Хабр Курсы для всех
РЕКЛАМА
Практикум, Хекслет, SkyPro, авторские курсы — собрали всех и попросили скидки. Осталось выбрать!
Хабр доступен 24/7 благодаря поддержке друзей
Комментарии 33
Хотелось бы еще прояснить с взаимодействием Хиггса — является ли оно также «пятым взаимодействием» (и тогда сабжевое будет «шестым») или нет?
Нет, не является. Вообще, термина «взаимодействие Хиггса» нет, бозон Хиггса взаимодействует с остальными частицами обычным образом.
«обычным» — это каким? электромагнитным?
Образом, предусмотренным Стандартной моделью. Электромагнитное взаимодействие является только одним из.
Однако в Стандартной Модели каждая частица из класса бозонов является переносчиком какого-то своего фундаментального взаимодействия:
фотоны — электромагнитного
глюоны — сильного ядерного
W и Z бозоны — слабого ядерного
предполагаемый гравитон — гравитационного
бозон Хиггса — согласно СМ тоже бозон, значит он тоже должен отвечать конкретному взаимодействию из этих 4х. Либо это какое-то 5я фундаментальной взаимодействие. Так что вопрос NeoCode вполне закономерен — в этом смысле открытие бозона Хиггса от этого предполагаемого «темного фотона»(нового массивного бозона) отличается только тем, что 1й сначала предсказали теоретически в нескольких вариантах, а потом открыли на практике подтвердив один из вариантов теории, а 2й сначала открыли на практике (предположительно — если результаты экспериментов подтвердятся), а только потом будут вписывать в теорию.
Правда т.к. бозон Хиггса был введен в СМ как механизм нарушения электрослабой симметрии, без которого (нарушения) электромагнитное и слабое ядерное взаимодействия являются одним единым фундаментальным взаимодействием, то наверно можно считать Хиггс бозоном объединеного электрослабого взаимодействия? Т.е. в некотором роде 5го, но не самостоятельного, а являющегося слиянием 2х базовых.
фотоны — электромагнитного
глюоны — сильного ядерного
W и Z бозоны — слабого ядерного
предполагаемый гравитон — гравитационного
бозон Хиггса — согласно СМ тоже бозон, значит он тоже должен отвечать конкретному взаимодействию из этих 4х. Либо это какое-то 5я фундаментальной взаимодействие. Так что вопрос NeoCode вполне закономерен — в этом смысле открытие бозона Хиггса от этого предполагаемого «темного фотона»(нового массивного бозона) отличается только тем, что 1й сначала предсказали теоретически в нескольких вариантах, а потом открыли на практике подтвердив один из вариантов теории, а 2й сначала открыли на практике (предположительно — если результаты экспериментов подтвердятся), а только потом будут вписывать в теорию.
Правда т.к. бозон Хиггса был введен в СМ как механизм нарушения электрослабой симметрии, без которого (нарушения) электромагнитное и слабое ядерное взаимодействия являются одним единым фундаментальным взаимодействием, то наверно можно считать Хиггс бозоном объединеного электрослабого взаимодействия? Т.е. в некотором роде 5го, но не самостоятельного, а являющегося слиянием 2х базовых.
я уж побуду занудой, но вы имеете ввиду элементарные бозоны, конечно, а не целый класс «бозоны».
Во-вторых, бозон никому ничего не должен, это не так работает — скорее уж в обратную сторону, если есть взаимодействие, то его будет переносить бозон. Я, честно говоря, не встречал в серьезных публикациях механизм Хиггса как отдельное взаимодействие, мне кажется, для этого должны были бы быть какие-то формальные основания, но я не специалист тут, могу ошибаться.
Во-вторых, бозон никому ничего не должен, это не так работает — скорее уж в обратную сторону, если есть взаимодействие, то его будет переносить бозон. Я, честно говоря, не встречал в серьезных публикациях механизм Хиггса как отдельное взаимодействие, мне кажется, для этого должны были бы быть какие-то формальные основания, но я не специалист тут, могу ошибаться.
Да, конечно только элементарные бозоны подразумевал. Надо было это уточнить.
Ну поле-то соответствующее есть (поле Хиггса) и взаимодействие частиц с этим полем есть. А так да, сначала поле, взаимодействие — их них следует что должен быть бозон переносчик этих взаимодействий. Его и назвали бозоном Хиггса и позже подтвердили его существование экспериментально.
Отдельного (от всех 4х) и нет. Считать ли электрослабое взаимодействие отдельной 5й силой если это просто другое проявление уже 2х известных сил? Или же наоборот считать что сил у нас всего 3, одна из которых проявляется по разному на низких энергиях(и которую раньше описывали отдельно как электромагнитное и слабое)?
Тогда и электромагнитное и слабое взаимодействия и механизм Хиггса — это все одно фундаментальное взаимодействие просто в разных его проявлениях.
Поскольку сейчас физики теоретики все больше думают в стороны объединения всего и вся, стараясь привести все к общим основам (в идеале чтобы на действительно фундаментальном уровне взаимодействие вообще осталось всего одно), то Хиггс обычно не выделяется в собственную силу.
Ну поле-то соответствующее есть (поле Хиггса) и взаимодействие частиц с этим полем есть. А так да, сначала поле, взаимодействие — их них следует что должен быть бозон переносчик этих взаимодействий. Его и назвали бозоном Хиггса и позже подтвердили его существование экспериментально.
Отдельного (от всех 4х) и нет. Считать ли электрослабое взаимодействие отдельной 5й силой если это просто другое проявление уже 2х известных сил? Или же наоборот считать что сил у нас всего 3, одна из которых проявляется по разному на низких энергиях(и которую раньше описывали отдельно как электромагнитное и слабое)?
Тогда и электромагнитное и слабое взаимодействия и механизм Хиггса — это все одно фундаментальное взаимодействие просто в разных его проявлениях.
Поскольку сейчас физики теоретики все больше думают в стороны объединения всего и вся, стараясь привести все к общим основам (в идеале чтобы на действительно фундаментальном уровне взаимодействие вообще осталось всего одно), то Хиггс обычно не выделяется в собственную силу.
Не совсем так. В СМ все взаимодействия описываются калибровочными теориями поля, т.е. вы задаете группу симметрии, требуете калибровочной инвариантности, и после квантования получаете векторные (со спином единица) бозоны в количестве, равном числу генераторов заданной группы симметрии. Бозон Хиггса, во-первых, вводится в СМ «вручную», во-вторых он является скалярным (со спином ноль), поэтому он сильно отличается от всех остальных. А что касается гравитона, он предположительно является тензорным бозоном (со спином два) и пока неизвестно, можно ли его вообще непротиворечиво ввести в СМ (скорее нет, чем да).
Так что то, что каждому взаимодействию соответствует свой бозон, есть лишь следствие калибровочной инвариантности, и обратное утверждение (каждому бозону по взаимодействию) не верно. Например, гелий-4, хоть и составная частица, по факту является бозоном, но никакого взаимодействия не переносит.
PS. Я немного из другой области физики, и это то, что помню из университетского курса.
Так что то, что каждому взаимодействию соответствует свой бозон, есть лишь следствие калибровочной инвариантности, и обратное утверждение (каждому бозону по взаимодействию) не верно. Например, гелий-4, хоть и составная частица, по факту является бозоном, но никакого взаимодействия не переносит.
PS. Я немного из другой области физики, и это то, что помню из университетского курса.
Попытаюсь объяснить на бытовом уровне. Есть четыре взаимодействия. У них есть соответствующие им бозоны — частицы, являющиеся переносчиками взаимодействия. Слово «переносчиками» означает, что взаимодействие можно представить так, что между двумя, тремя, etc. объектами взаимодействия идет непрерывный обмен этими частицами (в виртуальном виде). Взаимодействиям сопоставляются соответствующие поля, а частицы-переносчики — кванты этих полей. Так вот, взаимодействие (что следует из самого термина) — это по сути действие одного вещественного объекта на другой посредством соответствующего поля. Поле Хиггса же, квантом которого является бозон Хиггса, не является полем взаимодействия — оно не обеспечивает опосредованное действие одного объекта на другой, вместо этого оно само посредством воздействия на один конкретный объект наделяет этот объект некоторой характеристикой, которой является масса, и этими объектами в том числе являются и сами бозоны — переносчики взаимодействий (ради которых это поле и было введено, потому что «в чистом виде» для описания полей взаимодействий как математических абстракций масса не требуется, она становится необходима позже, когда эти взаимодействия переносятся на реальный мир). Формально можно сказать, что поле Хиггса — это не поле взаимодействия, это то, что делает взаимодействия такими, как они есть.
Да поправит меня Shkaff ежели чего не так. :)
Да поправит меня Shkaff ежели чего не так. :)
А какая разница? Обычные взаимодействия так же идут не напрямую между 2мя частицами (или телами), а частица всегда взаимодействует только с соответствующим полем. В этом плане поле Хиггса не исключение. Разница в только в том, что нет какого-то конкретного источника этого поля — оно равномерно и присутствует везде (хе-хе, ну прям как эфир 100 лет назад — тоже ведь некая вездесущая все пронизывающая среда).
Есть фундаментальное поле, есть взаимодействие частиц с этим полем, есть квант этого поля — бозон Хиггса. Все как в 4х остальных фундаментальных взаимодействиях.
Так что Хиггса даже часто называют 5м фундаментальным взаимодействием: http://elementy.ru/video?pubid=432213
Хотя по-идее это не полностью новое взаимодействие (как предполагается в обсуждаемом случае с некими «темными фотонами»), а лишь объединение уже 2х известных: электромагнитного и слабого в общую сущность, называемую электрослабым взаимодействием.
Есть фундаментальное поле, есть взаимодействие частиц с этим полем, есть квант этого поля — бозон Хиггса. Все как в 4х остальных фундаментальных взаимодействиях.
Так что Хиггса даже часто называют 5м фундаментальным взаимодействием: http://elementy.ru/video?pubid=432213
Хотя по-идее это не полностью новое взаимодействие (как предполагается в обсуждаемом случае с некими «темными фотонами»), а лишь объединение уже 2х известных: электромагнитного и слабого в общую сущность, называемую электрослабым взаимодействием.
Вот и получается что с одной стороны это как-бы пятое фундаментальное взаимодействие (причем с очень необычными свойствами — «равномерно и присутствует везде» и т.п.), а с другой стороны — как бы и нет.
Мне всегда кажется, что предпочтительнее сущности не множить. Если уж они не взаимодействуют никак отлично от основных 4х — то и не надо выделять для них отдельное понятие, дабы не путать никого. Да и система стройнее получается (хотя применительно к Стандартной Модели это довольно забавно говорить).
Разве гравитация — это взаимодействие? Гравитация — следствие искривления пространства-времени.
Согласно ОТО — да искривление пространства-времени.
Согласно квантовой механики и КТП — нет, это поле и взаимодействие, которое должно описываться в тех же теориях и терминах, как и остальные 3 фундаментальных взаимодействия.
А вот как скреститьужа с ежом ОТО с КТП — это одна из важнейших задач современной теоретической физики.
Согласно квантовой механики и КТП — нет, это поле и взаимодействие, которое должно описываться в тех же теориях и терминах, как и остальные 3 фундаментальных взаимодействия.
А вот как скрестить
Какое-то двоякое впечатление. С одной стороны автор заявляет, что «данные – это главное» и согласен, что нужно эти данные проверить, а с другой стороны пускается в рассуждения о степени доверия исследователям, которых он не знает, на основании каких-то собственных критериев, не имеющих к данным ни малейшего отношения.
IMHO, если бы автор остановился на предложении «Всё остальное неважно.», то статья только бы выиграла, т.к. первая часть (с фактическим материалом и пояснениями) очень даже интересна и познавательна.
IMHO, если бы автор остановился на предложении «Всё остальное неважно.», то статья только бы выиграла, т.к. первая часть (с фактическим материалом и пояснениями) очень даже интересна и познавательна.
>Они обнаружили небольшой и неисследованный регион возможных теорий
Не бывает «небольших» неисследованных регионов:)
[сарказм] возможно, они обнаружили неизвестную частицу в 14 млд. инвестиций [/сарказм]
Не бывает «небольших» неисследованных регионов:)
[сарказм] возможно, они обнаружили неизвестную частицу в 14 млд. инвестиций [/сарказм]
>что в 32,7 раз тяжелее электрона и на 2% меньше массы протона
Как так получилось, что протон всего лишь в 33 раза тяжелее электрона? Мне казалось, что электрон совсем легкий по сравнению с ядром.
Как так получилось, что протон всего лишь в 33 раза тяжелее электрона? Мне казалось, что электрон совсем легкий по сравнению с ядром.
Таки в оригинале «and just shy of 2 percent the mass of a proton» — составляет 2% от массы протона, что уже похоже на правду.
Оборот «shy of ...» означает «не хватать». (не верите мне, поверьте тезаурусу Кембриджа). Так что оригинал как раз — «на 2% меньше массы протона». Подумав, я понимаю, что могло показаться что фраза звучит как «не дотягивает до 2-х процентов массы протона», но мне пришлось сильно задуматься чтобы так перевести фразу. Интуитивно — первый вариант.
Sayonji «в 33 раза» по вашему не «совсем лёгкий» по сравнению?
Sayonji «в 33 раза» по вашему не «совсем лёгкий» по сравнению?
Нет конечно, «в 33 раза» значит, что ядро, скажем, хлора уже будет весить меньше, чем атом хлора, на целую атомную единицу, что бред.
Все интуитивно как раз
X shy of Y. — не хватает X до Y.
just shy of 2% — X == just, Y == 2%
Т.е. немного не хватает до 2%
Иначе было бы just 2% shy of the mass of a proton.
X shy of Y. — не хватает X до Y.
just shy of 2% — X == just, Y == 2%
Т.е. немного не хватает до 2%
Иначе было бы just 2% shy of the mass of a proton.
Скорее «чуть менее 2% от массы протона» или, боле грубо, «немного не дотягивает до 2% массы протона»
Ну да, 511 КэВ — электрон, 938 МэВ протон.
Валерий Рубаков, например, называет Стандартную модель «уродливой». Накопившиеся противоречия/странности СМ предлагает решить используя антропный принцип. https://www.youtube.com/watch?v=xZuE7aOp_vo&feature=youtu.be&t=1100 (смотреть с 19:00).
Обнаруженные столкновения возбуждали ядра бериллия-8, распадавшегося на обычный беррилий-8 и пары электрон-позитрон.
Хммм…
Возбуждённое ядро распадается на само себя?
Или же просто испускает пары?
Испускает частицу, которая распадается на электрон и позитрон.
Хотя, по-идее, должен гамма-квант вылетать.
Хотя, по-идее, должен гамма-квант вылетать.
Там как понимаю пролистав бегло работу и гамма кванты вылетают. Только гамма такой высокой энергии (десятки МэВ) вблизи заряженного ядра практически гарантированно тоже превращается в электрон-позитронную пару.
И новую частицу обнаружили просто как пик на графике распределения вылетающих позитронов и электронов по энергиям: гамма кванты могут быть какой угодно энергии, поэтому они дают равномерный фон. А вот частица имеющая какую-то конкретную массу всегда будет распадаться на позитрон-электронные пары одной и той же энергии: масса частицы постоянна, масса электрона и позитрона тоже постоянные, значит сумма энергий позитрона+электрона образовавшихся в таком распаде тоже должна быть постоянной — следует из закона сохранения энергии.
И новую частицу обнаружили просто как пик на графике распределения вылетающих позитронов и электронов по энергиям: гамма кванты могут быть какой угодно энергии, поэтому они дают равномерный фон. А вот частица имеющая какую-то конкретную массу всегда будет распадаться на позитрон-электронные пары одной и той же энергии: масса частицы постоянна, масса электрона и позитрона тоже постоянные, значит сумма энергий позитрона+электрона образовавшихся в таком распаде тоже должна быть постоянной — следует из закона сохранения энергии.
Гамма-кванты и должны вылетать — это «штатный» путь снятия возбуждения ядра. Но как понимаю зарегистрировали и что-то ещё аномальное.
> гамма кванты могут быть какой угодно энергии, поэтому они дают равномерный фон.
В данном случае не могут — там чёткий линейчатый спектр., соответствующий уровням возбуждения. 17, 25, 30 и 34 МэВ. Хоть гамма-лазер делай :)
Хотя конечно собственное движение ядер размоет.
И они предполагают, что первый уровень как раз совпал с массой новой частицы.
А вообще — интресный момент. В ядре поровну нейтронов и протонов. Если возбуждён протон — то он энергию гамма-квантом сбросить может, потому как имеет заряд.
А вот у нейтрона заряда нет, и ему придётся излучать что-то другое.
> гамма кванты могут быть какой угодно энергии, поэтому они дают равномерный фон.
В данном случае не могут — там чёткий линейчатый спектр., соответствующий уровням возбуждения. 17, 25, 30 и 34 МэВ. Хоть гамма-лазер делай :)
Хотя конечно собственное движение ядер размоет.
И они предполагают, что первый уровень как раз совпал с массой новой частицы.
А вообще — интресный момент. В ядре поровну нейтронов и протонов. Если возбуждён протон — то он энергию гамма-квантом сбросить может, потому как имеет заряд.
А вот у нейтрона заряда нет, и ему придётся излучать что-то другое.
Исправленный вариант перевода:
Вообще там ядерный синтез — пучок протонов высоких энергий врезается в мишень из лития. Некоторые протоны сливаются с ядрами лития и в результате слияния образуются возбужденные ядра бериллия-8.
Возбужденное ядро через какое-то время переходит в обычное (невозбужденное) состояние сбрасывая избыток энергии в виде гамма квантов или электрон-позитронных пар. Поэтому можно сказать что и распадается на невозбужденное ядро и пару частиц — возбужденные ядра часто описываются как отдельные изотопы (изомеры) со своим периодом полураспада.
Само образовавшееся ядро бериллия-8 тоже нестабильно (причем очень — срок жизни меньше чем у возбужденного изомера) и в свою очередь распадается на 2 альфа частицы. Впрочем последняя ступень распада к теме отношения не имеет.
В статье, отправленной 7 апреля 2015 года на сайт arXiv, группа венгерских исследователей описала изучение поведения интенсивного пучка протонов на тонких литиевых мишенях. Обнаруженные столкновения создавали возбуждённые ядра бериллия-8, распадавшегося на обычный беррилий-8 и пары электрон-позитрон.
Вообще там ядерный синтез — пучок протонов высоких энергий врезается в мишень из лития. Некоторые протоны сливаются с ядрами лития и в результате слияния образуются возбужденные ядра бериллия-8.
Возбужденное ядро через какое-то время переходит в обычное (невозбужденное) состояние сбрасывая избыток энергии в виде гамма квантов или электрон-позитронных пар. Поэтому можно сказать что и распадается на невозбужденное ядро и пару частиц — возбужденные ядра часто описываются как отдельные изотопы (изомеры) со своим периодом полураспада.
Само образовавшееся ядро бериллия-8 тоже нестабильно (причем очень — срок жизни меньше чем у возбужденного изомера) и в свою очередь распадается на 2 альфа частицы. Впрочем последняя ступень распада к теме отношения не имеет.
Зарегистрируйтесь на Хабре, чтобы оставить комментарий
Пятое фундаментальное взаимодействие: правда или вымысел?