Научпоп

Стандартная модель часто выглядит как странный зоопарк частиц: шесть кварков, шесть лептонов, восемь глюонов, W и Z, фотон, Хиггс… Но если смотреть на неё не как на таблицу, а как на язык симметрий, оказывается, что это очень жёсткая и экономичная конструкция.

В этой статье я продолжаю цикл про «Теорию всего» и разбираю Стандартную модель как минимальную калибровочную квантовую теорию поля. Мы начинаем с симметрий Пуанкаре и внутренних групп SU(3)×SU(2)×U(1), показываем, как из них неизбежно рождаются глюоны, W/Z и фотон. Потом разбираем фермионный сектор: кварки и лептоны как представления этих групп, левый/правый, поколения. Отдельная часть посвящена Хиггсу — не как «шайбе массой 125 ГэВ», а как механизму, который даёт массы W/Z и фермионам, не разрушая калибровочную структуру.

В финале обсуждаем аномалии, BRST-симметрию и ренормгруппу: как требования отмены аномалий фиксируют дробные гиперзаряды и структуру поколений, почему QCD оказывается асимптотически свободной, а калибровочные константы почти унифицируются на высоких энергиях. Цель статьи — показать читателю с физмат-бэкграундом, что Стандартная модель — это не случайный набор формул, а почти единственный самосогласованный способ устроить наш мир из симметрий, который не ломается ни на уровне математики, ни на уровне эксперимента.

Почти никто не заметил, как за последние несколько лет с упаковок Almond Joy, Mr. Goodbar и Rolo исчезли слова «молочный шоколад».

Эти изменения было легко пропустить: описание на лицевой стороне упаковки Mr. Goodbar изменилось с «молочный шоколад с арахисом» на «шоколадные конфеты с арахисом». Almond Joy теперь продаётся как «шоколадный батончик с кокосом и миндалём». Упаковка Rolos теперь гласит «насыщенные шоколадные конфеты» вместо «молочный шоколад».

Я поняла это в начале этого года, после того как съела шоколадный батончик, который меня разочаровал. Он не был испорчен, просто на вкус был не таким, как я его помнила. Как репортёр, освещающий вопросы климата, я читала о том, что глобальное потепление способствует засухе в Западной Африке и приводит к резкому росту цен на какао, и я знала, что производители конфет повысили цены и уменьшили порции.

Но могли ли они также изменить состав самих конфет?

Оказалось, так и есть. Эксперты говорят, что высокие цены на какао вызвали волну «переформулировок», как в отрасли называют изменения рецептуры. Поскольку в период Хэллоуина спрос на конфеты растёт, некоторые кондитерские компании заменяют дорогое какао-масло другими жирами, в результате чего их продукция больше не соответствует определению молочного шоколада, установленному регулирующими органами США, и её больше нельзя так обозначать на упаковке.

Принцип запрета Паули знают все, но мало кто в деталях понимает, почему «два электрона не могут сидеть в одном состоянии» — и при чём тут вообще отрицательные детерминанты и какие‑то «поля‑призраки».

Эта статья — вторая часть цикла о том, как современная квантовая теория очищает своё собственное пространство состояний. Мы начинаем с неразличимости и антисимметрии, аккуратно выводим принцип Паули из линейной алгебры, обсуждаем теорему спин‑статистики и роль грассмановых чисел. Затем переходим к калибровочным теориям: показываем, откуда берутся призраки Фаддеева‑Попова, что делает BRST‑симметрия и почему антикоммутирующие «призраки» не нарушают теорему спин‑статистики, а наоборот — спасают унитарность и калибровочную независимость.

Текст написан в «человеческом» стиле: без избыточной формальной казуистики, но с максимальной аккуратностью. Цель — дать читателю с физмат‑бэкграундом действительно понять архитектуру квантовой теории поля, а не просто выучить стандартные формулы наизусть.

В 1939 году, опоздав на занятие по статистике в Калифорнийском университете в Беркли, Джордж Данциг, студент первого курса магистратуры, скопировал с доски две задачи, думая, что это домашнее задание. Позже он вспоминал, что задание показалось ему «сложнее, чем обычно», и извинился перед профессором за то, что на его выполнение у него ушло на несколько дней больше, чем обычно. Через несколько недель профессор сказал ему, что он решил две известные нерешённые задачи по статистике. Работа Данцига стала основой для его докторской диссертации, а спустя десятилетия — источником вдохновения для фильма «Умница Уилл Хантинг».

Данциг получил докторскую степень в 1946 году, сразу после Второй мировой войны, и вскоре стал математическим консультантом новообразованных ВВС США. Как и во всех современных войнах, исход Второй мировой войны зависел от разумного распределения ограниченных ресурсов. Но в отличие от предыдущих войн, этот конфликт был поистине глобальным по масштабам, и победа в нём была во многом достигнута благодаря огромной промышленной мощи. США могли просто производить больше танков, авианосцев и бомбардировщиков, чем их враги. Зная об этом, военные были очень заинтересованы в задачах оптимизации, то есть в том, как стратегически распределять ограниченные ресурсы в ситуациях, которые могли включать сотни или тысячи переменных.

В XVI веке японцы, не отрываясь от бесконечных войн феодальных домов, познакомились с пришельцами из-за морей с далёкого запада. Европейцы обладали многими полезными знаниями и технологиями наподобие мушкетов и заводных механизмов — и японские интеллектуалы стали увлечённо изучать языки, науку и культуру иноземцев. Одной из удививших их вещей стало то, что в английском, голландском и испанском языках дни недели назывались в той же самой смысловой последовательности, что и в японском, и в китайском. Воскресенье везде было днём Солнца (или Бога), понедельник — днём Луны. Далее чуть сложнее, с участием древних богов и даосских стихий, но в целом в той же астрономической логике небесных тел или связанных с ними божеств. Как получилось, что одна и та же схема именования дней недели уже не первое тысячелетие присутствует в языках очень разных и отдалённых друг от друга стран? Попробуем разобраться.

Привет, я Маша, занимаюсь развитием брендов и увлекаюсь изучением предпринимательского опыта прошлых столетий. Конечно, я не могла обойти вниманием самого богатого американца XIX века Корнелиуса Вандербильта, наследники которого печально известны тем, что промотали рекордное для своей эпохи состояние. И не могла не задуматься — как? Как меньше чем за столетие от 143 млрд долларов (в переводе на сегодняшние деньги) ни один из наследников не смог сохранить даже миллион? В этом стоит разобраться.

Осторожно, спойлер: за крахом благосостояния династии стоит не только банальное мотовство и транжирство, но и решения, задуманные во благо и порой даже сработавшие в моменте — но выстрелившие в ногу со временем. О том, как благими намерениями вымостить дорогу к потере огромного состояния, — наша сегодняшняя история.

Недавняя новость о самом длинном слове русского языка спровоцировала в Рунете (и на Хабре в том числе) обширную дискуссию о том, действительно ли найденное слово - «тетрагидропиранилциклопентилтетрагидропиридопиридиновые» - можно считать таковым. Давайте разберёмся, что не так с этим словом и обоснованы ли сомнения скептиков. А по пути изобретём новое слово и даже взглянем на самое большое число.

Онлайн Патент совместно с Рег.Решениями запустил специальный проект — вы можете бесплатно проверить придуманное вами обозначение: не копирует ли оно уже оформленное в Роспатенте?

Давайте разбираться, какие аккумуляторы мы называем литиевыми, почему это иногда вводит в заблуждение и чем Li-Ion отличаются от LiFePo4.

Давайте начистоту. Для большинства из нас первая встреча с математическим анализом была интеллектуальной травмой. Туман из эпсилонов и дельт, теоремы, падающие с потолка, и тоскливое чувство самозванца, который вот-вот будет разоблачен.

Я здесь, чтобы сказать вам: дело было не в вас.

Проблема не в том, что вы «гуманитарий». Проблема в том, что вам преподавали не математику. Вам показывали вскрытие: препарирование живой, интуитивной идеи до тех пор, пока от нее не оставался лишь скелет формальных определений.

Моя предыдущая статья, где я впервые озвучил этот тезис, стала хитом. Судя по множеству сообщений в личке, эта боль знакома слишком многим. И почти в каждом была просьба:

«Напиши учебник. Тот самый, который мы заслужили».

Что ж, это он. Глава первая. Забудьте всё, что вы знали. Мы начинаем с нуля.

Мы отправимся в путешествие к самым основам человеческого мышления. Мы увидим, как драма, начавшаяся 2500 лет назад с простого вопроса о летящей стреле, породила всю современную науку — от физики до нейросетей.

Пристегнитесь. Мы погружаемся.

^{ESO/S. Guisard}

Мы привыкли, что в жизни, наблюдение за какими-либо красотами всегда требует удобного места. 

Именно поэтому, так ценятся квартиры с хорошим видом, гостиницы в первой линии у океана, рестораны с романтическим видом. 

Однако, многие даже не догадываются, что, где бы они ни находились, они всегда находятся в самом лучшем месте для наблюдений — если хотят смотреть на небо, чтобы наблюдать за вселенной...

Пока весь мир считает, что IT началось в Силиконовой долине, Россия изобрела программирование за 130 лет до появления первого компьютера. И самое обидное — об этом человеке никто не знает, хотя он опередил своё время на полтора столетия. Знакомьтесь: Семён Николаевич Корсаков (1787-1853) — первый русский программист, изобретатель программирования и отец всех айтишников.

Пока весь мир считает, что IT началось в Силиконовой долине, Россия изобрела программирование за 130 лет до появления первого компьютера. И самое обидное — об этом человеке никто не знает, хотя он опередил своё время на полтора столетия. Знакомьтесь: Семён Николаевич Корсаков (1787-1853) — первый русский программист, изобретатель программирования и отец всех айтишников.​

Если бы мне платили каждый раз, когда меня спрашивают: «А почему нам не выдают парашюты?», я бы уже летал не на Boeing, а на личном Gulfstream.

У людей фантазия богатая, парашют под каждым сиденьем, отстреливающаяся капсула, самолет-автобот, который в воздухе превращается в десяток маленьких спасательных модулей. Голливуд подкинул сюжет, мозг дорисовал детали, и вот уже тысячный раз обсуждают, как они там, наверху, ничего не понимают и экономят на безопасности.

А знаете, что действительно экономит вам жизнь? Не парашют, не катапульта и не чудо-капсула. Вас спасают скучные штуки, нормативы на 90 секунд эвакуации, негорючие кресла, злой бортпроводник, который орет «Сумки бросили!», и миллионы часов налета, на которых инженеры и пилоты отточили сценарии так, чтобы вы вообще никогда не увидели катастрофу своими глазами.

Это про то, как холодный инженерный расчет победил красивые, но бесполезные фантазии, как авиастроители выбрали не эффектные, а работающие решения и в чем заключается ваш реальный шанс на выживание в случае ЧС.

Казалось бы, зачем вообще нужен самолёт длиннее футбольного поля и с грузоподъёмностью в десять раз больше, чем у Boeing 777? Настолько огромный, что его сложно вписать в привычные для грузовой авиации процессы и маршруты. Логично было бы подумать, что он создан для перевозки всего и сразу — тонны полезного груза, пассажиров и так далее. Но нет.

Компания Radia строит самолет WindRunner под одну-единственную задачу: доставлять гигантские лопасти ветрогенераторов длиной под сто метров в места, куда обычный самолёт даже не попробует сесть.

Привет, Хаброжители!

В возрасте 97 лет ушел из жизни лауреат нобелевской премии Джеймс Уотсон, открывший структуру ДНК. Мы выражаем глубокие соболезнования семье и коллегам великого ученого.

В издательстве «Питер» была издана его книга «ДНК. История генетической революции», которую можно бесплатно скачать по ссылке в конце поста.

Предлагаем ознакомиться с отрывком «Что важнее: наследственность или воспитание?»

Что произойдёт, если человеческое сознание можно будет перенести в машину? Эта машина начнёт считать себя человеком?

В сериале «Чужой: Земля» умирающий от болезни ребёнок получает «вторую жизнь» — его сознание переносят в тело андроида. Но, вместе с этим возникает парадокс: новое существо помнит себя человеком, но уже не принадлежит к человеческому виду.

Фантастика, казалось бы. Но только до тех пор, пока не вспомнишь о Neuralink, Synchron и других компаниях, работающих над интерфейсами «мозг-компьютер». Пока это всего лишь импланты, способные считывать нейросигналы и помогать людям управлять устройствами силой мысли. Но шаг за шагом мы приближаемся к идее, которую раньше обсуждали философы и сценаристы: возможно ли перенести сознание человека в искусственную среду?

От homo sapiens к homo synthetica — путь, который сегодня кажется гипотезой, а завтра может стать проектом. И вопрос уже не в том, сможем ли мы это сделать, а в том, готовы ли мы понять, что именно потеряем.

Международный коллектив ученых из Греции (FORTH, Университет Крита), Китая (Университет Вестлейк, Университет Тунцзи), Великобритании (Университет Сент‑Эндрюс) и России (МФТИ, Санкт‑Петербургский государственный университет) впервые продемонстрировал создание и управление экзотическими топологическими состояниями света при комнатной температуре, используя уникальные свойства самособирающихся кристаллов перовскита. Заперев свет в микроскопической ловушке вместе с этими кристаллами, исследователи смогли создать «синтетические» магнитные поля для фотонов, что привело к появлению необычных и надежно защищенных световых состояний. Статья об открытии опубликована в журнале Light: Science & Applications.

Для тех из нас, кто живёт в Северном полушарии, наступил сезон простудных заболеваний. С изменением погоды мы все проводим больше времени в помещении. Дети уже пару месяцев как вернулись в школу. А простудные микробы повсюду.

Моя младшая дочь в этом году пошла в школу, и вместе с рисунками и рассадой она приносит домой множество милых микробов, которыми делится с остальными членами семьи. Когда она в сотый раз кашлянула мне прямо в лицо, я начала задумываться, можно ли как-то прервать этот бесконечный цикл зимних болезней. Месяц назад мы все сделали прививки от гриппа. Почему бы нам не сделать прививку, которая защитила бы нас и от простуды?

Привет, Хабр! Сегодня я расскажу и покажу, как собрать радиоконструктор гитарной педали реверберации от китайской компании Landtone с добавлением интересной и полезной модификации — стереофонического выхода.

Это позволит сделать звучание электрогитары более живым и объёмным, особенно в случае записи через аудиоинтерфейс без цифровой постобработки. Тогда ревербератор целесообразно включить последним в цепи эффектов, если вы не используете другие стереофонические педали.

И разумеется, все мы сможем послушать, что получилось в итоге.

Как мы превратили цифровое ТВ в радар

Open Source проект по мониторингу воздушного пространства на SDR

Зачем вообще делать радар из телевизора?

Традиционные радиолокационные системы (РЛС) — это огромные антенны, киловатты мощности, разрешения на частоты и бюджеты уровня «военного отдела». Нам же хотелось видеть небо, не нарушая ни законов физики, ни законодательства.

Так родилась идея собрать пассивную когерентную локацию (PCL) — систему, которая ничего не излучает, а просто слушает уже существующие сигналы в эфире.
FM-радио, LTE, цифровое ТВ — всё это мощные «осветители», которые и так покрывают территорию. Почему бы не использовать их?

Мы выбрали сигнал DVB-T2 (546 МГц) — стабильный, мощный, и что особенно приятно — с известной структурой (OFDM).

Результат? Получился радар без передатчика, который можно запустить хоть на балконе. И да, всё это — на полностью open source стеке.