПР КОМПАС-3D. Группа компаний. Коломенский государственный педагогический институт (КГПИ) Информационные технологии в образовании. Международная конференция-выставка Издательский дом "СОЛОН-Пресс" Отраслевой фонд алгоритмов и программ ФГНУ "Государственный координационный центр информационных технологий" Еженедельник Издательского дома "1 сентября"  "Информатика" Московский  институт открытого образования (МИОО) Московский городской педагогический университет (МГПУ)
оптика город домодедовоУ нас недорого лом для всех желающих.
ГЛАВНАЯ
Участие вовсех направлениях олимпиады бесплатное
исправление прикуса "АРдента"- семейная Стоматология предлагает не дорого, но качественно провести лечение Ваших зубов. К нам удобно добраться от метро Юго-Западной, Проспект Вернадского, Очаково,Солнцево,Ново-Переделкино. Клиника располагается в пешей доступности от метро Юго-Западная.

Номинант Примии Рунета 2007

Всероссийский Интернет-педсовет - 2005