Санчо против ЦЕРНа

[рrivet]

Врёт как Сабакашвили.
Похоже, что враньё – национальная особенность грузинцев.

...Евреев с грузинскими фамилиями.

Как это не печально, этническая тема ставит жизненно острые вопросы не только в политике, но и в науке.

Эти НЕСПОСОБНЫ к восприятию ВЕРНОГО знания.

[Голота]

А куда пропал Голота? Я хотела кой-чего спросить и сказать.

Тута я! Спрашивай, пока я не ушел спатки.
В Уфе уже 12 ночи, и я принял на грудь 0,5 кг "снотворного"

[Oktyabrina]

Да хотела спросить,что за бардак творится и где голос оппозиции? Кто прав и переживет ли Земля эти опыты? И что вы думаете по поводу моих вопросов и ответов на них.

[CASTRO]

сколько килобайт текста в один пост влезает ?

[CASTRO]

Для того, чтобы узнать то, что мы еще не знаем, мы и ставим новые эксперименты. И это новинка не 20го или 21го века. Как слез человек с пальмы - так и начал познавать то, что не знал.

Давайте я сначала вкратце расскажу о несомненных успехах и проблемах физики частиц. Расскажу кратко, не претендуя на полноту. Про то куча книжек написано. В качестве отступления скажу следующее - не верьте тому, кто скажет, что наука знает все. И даже тому, кто скажет , что мы сейчас всего не знаем, но со временем будем. Познание - процесс бесконечный.

Прежде всего, надо понимать, что физика частиц - это закономерное продолжение ядерной и атомной физики. Так вот, сто лет назад никакой физики частиц не было вообще. Представление о строении материи были на самом примитивном уровне. Было известно, что материя состоит из атомов, было известно, что в атомах есть электроны. Из молекулярно-кинетической теории была оценка размеров атомов и молекул. Уже была открыта радиоктивность , рентгеновское излучение и фотоэффект, но их природа была не ясна. Планк уже ввел представление о квантах света - фотонах, заложив основы квантовой теории, а Эйнштейн разработал специальную теорию относительности, в которой масса увязывалась с энергией. Но структура атома оставалась неясной. Была, правда, модель атома Томпсона, т н "булочка с изюмом", в соответствии с которой атом представлялся этаким шариком, равномерно заряженным положительно по объему с вкраплением отрицательно заряженных электронов. Но дожила она лишь до первой проверки.

[CASTRO]

Ядерная физика началась в 1910 году, когда Резерфорд в опытах по рассеянию альфа-частиц на атомах показал, что атом имеет очень компактное ядро в центре и электронную оболочку. Им же была построена первая адекватная модель атома - планетарная модель атома Резерфорда. В ней вокруг положительно заряженного ядра вращались электроны Правда, с точки зрения тогдашней теоретической науки , а именно, электродинамики, модель была чепуховой. Уже было известно, что движущийся с ускорением заряд излучает эм-волны. То есть атом Резерфорда должен терять энергию и не мог быть стабильным, что не сходилось с реальностью. Но уже делала первые успех квантовая механика и квантово-механическая модель атома - модель Бора впитала в себя модель атома Резерфорда , приведя ее в согласие с теорией. Модель Бора на ура объяснило дискрентный спектр атома водорода и давала шанс объяснить спектры более сложных атомов.

Первая проблема ядерной физики всплыла в 1919 году, когда Резерфорду удалось осуществит первую искусственную ядерную реакцию. Стало понятно, что, положительное ядро атома не является монолитным. Из него вылетают более легкое положительные частицы, названные потом протонами. Так как же куча положительно заряженных частиц удерживается в крохотном ядре? Что мешает протонам разлететься под действием кулоновских сил? Так появилось первое свидетельство существования нового вида взаимодействий - ядерного. (до этого момента наука знала лишь гравитацию и электромагнетизм).

Ну, ладно. С устройством атома вроде все прояснилось. Есть ядро, состоящее из протонов, которые удерживаются ядерными силами, есть электронная оболочка. Отлично. Но в 1932м году Чедвик открыл, что помимо протонов в ядре сидят нейтральные частицы, с примерно той же массой. Назвали их нейтроны. Ладно. Приписали и нейтронам ядерное взаимодействие, пересмотрели взгляды на строение ядра. Вроде все хорошо, но нет же. Нейтрон оказался нестабилен и распадался на протон и электрон. Причем энергия протона и электрона ни коим образом не хотела равняться энергии нейтрона. В принципе, таким же свойством несохранения энергии и иммпульса обладали и бета-распады ядер, открытые чуть раньше. Из положения вышли, постулировав существование нового типа фундаментальных взаимодействий и существование новой безмассовой частицы - нейтрино, участвующей только в слабом взаимодействии.  Часть научного сообщества относилось к нейтрино как к некой фикции, математическому приему, но только через 20 с барабанами лет нейтрино было зарегистрировано экспериментально.

[CASTRO]

Еще одной фикцией поначалу казались античастицы. Античастица электрона - позитрон выпрыгнул совершенно случайно в виде одного из решений уравнения Дирака. Значения этому особо не придали, пока через несколько нет позитроны не были найдены в космических лучах. Затем были найдены и античастицы других частиц, а сейчас в ЦЕРНе работает фабрика антиматерии, где получают атомы антиводорода - т е позитрон вращается вокруг антипротона. Сталкиваясь, частица и античастица аннигилируют - исчезают, превращаясь в другие частицы (при низких энергиях в фотоны). Это, кстати, и есть на сегодняшний день идеальная бомба - выход энергии на единица массу порядка на два выше, чем у ядерной.

В 30е годы японский теоретик Юкава строил теорию ядерных сил. В то время квантовая механика уже вылилась в квантовую теорию поля. В соответствии с КТП взаимодействие посредством абстрактного поля превратилось в обмен виртуальными бозонами-переносчиками взаимодействия. Для э-м поля ими являются фотоны. Кстати, термин "виртуальная частица" означает лишь, что для такой частицы не выполняется релятевистское соотношение между энергией и импульсом, т е такая частица, рождаясь, берет энергию у вакуума взаймы на короткое время (что квантовая теория, а именно, соотношение неопределенностей Гейзенберга разрешает.) Так вот, Юкава предсказал частицу -переносчик ядерного взаимодействия - мезон, с массой порядка 100 МэВ. Который тут же нашли в космических лучах.

Однако, все оказалось сложнее. Быстро выяснилось, что открытый мю-мезон с массой 106 МэВ никакого отношения к бозону Юкавы не имеет. Он вообще в ядерном взаимодействии не участвует и ведет себя в точности как очень тяжелый и нестабильный электрон. Сейчас эту частицу называют мюоном. Забегая вперед скажу, что со временем к нему добавился третий собрат - еще более тяжелый и нестабильный - таон. Мюон был первым звоночком. Впервые человек увидел частицу, которая не входит в состав материи и не рождается в результате ее распада. Затем в космических лучах был найден бозон Юкавы
 - пи-мезон с массой 140 МеВ. Но вдовесок к нему была найдена и еще одна загадочная частица - К-мезон с массой 500 МэВ. Как и мюон она в нашем мире была вроде как лшишняя. Ее назвали странной частицей.

В 50е годы началась эпоха ускорителей. В протон-ядерных столкновениях народ быстро научился рождать мюоны, пи-мезоны, и К-мезоны. Но на этом дело не закончилось. Число новых частиц, участвующих в ядерном взаимодействии и рожденных на ускорителях очень быстро перевалило за десяток, а потом и за сотню. Стало ясно, что скорее всего большая часть из них не является элементарными. Кроме того, эксперименты по электрон-протонному рассеянию нащупали внутреннюю структуру протона. Оказалось, что в протоне есть компактные области, несущие дробный электрический заряд - партоны. А через некоторое время Гелл-Манном и Цвейгом была предложена гипотеза кварков. Оказалось, что все многообразие частиц, участвующих в ядерном взаимодействии, можно построить всего из 3х сортов кварков - u,d,s - верхнего, нижнего и странного. Кроме того, новая кварковая модель успешно справилась с численным предсказанием сечений взаимодействий частиц. Это был триумф. Создавалось впечатление, что физика частиц, вцелом, закончена и мы понимаем практически все.

[CASTRO]

Однако, число частиц, рожденных на ускорителях, продолжало расти и вскорости даже 3 кваркой стало не хватать. Так в 70е годы пришлось добавить еще 2 кварка - c и b - очарованный и странный. Итак, на тот момент и  эксперимент свидетельствовал о существовании следующих элементарных частиц:  5 кварков, электрона, электронного нейтрино, мюона, мюонного нейтрино, таона, фотона и глюона - переносчика сильного взаимодействия. Анализ их свойств показывал, что c и s кварки, мюон и мюонное нейтрино являлись как бы более тяжелыми копиями u и d кварков, мюона и мюонного нейтрино. То есть два поколения частиц были налицо. А вот в третьем был некомплект. Тогда предположили существование 6го кварка - t-кварка и третьего нейтрино - таонного. И тау-нейтрино, и топ-кварк были найдены в экспериментах в 90е годы.

Но и теория в 70е не дремала. Теоретикам удалось описать единым образом и электромагнитное, и слабое взаимодействие. Был разработан механизм Хиггса образования массы частиц, который предсказывал 3 массивных бозона-переносчика слабого взаимодействия - W+, W- и Z0 бозоны с массой порядка 80 ГэВ. Их поиск был произведен в начале 80х в ЦЕРНе на протон-антипротонном коллайдере и все три частицы были найдены именно такими, как и предсказывала электрослабая теория. Триумф был полным. Затем все 90е эти 3 бозона изучались в ЦЕРНе на большом электрон-позитронном коллайдере и на основе очень точных измерений был сделан важный вывод. Как я уже сказал, что мы имеем 3 поколения частиц. А может их не 3? Может 4 или 10?  Так вот, данные LEP говорят, что в доступном сейчас диапазоне масс существует только три поколения частиц. Если есть четвертое и последующие - они на много порядков массивнее.

Итак, к началу 21го века ситуация в физике частиц такая: есть теория электрослабых взаимодействий. Она работает безупречно. Ее предсказания проверены с максимально доступной точностью и никаких расхождений не найдено. Единственная предсказанная и еще не найденная частица - бозон Хиггса. Есть квантовая хромодинамика (в нее вылилась теория Юкавы), которая описывает межкварковые взаимодействия (не всегда хорошо количественно, но тут дело не в том, что она плоха. Просто математика сложна). Вроде все хорошо. Но есть несколько но. Прежде чем их пояснить, придется немножко про астрофизику и космологию рассказать.

[CASTRO]

В начале 20го века космологическая картина была проста до примитивности: Вселенная наша мыслилась вечной и неизменной. И так было до 20х годов, пока Эйнштейн не создал общюю теорию относительности. Он первый и попытался решить уравнение. описывающее эволюцию Вселенной во времени. Решение получалось нестабильным и дабы сделать решение стабильным он ввел свой знаменитый лямбда-член - энергию вакуума. Однако, товарищ Фридман стал настаивать на решении без лямбда-члена, где Вселенная расширялась из сингулярности. Спорили они недолго, потому что в 20е годы Хаббл открыл красное смещение, которое неплохо укладывалось в решение Фридмана и подтверждало тот факт, что Вселенная расширяется. Эйнштейн, впрочем, сам не слишком упирался. Однако, первые попытки измерять скорость расширения Вселенной, а следовательно, и ее возраст в 30е годы закончились неудачно.
Методы экспериментальной астрономии были еще слабо развиты (методы определения расстояния до звезд) и первая оценка возраста Вселенной оказалась меньше возраста Земли. Однако, к концу 20го века эти проблемы решились и с точностью порядка 10% возраст Вселенной был оценен в 15 миллиардов лет. Хоть тут Голота и кричит, что астрофизика не связана с физикой частиц, но связана она самым непосредственным образом. В первые доли секунды жизни в нашей Вселенной шли процессы, которые сейчас доступны только на ускорителях. Поэтому выводы космологии и астрофизики должны согласовываться с выводами современной физики частиц.

Так какие же проблемы мы имеем на сегодняшний день?
1) Стандартная модель работает как часы, но ужасно сложна. Кроме того, она имеет почти два десятка свободных параметров, таких, как, например, массы всех фундаментальных частиц. Хотелось бы обойтись без этого
2) Гравитация пока с тремя другими видами взаимодействий никак объединяться не желает.
3) Оценки плотности барионной материи в галактиках с поправками на излучение, нейтрино и т д, измерянная по вращению галактик и по непосредственным наблюдениям расходятся в разы. Такое впечатление, что окраины галактики забиты некой материей, которая участвует гравитационном и, может быть, в слабом взаимодействии, но не участвует в электромагнитном и сильном. Эти гипотетические частицы получили название WIMPов. Но никаких подобных частиц современная теория не предсказывает.
4) Точные измерения средней плотности энергии во Вселенной на основе анализа анизотропии реликтового излучения показывают, что плотность 4-5 раз выше, чем дают барионная+ темная материя вместе взятые. Этот недостаток получил название темная энергия. Кроме того, точное измерение красного смещения показывает, что во Вселенной есть компонента энергии, отвечающая за гравитационное отталкивание. Опять же, современной физике частиц и теории взаимодействий по этому поводу сказать нечего.
5) Существуют теории, которые пока ничем экспериментально не подтверждены, но которые могут успешно решить означенные проблемы. Так суперсимметричные теории сокращают число независимых свободных параметров в стандартной модели и предсказывают целый спектр новых массивных частиц, в том числе и стабильных, которые могут быть отождествлены с WIMPами, струнные теории также сокращают число параметров и объединяют гравитацию с другими видами взаимодействий.
6) Спектр космических лучей изменяет свой вид в той области, где суперсимметричные теории предсказывают новую физику. Это может быть случайное совпадение, а может быть и нет.
7) В рамках сегодняшней теории мы имеем только описание известных частиц, но не имеем объяснения, почему они именно такие. Почему поколений всего три, конечны ли электрические заряды, является ли конфайнмент кварков строгим или при каких-то условиях он может нарушаться и т д.

Вобщем, еще есть куда стремиться.

ух, устал

[Вашкевич Виктор]

Вобщем, еще есть куда стремиться.

ух, устал

Так это при всем при этом физики еще думают, будто бы эфира нет.
А как дотумкают, что эфир есть - так и вообще полный облом будет физике...

[рrivet]

Думается, от рассказа про структуру мало толку.

Тут непременно нужна схематика, геометрия.

[Oktyabrina]

Так,чтобы дополнить мою личную картину мира,объясните,что за напасть этот эфир,о котором только слышу,но ничего не знаю.

[CASTRO]

В 19м веке физики считали, что свет - волна. Волновая природа была подтверждена опытами. Но по аналогии с привычными волнами они считали, что фолна может распространяться только в среде. То есть кирпич может лететь сам по себе, а эм волна - только в среде. Так появилось понятие эфира - светоносной среды. Попытка найти эфир экспериментально, обнаружить движение Земли относительно эфира была сделана в опыте Майкельсона - Морли. Результат был отрицательным. На рубеже 20го века было множество попыток выкрутиться, но из всех этих попыток самая результативная была сделана Эйнштейном. Теория относительности не только сделала ненужной концепцию эфира, но и принесла много других вкусных плюшек. А с приходом квантовой механики и осознанием корпускулярно-волногого дуализма, когда разница между кирпичом и волной стерлась, понятие эфира, как среды, где распространяются волны, вообще потеряло смысл. 

[Oktyabrina]

Теперь перейдем на личности-почему в последнее время связывают Теслу и Тунг.метеорит?  Теорема Ферма,которую якобы никто не может доказать,это не одно и то же с парадоксом Ферми? И что за история с Энштейном,экспериментом Филадельфия и Бермудским треугольником? Интернет не дает мне адекватного ответа на такие дикие вопросы. То есть меня здесь интересуют не вымыслы,а то,что было на самом деле.

[Oktyabrina]

Все,про Ферма нашла. Позор мне. Уже везде мерещатся Ферми, кварки и протоны.

[CASTRO]

Нет, с этим не ко мне

[Oktyabrina]

Вчера пыталась найти информацию о пробных пусках,которые обещали проводить 23-24 августа. Вместо этого нашла инф.,что конкретно на этом ускорителе уже проводились тестовые столкновения,только на какой мощности,не указано. Еще нашлась статья,точно отражающая своим названием мои размышления: "Наступит ли всем физдец". Впечатление,что всем хочется,чтоб наступил.

[Голота]

Вобщем, еще есть куда стремиться.

ух, устал

В общем, пишется раздельно, а «вообще» - слитно.
В общем, это я от природной вредности для шибко грамотных поправляю грамматику, а вообще – спасибо за лекцию.
Без иронии и ерничанья – искреннее спасибо за спокойное, доходчивое, краткое изложение истории физики прошлого века!

Не скажу, что всё это мне в новинку, но последние 10 лет меня не раз упрекали в незнании квантовой механики и КТП, которые я не различаю, и разбираться в них не желаю.
Чтобы судить о чём-то, нужно быть профессионалом, но для освоения новой профессии нужно желание и много времени. У меня нет ни того, ни другого.
У меня другая специализация – чморить отъехавших.

Говорят, что кроме КТП есть ещё теория квантовой гравитации, Стандартная Модель, теории суперструн и бран, инфляционная и прочие теории/гипотезы, которые, по идее, должны вкладываться одна в другую, как матрёшки – как частный случай предыдущей (подобно ньютоновской механике).
Но все они топорщатся почему-то - не влезают.

В общем, КТП - не мой хлеб, но это вовсе не значит, что мы должны молча взирать на очумевших от полученных технических возможностей жлобов/людоедов.

Так какие же проблемы мы имеем на сегодняшний день?
1) Стандартная модель работает как часы…
2) Гравитация пока с тремя другими видами взаимодействий никак объединяться не желает…
3)
4)
 5) Существуют теории, которые пока ничем экспериментально не подтверждены…
6)
7) В рамках сегодняшней теории мы имеем только описание известных частиц, но не имеем объяснения, почему они именно такие. Почему поколений всего три, конечны ли электрические заряды, является ли конфайнмент кварков строгим или при каких-то условиях он может нарушаться и т д.

Тебе оно сильно надо?

Я не спорю – задачи интересные, но насколько они критичны для нашей цивилизации СЕГОДНЯ?
Может, надёжнее было бы объявить мораторий на рискованные эксперименты лет на 100, а за это время осмотреться с помощью телескопов типа «Хаббл» - «Чандра», и ещё более мощных?
Ить, возраст ископаемых останков сапиенсов насчитывает 2 млн. лет, если не больше. И что в этом масштабе задержка научно-технического «прогресса» на 100 лет?

Для чего нужно лезть в полымя сломя голову сейчас, когда при безусловно бесконечной ЦЕНЕ риска все опасности не определены, а их вероятности не оценены?

Более того, лживые «заключения» официальных крышевателей ЦЕРНа (Мангано, Кекелидзе и пр.) определённо указывают, что дело тут нечисто, что опасностей разных и непредвиденных – много, и что вероятности катастрофы по самым разным вариантам – велики.

Не лучше ли сначала осмотреться с привлечением данных других наук, потом оценить ситуацию комплексно, и лишь затем действовать?

[Голота]

Не лучше ли сначала осмотреться, оценить ситуацию, а потом действовать?

Аналогичная (хотя и несравнимая по масштабам) ситуация сложилась в 1977 году в самом отдалённом районе Башкирии – Бурзянском, где наша партия разведывала месторождение хромитов.
В обеденное время все буровики и горняки собрались за столом в палаточном лагере, который расположился в 2-х км от деревни Хамитово.
Стучим ложками/кружками, но все столовские звуки перекрывает какой-то непонятный треск.

Наша повариха баба Настя самая догадливая – «Шось горит…», говорит.
Вовка Волков (шофёр ГАЗ-63) взбирается на крышу своего фургона, и видит поднимающийся над лесом чёрный дым. Говорит, что, скорее всего, горит деревенская пилорама.
Хватаем все огнетушители, и – по газам!
Человек 10-15 нас было.
 
Подъезжаем к броду через речку, откуда открывается вид всей деревни.
Мама мия! – Коллайдер!!!
Ближний к нам ряд домов (деревня состояла из одной улицы с одним рядом домов по каждой стороне) стоит в тени пламени в пол неба на другой стороне, а от него бегут к речке детишки с подушками, да старухи с одеялами.
 
Август. Жара.
Весь народ на сенокосе. Сенокос для башкир – хлеб на весь год.
Короче, гасить пожар совершенно некому. Ближайшая пожарная машина – в г. Белорецке за 150 км по горным дорогам.

Въезжаем в деревню, включаем огнетушители (которые не срабатывают), и все мои буровики/горняки начинают выламывать окна из ближайших к пожару домов, и выкидывать оттуда разные вещи.

Мне этот сумбур не поглянулся чтой-то. Прикурил от горящего дома, повернулся спиной к нему, и стал осматривать то, что приговорено: этот сгорит, этот – тоже, и этот…

Надо сказать, что в башкирских деревнях сплошная застройка ещё хуже, чем в Москве – дом к дому, крыша – к крыше; за каждым домом сарай, сеновал, баня, и всё обвязано деревянными заборами встык.
Так шо, сгореть скопом немудрено

Ну, иду себе по улице, курю. Сзади крики, вопли, треск, в том числе треск мотоциклов, которые подъезжают со своих сенокосов.
Поднимается ветер, горящие головёшки падают впереди.
 
Вдруг справа вижу узенький проулок, метра 3 шириной. Может проехать телега или трактор.
Вдоль проулка как обычно – встык три крыши – дом, сарай и сеновал, крытые рубероидом.
Попробовать?

Возвращаюсь к своим.
Кого пинками, кого – за шкирку, гоню к проулку. Рассаживаю троих по крышам. Организую цепочку с вёдрами к речке. Потом сам сажусь верхом на конёк дома, и поливаю скат крыши от подступившего с той стороны проулка огня. Прячусь от жара за дымовой трубой.
Высовываюсь из-за трубы, и снова поливаю.

Загорается деревянная стена, куда моя вода с крыши не попадает. Но народу собралось уже порядочно, и кто-то догадался гасить стену с помощью штыковой лопаты землёй, укрывшись мокрой фуфайкой.

Ветер усилился, огненный смерч перебрасывает головёшки далеко за спину и на противоположную сторону улицы. Дымятся стога сена. Но мне с высокой крыши далеко видно: указываю пальцем, и народ успевает погасить.

Сколько на той крыше сидел, точно не помню.
Когда стемнело, стало легче – огонь далеко видно, да и погорельцы все приехали с дальних сенокосов, сменили геологов.

Вопрос повторяю: не лучше ли сначала осмотреться, оценить ситуацию, а потом действовать?
Может, и в этот раз мы найдём спасительный для нашей «деревни» проулок?

[Oktyabrina]

Нашла анекдот в тему:   Приглашаем работника на счетчиках молекулярной реакции изотопов ядерного распада и на трехфазных циклотронных урановых фотосинтезаторах. Опыт работы не обязателен.     Только не говорите,что термины бред, я это к другому. К тому,как кто-то сказал-я знаю,что ничего не знаю. Я тут статью нашла про Большой взрыв любопытную,может,примитивную,конечно,но меня теперь интересуют температуры,которые будут достигать в коллайдере.