Новости

Пожар в заведении "Юнона" произошел в воскресенье в полдень.

52-летний водитель припарковал старенькую "Тойоту" на горке.

Из-за инцидента движение  в сторону проспекта Энгельса оказалось частично заблокировано.

По данным Пермьстата, обороты заведений общепита резко просели.

Добычей безработного пермяка стали 5800 рублей.

23-летний Анатолий вышел из дома 10 февраля и больше его никто не видел.

В Арбитражный суд Пермского края обратилась компания "Росстройсервис".

В ближайшие сутки на территории края ожидаются снегопады и метели.

В ближайшее время жестокий убийца предстанет перед судом.

Отца двоих детей искали двое суток.

Loading...

Loading...




Реклама от YouDo
Свежий номер
newspaper
Каким станет выступление ХК «Трактор» в плей-офф сезона 2016 – 2017?





Результаты опроса

Может ли Бог получить Нобелевскую премию?

15.10.2013
Ученые считают, что бозон Хиггса – шаг на пути создания единой теории материи.

Может ли Бог получить Нобелевскую премию? По крайней мере, на это способна «частица Бога»!

Ученые считают, что бозон Хиггса – шаг на пути создания единой теории материи.

Лауреатами Нобелевской премии по физике стали британский физик Питер Хиггс и бельгиец Франсуа Энглер за «теоретическое открытие механизма, который обеспечил понимание происхождения масс элементарных частиц».

Корреспонденту сайта Mediazavod не сразу удалось найти человека, способного рассказать о бозоне Хиггса. На самом деле, данная научная проблема настолько сложна, что даже многие физики разводят руками, не рискуя «связываться» с «частицей Бога». Однако мы все-таки нашли ученого, отважившегося на попытку объяснить читателям, что такое бозон Хиггса и почему Нобелевская премия по физике в этом году присуждена за его открытие.

Рассказывает Александр Мирзоев, доктор физико-математических наук, профессор кафедры общей и теоретической физики Южно-Уральского государственного университета:

«Чтобы показать суть открытия, нам придется сделать небольшое отступление. Одна из главных задач физики – описать разнообразие природы единым способом. Самые большие научные достижения прошлого были шагами к этой цели.

В семнадцатом столетии Исаак Ньютон смог объединить земную и небесную механику. Джеймс Максвелл в девятнадцатом веке установил связь оптики с теорией электричества и магнетизма. Теория относительности Альберта Эйнштейна обнаружила связь геометрии пространства-времени и гравитации. Поль Дирак соединил квантовое уравнение Шредингера с теорией относительности Эйнштейна и получил квантовое релятивистское уравнение, которое позволило приступить к изучению природы элементарных частиц и их взаимодействий.

Элементарные частицы и фундаментальные взаимодействия

Было установлено, что элементарные частицы делятся на два больших класса:

фермионы - частицы с полуцелым внутренним моментом, называемым спином;

и бозоны - частицы со спином, величина которого принимает целые значения.

Фермионы и бозоны играют разную роль в природе. Фермионы называют «кирпичами мироздания», поскольку из них строятся более сложные элементы материи, подобно тому, как из кирпичей строятся блоки сооружений.

Бозоны же являются частицами квантованных полей, описывающих взаимодействие между фермионами. Так, возьмем два электрона, которые по своей природе являются фермионами со спином ½. Взаимодействие между электронами осуществляется благодаря электромагнитному полю. Квантом («элементарной частицей») такого электромагнитного поля является бозон, называемый фотоном (спин 1).

Как известно, существует четыре вида фундаментальных взаимодействий: гравитационное, электромагнитное, слабое и сильное ядерные взаимодействия. Переносчиками этих взаимодействий служат соответствующие поля, квантами которых являются фундаментальные бозоны.

К числу фермионов относятся знакомые нам электроны, мезоны и кварки. Кварки входят в состав протонов и нейтронов. Силы между этими частицами обусловлены процессами обмена фотонами и калибровочными бозонами W+, W- и Z0, передающими слабые взаимодействия, а также восемью типами глюонов, ответственных за сильное взаимодействие.

Значения масс частиц весьма разнообразны, например, электрон в 350000 раз легче, чем самый тяжелый кварк, а нейтрино еще легче, чем электрон. Причина такого разнообразия масс фермионов пока остается загадкой.

Стандартная модель и требование инвариантности

Последнее достижение современной физики - Стандартная модель взаимодействия элементарных частиц - позволила объединить слабые и сильные ядерные взаимодействия с электромагнитными. То, что три из четырех фундаментальных сил описываются в рамках одной теории – огромный прорыв в нашем понимании природы. Особенно важно, что эта теория связывает свойства сил с симметриями (инвариантными преобразованиями) природы.

Хотя понятие симметрии берет свои истоки в геометрии, оно получило в физике мощное развитие. Например, мы знаем, что замена эталонов (единиц измерений) длины, времени, массы не должно изменять уравнения физики. Это можно сформулировать как требование масштабной (калибровочной) инвариантности физических законов. Такая инвариантность называется глобальной, поскольку изменение одинаково во всем пространстве.

Локальная симметрия на примере теории Максвелла

Дальнейшее развитие физики привело к теориям, основанным на принципах локальной калибровочной инвариантности, когда изменения происходят различно в разных точках пространства. Первой калибровочной теорией с локальной симметрией была теория Максвелла. В этой теории предполагается, что любой электрический заряд окружен электрическим полем, и что движение заряда порождает магнитное поле.

Оба поля являются векторными величинами, определенными в каждой точке пространства. Как известно, электрическое поле инвариантно по отношению к добавлению произвольной константы к глобальному потенциалу. Однако, как мы отметили выше, такая симметрия является глобальной симметрией, так как электрическое поле остается неизменным только, если потенциал изменяется повсюду одновременно.

Если потенциал увеличить только в одной точке и не увеличить в другой, то эту разность сразу можно заметить. Таким образом, если бы электрическое поле было единственным полем, действующим между заряженными частицами, локальная симметрия не имела бы места. В действительности, когда заряд находятся в движении, присутствует не только электрическое поле — движение порождает другое поле, названное магнитным. Именно действие магнитного поля порождает локальную симметрию относительно калибровочного преобразования для скалярного φ и векторного А потенциалов электромагнитного поля.

Хиггсово поле и его кванты – бозоны Хиггса

Теория, лежащая в основе Стандартной модели, также использует представление о наличии калибровочной симметрии более сложного вида, отвечающие за инвариантность в сложном пространстве внутренних степеней свободы квантовых полей. Эта теория позволила объединить описание электромагнитного, сильного и слабого ядерных взаимодействий. К несчастью, модель предсказывает, что массы всех фундаментальных частиц равны нулю.

В своих работах 1964 г. Питер Хиггс и Франсуа Энглер показали, что теорию можно спасти, если допустить возможность спонтанного нарушения симметрии в процессе взаимодействия квантовых полей элементарных частиц с неким скалярным полем, названном хиггсовым. Квантами данного поля являются бозоны Хиггса с нулевым спином и неизвестной (плохо предсказываемой теоретически) массой. Существование бозонов Хиггса явилось бы важным подтверждением справедливости Стандартной модели, и стало одной из важнейших задач физики элементарных частиц.

В марте 2013 года пресс-служба Европейского Центра ядерных (CERN) исследований сообщила, что физики, работающие на Большом адронном коллайдере, после анализа собранных данных пришли к выводу, что открытая ими в июле 2012 года частица действительно является бозоном Хиггса. Большой адронный коллайдер, сделавший возможным экспериментальное подтверждение механизма Хиггса и надёжное обнаружение одноимённого бозона, стоил шесть миллиардов долларов, и работали на нём шесть тысяч учёных.

Можно сказать, что на сегодняшний день именно Стандартная модель, а главное – верность принципа калибровочной инвариантности - является реальным итогом многолетней работы сотен тысяч людей, от теоретиков до простых инженеров и лаборантов. Теперь впереди открываются горизонты окончательного объединения с общей теорией относительности, которая описывает гравитацию и природу пространства и времени. Можно надеяться, что развитие физики элементарных частиц в русле теории калибровочной инвариантности, а также изучение ранней Вселенной приведут к созданию полной, единой теории материи».

Почему вам нужно это знать?

Несмотря на то, что результаты работы ученых зачастую непостижимы для обычного человека, в 21 веке нельзя не знать, или, по крайней мере, не пытаться узнать, что такое бозон Хиггса. То, что создал один человек, не просто может, но и должно быть понято другими людьми. Способность к передаче знания и опыта – ключевое эволюционное преимущество Homo sapiens. Не хотелось бы потерять его из-за лени и воинствующего невежества отдельных представителей нашего вида.

Большой андронный коллайдер в массовом сознании

Комментарии
Большое спасибо, Анна, за добротную работу в редком в наше время направлении просветительства и популяризации науки. И спасибо А. Мирзоеву, столь внятно и кратко изложившему основы теоретической физики. Согласна, что культурный человек должен знать не только несколько имен из сферы литературы и искусства (где кто только не мнит себя знатоком!), но и хотя бы иметь представление об основных направлениях и достижениях точных и естественных наук. Страшнее невежества - только деятельное невежество...
Анна
15.10.2013 18:36:52
Похоже, автор сама себе комплиментарный коммент и написала. Внятно и кратко. Потому что всё остальное, видимо, только для нобелевских лауреатов. А мы думали, что Медиазавод адресует свои публикации обычным людям.
Дальше вступления не продвинулся, пусть Бог меня простит...
Гость
17.10.2013 18:12:02
Вынуждена разочаровать: я автору статьи гожусь в мамы по возрасту. И это всего лишь говорит о том, какая разница между образованием нашего поколения (и его пожизненной обучаемостью) - и Вашим, Гость. То, что здесь изложено, - вполне по зубам первому-второму курсу технического вуза или старшим классам лицея.
Анна - гостю
19.10.2013 16:27:07
Показывал текст не только лицеистам, но даже старшекурсникам технического вуза. Сказали, что такого абсолютно схожего с этим материала в интернете с избытком. Но всё это не для студентов, а для очень узкого научного круга. И не надо думать, что все окружающие - недоумки. Есть наука для жизни и наука для науки.
Анне - не автору или все же автору
22.10.2013 16:03:56
Есть в Интернете - и ЧТО? Мне что, с Марса новости брать? Сегодня уже ВСЕ есть в Интернете. А в голове у вашей школоты хоть что-нибудь есть? Наука для жизни - ЭТО ЧТО? Бесплатные советы, как сделать мир лучше? Если вы не понимаете, как что работает, как вы можете этому верить и это использовать? Все хотят готовые рецепты счастья и легкие пути. Так кто мешает - пожалуйста. Просто не мешайте мне делать свою работу, я же вас не учу делать вашу.
автор
23.10.2013 02:23:48