FestivalNauki.ru
En Ru
cентябрь-ноябрь
176 городов
September 25 – October 11
176 cities
6-8 октября 2017
МГУ | Экспоцентр | 90+ площадок
14–16 октября 2016
Центральная региональная площадка
28–30 октября 2016
ИРНИТУ, Сибэскпоцентр
14–15 октября 2016
Центральная региональная площадка
23 сентября - 8 октября 2017
«ДонЭкспоцентр», ДГТУ
октябрь-декабрь 2017
МВДЦ «Сибирь», Кванториум,
Вузы и научные площадки города
6-8 октября 2017
Самарский университет

Страшный суд по упрощённой процедуре

 Недавние сверхточные измерения массы топ-кварка вновь оживили старый вопрос: почему она такая большая? Увы, ответа, по сути, нет, а мы тем временем спросим у себя вот о чём: каковы следствия того, что топ-кварк столь тяжёл?  Масса топ-кварка равна 173,1 ± 1,3 ГэВ/c². Иными словами, он весит почти как ядро атома тяжёлого элемента, к примеру, рения. Это всегда было серьёзной теоретической проблемой: для элементарной частицы это очень много, настолько, что ни в какие рамки не укладывается, и если бы этот самый топ-кварк существовал не секстиллионные доли секунды, а дольше, он отравил бы нам жизнь до такой степени, что никакой жизни могло бы и вовсе не появиться.

Впрочем, нынешняя сравнительная стабильность бытия может оказаться отнюдь не бесконечной... «Топ-кварк, тяжелейшая из известных частиц, лучше всего говорит о поле Хиггса», — поясняет физик-теоретик Джо Ликкен (Joe Lykken) из Национальной ускорительной лаборатории им. Энрико Ферми (США). Из-за тесной связи кварка с хиггсовским полем учёные использовали его как «зонд» для прощупывания свойств поля, в частности стабильности при разных внешних обстоятельствах (Поле Хиггса или хиггсовское поле — поле, обеспечивающее спонтанное нарушение симметрии электрослабых взаимодействий благодаря нарушению симметрии вакуума, названо по имени разработчика его теории, британского физика Питера Хиггса. Квант этого поля — хиггсовская частица (хиггсовский бозон).).

 И тестируя — к счастью, теоретически — эту стабильность для разных условий, физики выяснили, что, исходя из достоверности Стандартной модели, у них выходит нечто очень неприятное.

Неужели поле Хиггса (а с ним и массы элементарных частиц) и впрямь может резко измениться в любой момент?

 

«Когда мы прогоняем уравнения Стандартной модели до высоких энергий, оказывается, что есть регион, где хиггсовского поля не должно быть, — говорит участник эксперимента CMS на Большом адронном коллайдере (БАК) Карл Эклунд (Karl Ecklund). — Там вакуум, который в норме наполнен хиггсовским полем, может иметь отрицательную энергию».

Это и есть ключевое словосочетание.

 Если это предсказание, пока чисто теоретическое, верно, тогда хиггсовское поле не слишком надёжный краеугольный камень всей физики. Условно говоря, это камень, уложенный на высокий и тонкий шпиль, где он будет лежать, не колеблясь, до первого землетрясения или просто сильного порыва ветра. Чуть резче: поле Хиггса стабильно только в своём текущем состоянии и в любой момент может «опрокинуться» в другое, более стабильное, чем нынешнее.

 Потенциально это печальная история: ведь тогда мы всем умрём, причём так быстро, что даже на сарказм времени не останется. Г-н Ликкен верно подчёркивает: «Условия, необходимые для существования жизни, очень тонко связаны с массами элементарных частиц, зависящими от хиггсовского поля; химия и жизнь вообще не должны существовать, если хиггсовское поле изменится хотя бы на йоту». Впрочем, что там «химия и жизнь»! Даже при слабом изменении этого поля физика элементарных частиц может обрести совсем другие, мягко говоря, конкретные черты.

 Идея нестабильной Вселенной, опасно балансирующей на грани вероятного уничтожения в любой момент всего сущего, не нова, однако открытие хиггсовского бозона придало ей новую и довольно весомую аргументацию.

 Новые измерения на Большом адронном коллайдере и Тэватроне, по идее, могут, дав ещё более точные цифры массы топ-кварка, продвинуть физиков в понимании того, подвешена ли наша Вселенная на тонкой ниточке между двумя адскими котлами состояниями безжизненного хаоса или всё кругом устроено более основательно. «Масса топ-кварка находится как раз в той области, когда предсказанное время существования Вселенной очень близко к возрасту, который она уже имеет (то есть её существование в принципе подходит к историческому концу. — Прим. А. Б.), — злодейски прямолинеен Карл Эклунд. — Но если вы сдвинете массу верхнего кварка вниз, а хиггсовскую массу вверх, то даже с учётом неопределённости эксперимента проблема полностью исчезнет». Пока сложность только в том, что до сих пор измерения не дают оснований решительно сдвигать массу топ-кварка вниз, отчего вопрос о перспективах существования всего живого в значительной степени сохраняет остроту.

 Впрочем, даже если хиггсовское поле и нестабильно, в теории могут существовать другие неизвестные пока частицы и силы, поддерживающие его стабильным, утешает нас г-н Эклунд. «Если окажется, что мы [существуем] в таком диапазоне нестабильности, это может быть не так уж и плохо, поскольку укажет нам на новую физику, о которой мы пока ничего не знаем», — оптимистично заключает учёный.

Логика его очевидна: если физика свидетельствует, что в ближайшее время поле Хиггса может перейти в какое-то иное состояние (а значит, мы все исчезнем), то наше вроде бы существование говорит о том, что нам надо открыть нечто, стабилизирующее физическую возможность нашего дальнейшего бытия. Определённо, если какие-то выводы из нынешней Стандартной модели угрожают существованию нашего мира, то куда разумнее искать новую физику за пределами модели, нежели безыскусно писать завещание.

 У этой логики есть лишь один недостаток. Сам собой всплывает вопрос: а что если физики так ничего и не откроют (хотя это маловероятно), а позволительное время существования нынешнего состояния хиггсового поля подойдёт к концу в ближайший период? Ведь тогда случившееся трудно будет назвать даже Апокалипсисом или Страшным судом, как это в своё время делали мировые религии. В отличие от этих сценариев, мы будем просто уничтожены без малейших намёков на суд или следствие; по сути, это больше напоминает не суд, а расстрельную яму.

 В ближайшее время учёные намерены произвести несколько экспериментов на БАКе, которые позволят уточнить массу верхнего кварка. И мы искренне желаем нам всем, чтобы она была по возможности меньше.

Источник: http://compulenta.computerra.ru/

Прикрепленные материалы: 
ФайлФайлРазмер
c5e5d61.jpgJPG, 500x485px, 189.06 КБ

Добавьте свой комментарий

Plain text

  • Переносы строк и абзацы формируются автоматически
  • Разрешённые HTML-теги: <p> <br>
LiveJournal
Регистрация

Другие статьи в этой рубрике

Толпа бывает очень умной

Коллективный разум большой группы непрофе

Где взять мечту

Последняя «официальная» утопия — мечта о 

Театр одного психолога

Как превратить приличного человека в палача? Почему, когда на нас смотрят, мы лучше крутим леску спиннинга, но хуже сочиняем стихи?

Новости в фейсбук

Случайные статьи

Кошки и собаки - свой взгляд на мир

Очень легко впасть в заблуждение и начать думать, что существует только один способ видеть наш мир – но на самом деле, различные виды живых существ воспринимают своё окружение очень по-разному.

Марс или Туда и обратно

Уникальная капсула для возврата образцов марсианского грунта и воздуха на Землю была создана и испытана специалистами Европейского космического агентства.

На чем лететь к звездам?

На чем лететь к звездам? Пока единственный теоретически возможный способ – солнечный парус.

Это приспособление, использующее давление солнечного света или лазера на зеркальную поверхность для приведения в движение космического аппарата.

Рожденный под знаком котика

ут группа венгерских ученых совершила переворот в науке. Хиггс с его бозоном нервно курят на балконе. Эти венгры доказали, что дата рождения человека и свойства его характера связаны между собой.

Буровой снаряд достиг воды озера Восток

Это случилось. 5 февраля буровой снаряд достиг воды озера Восток, которое миллионы лет было спрятано подо льдом Антарктиды