.
Социальные сети:
Название статьи:

Бозон Хиггса

Раздел статьи: Наука
Автор:
Дата публикации:
Описание статьи: Хиггс и несколько других ученых боролись с загадкой. Фундаментальные частицы вселенной содержат разную величину массы то, что мы обычно называем весом. Без массы, эти частицы никогда бы не соединились для создания знакомых нам атомов, из которых состоит весь наш окружающий мир. Но что создает массу, и почему разные частицы имеют разную массу? Сколько не пытались, никто не смог ответить на этот вопрос. Хиггс с помощью математики представил пространство иначе, как нечто похожее на океан. Частицы окунались в этот океан и набирали массу по мере движения в нем. Чем сильнее частицы пытаются прорваться через этот океан, тем больше они взаимодействуют с океаном и тем большую массу они набирают. Хиггс был убежден, что совершил великое открытие. Но когда он представил свою идею в журнал «CERN Courier», ее отклонили... Обнаружение темной энергии принесло еще один сюрприз. Идея, что вселенная содержит подобный ингредиент, на самом деле возникла на 80 лет ранее. Альберт Эйнштейн предсказал, что само пространство может вызывать силу, отталкивающую галактики друг от друга. Вскоре после создания теории относительности и теории гравитации, Эйнштейн обнаружил, что согласно математике, вселенная будет...
Социальные сети:
Сол Перлмуттер  - американский астрофизик
Хендрик Бругт Герхард Казимир (15 июля 1909, Гаага, Нидерланды — 4 мая 2000, Хеезе, Нидерланды) — голландский физик, известный своими работами по эффекту Казимира (совместно с Д. Полдером) в 1948

В тоже время как Альберт Эйнштейн исследовал пространство в крупных размерах, другая группа физиков изучала вселенную в крайне малых величинах. Там они обнаружили полностью невиданный мир, и теорию пространства Эйнштейна, трудно было найти.

Это царства атомов и субатомных частиц, фундаментальных строительных блоков, для всего, что мы видим. В этом месте мир играет совершенно по другим правилам, который называется квантовой механикой. Согласно этим правилам, даже если вы попытаетесь убрать самый последний атом или частицу, вы обнаружите, что пустое пространство вовсе не будет пустым. На самом деле оно будет наполнено активностью . Частицы постоянно возникают и исчезают в небытие. Они появляются из неоткуда, быстро аннигилируют друг с другом и исчезают.

Хотя это и было предсказано в теории, только в 1948 году ученый, по имени Хендрик Казимир предположил, что хотя мы не можем видеть эти частицы, они должны заставлять пространство делать то, что мы способны видеть. Казимир предположил, что если взять две металлические пластины, и поставить их очень близко друг к другу, тогда частицы с определенными энергиями будут исключены, потому что в каком то смысле они не смогут поместится, между двумя пластинами. Вокруг пластин активность будет более активна, чем между ними. Казимир подумал, что они будут соединены вместе тем, что мы обычно называем пустым пространством. И через несколько лет, когда этот эксперимент был проведен, было доказано, что Хендрик Казимир был прав. В пустом пространстве эти пластины притягивались друг к другу. Так что в масштабе атомов, пустое пространство – не пустое. Оно так наполнено активностью, что может заставлять объекты двигаться.

ЦЕРН (CERN) — Европейская организация по ядерным исследованиям, крупнейшая в мире лаборатория физики высоких энергий. Также иногда переводится как Европейский Центр ядерных исследований. Аббревиатура CERN произошла от фр. Conseil Européen pour la Recherche Nucléaire (Европейский совет по ядерным исследованиям)
ЦЕРН (CERN) — Европейская организация по ядерным исследованиям, крупнейшая в мире лаборатория физики высоких энергий. Также иногда переводится как Европейский Центр ядерных исследований. Аббревиатура CERN произошла от фр. Conseil Européen pour la Recherche Nucléaire (Европейский совет по ядерным исследованиям)

Сегодня поиски понимания пространства в крошечных масштабах продолжается на самых дорогостоящих научных экспериментах за всю историю. ЦЕРН (CERN) — Европейская организация по ядерным исследованиям в Женеве Швейцария. Здесь, на глубине 50 метров, находится Большой адронный коллайдер, самый мощный ускоритель в мире.

Его стоимость около 10 миллиардов долларов. Он ускоряет субатомные частицы на 99,99% скорости света, и сталкивает их друг с другом. Среди множества продуктов распада, произведенные этими столкновениями, ученые обнаруживают целую кучу странных, экзотических частиц. А сейчас ученые охотятся на одну из самых неуловимых частиц, которая является основой для всего, от атомов нашего тела, до далеких звезд.

Если эта частица будет найдена, она переопределит картину нашего мира и поиски, начатые более 40 лет назад, увенчаются успехом. Все началось в 1964 году, когда молодой английский физик Питер Хиггс, предложил такую радикальную теорию пространства, что чуть было не разрушил свою карьеру.

Большой адронный коллайдер, сокращённо БАК (англ. Large Hadron Collider, сокращённо LHC) — ускоритель заряженных частиц на встречных пучках, предназначенный для разгона протонов и тяжёлых ионов (ионов свинца) и изучения продуктов их соударений. Коллайдер построен в ЦЕРНе (Европейский совет ядерных исследований), находящемся около Женевы, на границе Швейцарии и Франции. БАК является самой крупной экспериментальной установкой в мире
Большой адронный коллайдер, сокращённо БАК (англ. Large Hadron Collider, сокращённо LHC) — ускоритель заряженных частиц на встречных пучках, предназначенный для разгона протонов и тяжёлых ионов (ионов свинца) и изучения продуктов их соударений. Коллайдер построен в ЦЕРНе (Европейский совет ядерных исследований), находящемся около Женевы, на границе Швейцарии и Франции. БАК является самой крупной экспериментальной установкой в мире

Хиггс и несколько других ученых боролись с загадкой. Фундаментальные частицы вселенной содержат разную величину массы то, что мы обычно называем весом. Без массы, эти частицы никогда бы не соединились для создания знакомых нам атомов, из которых состоит весь наш окружающий мир. Но что создает массу, и почему разные частицы имеют разную массу? Сколько не пытались, никто не смог ответить на этот вопрос. Хиггс с помощью математики представил пространство иначе, как нечто похожее на океан. Частицы окунались в этот океан и набирали массу по мере движения в нем. Чем сильнее частицы пытаются прорваться через этот океан, тем больше они взаимодействуют с океаном и тем большую массу они набирают. Хиггс был убежден, что совершил великое открытие. Но когда он представил свою идею в журнал «CERN Courier», ее отклонили.

Хиггс непоколебимо усовершенствовал свою идею, пока ему не предложили представить ее в старом прибежище Эйнштейна, в Институт Специальных Исследований в Принстоне. Сегодня идея, впервые представленная Хиггсом, которая носит название «Поле Хиггса», определяет наше понимание пространства.

Единственная проблема, нет никакого физического доказательства наличия поля Хиггса, по крайней мере, пока. Но ученые в ЦЕРНе пытаются столкнуть между собой частицы с такой энергией, что они могут отколоть свободный кусок поля Хиггса, порождая крошечную частицу самого поля. Они словно пытаются отщепить кусок пространства.

Питер Уэйр Хиггс (Peter Ware Higgs род. 29 мая 1929 года, Ньюкасл-апон-Тайн, Англия) — британский физик-теоретик, член Королевского Общества Эдинбурга, член Лондонского королевского общества, в настоящее время профессор в отставке (лат. emeritus) в Эдинбургском университете. Обучался в Королевском Колледже Лондона. Лауреат Нобелевской премии по физике за 2013 год совместно с Франсуа Энглером за предсказание бозона Хиггса
Питер Уэйр Хиггс (Peter Ware Higgs род. 29 мая 1929 года, Ньюкасл-апон-Тайн, Англия) — британский физик-теоретик, член Королевского Общества Эдинбурга, член Лондонского королевского общества, в настоящее время профессор в отставке (лат. emeritus) в Эдинбургском университете. Обучался в Королевском Колледже Лондона. Лауреат Нобелевской премии по физике за 2013 год совместно с Франсуа Энглером за предсказание бозона Хиггса

Нахождение частицы Хиггса станет крупной вехой утверждающей, что в высшей степени пустое пространство влияет на всю материю. Однако выходит так, что пространство содержит ингредиент, гораздо более неуловимый, чем все, что Питер Хиггс раньше представлял. Этот ингредиент может оказаться ключом к величайшей из всех загадок, к судьбе космоса.

Эта загадка берет начало примерно 14 миллиардов лет назад, с так называемого большого взрыва. За доли секунды вселенная приобрела мощное расширение, с силой посылая пространство вперед. И с тех пор пространство расширяется.

Многие десятилетия ученые считали, что расширение должно замедляться, благодаря гравитации. Но это рождало вопрос, какова судьба космоса? Будет ли пространство расширяться вечно или гравитация остановит это расширение, и пространство начнет сжиматься само в себя, в большом сжатии.

Что бы решить эту загадку, две группы астрономов собрались измерить расширение с помощью нестандартного инструмента, взрывающихся звезд, называемые сверхновыми. Поскольку такие яркие и универсальные, команда посчитала что сверхновые, будут вести себя как четкие маяки, позволяя ученым проследить, как расширение пространства со временем замедлилось. Проблема в том, что сверхновые крайне редкие. Что бы найти достаточное количество Сол Перлмуттер несколько лет обзванивал астрономов по всему миру, прося провести некоторое время у их телескопов. Когда в итоге у команды ученых Перлмуттера накопилось достаточно данных, для составления графика замедления вселенной, они были крайне удивлены. Вселенная расширялась с ускорением, и большинство ученых сходились в одном объяснении. Есть то, что заполняет пространство, и противостоит обычной силе гравитации и притяжению, отталкивая галактики друг от друга и растягивая саму ткань мироздания. Загадочная субстанция, заполняющая пространство была названа темной энергией. И она перевернула картину нашей вселенной с ног на голову.

Сол Перлмуттер  - американский астрофизик, лауреат нобелевской премии по физике 2011 года (совместно с Брайаном Шмидтом и Адамом Риссом) «за открытие ускоренного расширения Вселенной посредством наблюдения дальних сверхновых»
Сол Перлмуттер - американский астрофизик, лауреат нобелевской премии по физике 2011 года (совместно с Брайаном Шмидтом и Адамом Риссом) «за открытие ускоренного расширения Вселенной посредством наблюдения дальних сверхновых»

По существу вес пустого пространства самого по себе это 70% веса всей вселенной. Примерно такая же часть планеты земля покрыта водой. Представьте, что мы не знаем, что такое вода? Тоже самое происходит и с темной энергией.

Обнаружение темной энергии принесло еще один сюрприз. Идея, что вселенная содержит подобный ингредиент, на самом деле возникла на 80 лет ранее. Альберт Эйнштейн предсказал, что само пространство может вызывать силу, отталкивающую галактики друг от друга. Вскоре после создания теории относительности и теории гравитации, Эйнштейн обнаружил, что согласно математике, вселенная будет либо расширяться или сжиматься. Она не может сохранять постоянный размер.

Это сбивало с толку, ведь до того, как они узнали о большом взрыве, большинство ученых, включая Эйнштейна, представляли вселенную статичной. Когда вычисления Эйнштейна предположили, что вселенная расширяется или сжимается, что это вовсе не статичная вселенная, в которую все верили, у Эйнштейна появились проблемы. Эйнштейн вернулся к своим уравнениям и изменил их, что бы получить своего рода антигравитацию, которая придаст пространству силу внутреннего расталкивания, противостоящую сжимающей силе гравитации, что позволило вселенной остаться недвижимой. Эйнштейн назвал это изменение «Космологической постоянной».

Эдвин Пауэлл Хаббл (Edwin Powell Hubble 20 ноября 1889, Маршфилд, штат Миссури — 28 сентября 1953, Сан-Марино, штат Калифорния) — один из наиболее влиятельных астрономов и космологов в XX веке, внесший решающий вклад в понимание структуры космоса. В 1914—1917 годах работал в Йеркской обсерватории, с 1919 года — в обсерватории Маунт-Вилсон. Член Национальной академии наук в Вашингтоне с 1927 года
Эдвин Пауэлл Хаббл (Edwin Powell Hubble 20 ноября 1889, Маршфилд, штат Миссури — 28 сентября 1953, Сан-Марино, штат Калифорния) — один из наиболее влиятельных астрономов и космологов в XX веке, внесший решающий вклад в понимание структуры космоса. В 1914—1917 годах работал в Йеркской обсерватории, с 1919 года — в обсерватории Маунт-Вилсон. Член Национальной академии наук в Вашингтоне с 1927 года

Добавление космологической постоянной, спасло теорию Эйнштейна. Но правда заключается в том, что Эйнштейн не знал, существует ли такая противодействующая сила и анти гравитация на самом деле. Но чуть больше 10ти лет спустя, астроном Эдвин Хаббл, обнаружил, что вселенная не статична. Она расширяется силой большого взрыва, произошедшего 14 миллиардов лет назад. Это означало, что первоначальное уравнение Эйнштейна ненужно было изменять, и потребность в космологической постоянной отпала.

С последним открытием того, что вселенная расширяется с ускорением, ученые убедились, что в пространстве есть нечто, что отталкивает объекты. И 70 лет спустя, крупнейший промах Эйнштейна может стать в один ряд с его крупнейшими открытиями.

Хотя никто не знает, что такое темная энергия, вместе с ней рождается удивительная и волнующая возможность. Эйнштейн описывал силу этой антигравитации как константу. Но постоянна ли сила темной энергии, и что, если она изменяется со временем? Ответ может перевернуть все, что мы знали о судьбе космоса. В данный момент все в нашей жизни, от молекул составляющие наше тело и молекул составляющих луну держатся вместе силами, которые превосходят расталкивающую силу темной энергии. По этому, мы не видим расширение в нашей обычной жизни. Но возможно, это не будет длиться вечно.

По одному сценарию, темная энергия продолжит расталкивать галактики дальше и дальше, пока они не окажутся так далеко друг от друга, что вселенная станет холодной, темной и одиноким местом.

По другому сценарию, сила темной энергии может увеличиться со временем. Она станет такой сильной, что разорвет на части все внутри галактик. От звезд и планет, до любой другой материи из которой состоим все мы.

Если темная энергия будет расти со временем, тогда даже атомы разорвет на части, когда между ядром и электроном соберется достаточно темной энергии, произойдет большой разрыв.

Оценить статью:
Поделиться статьей:
Похожие статьи:
Поверхности кварца отполированы до атомарного уровня

Пространственно-временной континуум

Но как именно работает гравитация? Как земля притягивает луну за сотни тысяч километров пустого пространства? Они ведут себя так, как будто соединены невидимой нитью, но все знают, что это не так. И законы Ньютона этого не объясняли. Эйнштейн бился над этой проблемой более десяти лет. И в итоге пришел к сенсационному выводу. Секрет гравитации лежит в самой природе пространственно-временном континууме. Он оказался еще более гибким, чем Эйнштейн считал ранее. Он может растягиваться как настоящая ткань. Это было действительно радикальным прорывом по отношению к тории Ньютона. Эйнштейн понял, как на самом деле работает гравитация. Это деформация пространственно-временного континуума, вызванная объектами внутри него. Другими словами гравитация это есть форма самого пространство времени. Луна держится на орбите, потому что ее тянут к земле какие то невиданные силы, а скорее потому, что она катится по изгибу пространства временем которое создает земля. С этими открытиями Эйнштейна пространство стало не просто реальным, но и стало гибким...

Подробнее
Спиральная галактика

Таинственная Темная Энергия

Наша вселенная разваливается, что то заставляет галактики все быстрее и быстрее разлетаться в стороны. Как только физики совершили это страшное открытие, они сразу начали искать объяснение. В ожидании ответа, ученые решили называть неизвестную силу темной энергией. Пока не открыли темную энергию, мы могли полностью полагаться на теорию относительности Эйнштейна. Теперь наша уверенность пошатнулась. Теория Эйнштейна не объясняет темную энергию. Ни одна существующая теория не может ее объяснить. Может быть темной энергии и вовсе не существует, а все что мы полагаем известно о вселенной – ошибочно? Что сделал Эйнштейн? Он изучил всю физику в целом, совместив самые разные области науки, и вывел свои теории. Может быть, его теории пора пересмотреть. Энергия окружает нас, мы получаем энергию от солнца, химических реакций, электричества. Мы используем энергию в наших машинах, батареях, лампах. Мы поняли, как работает энергия, и смогли полностью изменить свою жизнь. Но темная энергия, это совсем другое дело. Мы никак не можем ее использовать. Можем только признать, что понимаем в ней гораздо меньше, чем хотелось бы. Темная энергия вошла в науку внезапно, в самом конце XX века. В 1998 году молодой ученый Сол Перлмуттер задавался серьезными вопросами...

Подробнее

Комментарии