Млечный Путь, 2012 № 03 (3) - Журнал «Млечный Путь»

Без этого свойства существование физического мира в том виде, в котором мы его наблюдаем, невозможно.

Последовательность Зенона по сути является удачным инструментом для выявления скрытых особенностей физики механического движения, связывающих классическую механику с квантовой. Оценить значение открытого Зеноном инструмента мы можем только сейчас, спустя несколько тысячелетий после того, как построения великого грека поразили научный мир того времени.

Но парадоксы Зенона — это только первые ласточки, которые вылетели незамеченными из волшебной шкатулки квантовой механики, приоткрытой, как теперь становится ясно, ещё две с половиной тысячи лет назад. Эту шкатулку когда-то принимали за ящик Пандоры, но такие опасения оказались пустыми детскими страхами, сопровождающими почти любое фундаментальное научное утверждение. На заре возникновения современной науки, 412 лет тому назад, как считается, за пропаганду множественности обитаемых миров Джордано Бруно был сожжен на костре, а сегодня слышны призывы запретить работу Большого адронного коллайдера из-за якобы опасности погубить нашу Вселенную. Страх перед новым знанием естественен — зримым его воплощением стала атомная бомба. Но не нужно путать само знание с его использованием. Маковая коробочка сама по себе ни вредна и ни полезна. Она может стать и волшебной шкатулкой в руках кулинара, и средоточием зла в руках наркоторговца. Результат использования зависит от потребителя. Но сам факт нашего существования и явные свидетельства прогресса в процессе познания, убеждают нас в том, что реальные, а не порожденные страхом перед новыми открытиями науки «потребители» квантовой механики, оказались не только разумными, но и этичными представителями земной цивилизации.

Сегодня мы становимся свидетелями того, что вслед за парадоксами Зенона Элейского, давшими миру свободу движения, из глубин квантовой механики всё более явно материализуются идеи Хью Эверетта III, дающие мирам свободу «плодиться и размножаться».

Х. Эверетт (1930–1982). О нем см. http://znamus.ru/page/hugh_everett.

Эвереттика замешана на том же тесте квантовой механики и, может быть, столь же «преждевременна», как и парадоксальные построения знаменитого древнегреческого философа. Во всяком случае, так полагает один из самых известных сегодня в мире популяризаторов современной науки Брайан Грин в своей новой книге «Скрытые реальности». Он пишет: «Я не жду, что на моем веку мы достигнем теоретического или экспериментального консенсуса относительно того, какой из вариантов реальности — одна вселенная, мультивселенная, или что-то совсем другое — реализуется в квантовой механике. Но я не сомневаюсь, что будущие поколения, оглянувшись назад, сочтут нашу работу в двадцатом и двадцать первом столетиях превосходным фундаментом для картины, которая, в конце концов, проявится».

Однако неважно, в каком именно из «будущих поколений» это произойдет. Важно то, что и будущие поколения, и Зенон Элейский, и Хью Эверетт III живут вместе с нами в том мире платоновских идей, который и творит «действительность здесь-и-сейчас».

Юрий ЛЕБЕДЕВ

ЧТО СЛУЧИЛОСЬ В ЖЕНЕВЕ 4 ИЮЛЯ 2012 ГОДА?

Если говорить о научных новостях последних месяцев, то, конечно, главной из них будет результат, оглашенный 4 июля 2012 года в Женеве, на научном семинаре ЦЕРН, проходившем в рамках 36-й Международной конференции по физике высоких энергий (ICHEP 2012). Новость настолько важна, что будет единственной темой этого обзора. А состояла она в том, что было официально объявлено об открытии элементарной частицы, очень похожей на бозон Хиггса. Результат, появления которого все ждали. «Интерес к событию здесь, в Женеве, огромный: заполнены аудитории, толпы людей наблюдают за трансляцией семинара на многочисленных экранах. Настроение самое приподнятое. Здесь со всей Европы, из Америки, из России люди специально прилетели, чтобы участвовать в этом событии», — сказал сотрудник коллаборации CMS Анатолий Зарубин, участвовавший в телемосте с Дубной в CERN».

(http://www.gazeta.ru/science/2012/07/04_a_4663465.shtml).

Вероятно, особенно ждали оглашения результатов работы двух международных коллабораций, работавших на детекторах ATLAS и CVS Большого адронного коллайдера, присутствовавшие на семинаре Франсуа Энглер, Карл Хаген, Джеральд Гуральник — физики, заложившие теоретические основы анонсируемого открытия. (Нобелевские лауреаты Лев Ландау и Виталий Гинзбург, посеявшие зерно идей, развитых этими физиками, по понятным причинам на семинаре не присутствовали). И, конечно, ждал сам Питер Хиггс, с именем которого и связывалось в первую очередь состоявшееся событие. Как свидетельствуют очевидцы, аудитория в ЦЕРНе встретила специально приглашенного на семинар Питера Хиггса бурными аплодисментами.

Но вряд ли кто-то из присутствовавших в зале заседаний или смотревших по Интернету прямую трансляцию пресс-конференции из Женевы (http://www.youtube.com/watch?v=HJZPS5HzB4Q), осознавали в полной мере всю значимость произошедшего. Причина проста и о ней хорошо сказал ещё Козьма Прутков — «Никто не обнимет необъятного». Понимая это, генеральный директор ЦЕРНа Рольф Хауэр в своем выступлении высказался предельно корректно и осторожно: «Мы достигли рубежа в нашем понимании природы». И пояснил: «Открытие частицы, совместимой с бозоном Хиггса, открывает путь к более детальным исследованиям, требующим большего объёма статистики, которая уточнит свойства новой частицы и, вероятно, прольет свет на другие тайны нашей вселенной». (http://press.highenergyphysicsmedia.com/2/post/2012/07/cern-experiments-observe-particle-consistent-with-long-sought-higgs-boson1.html)

Основное внимание прессы и публики привлекал тот факт, что бозон Хиггса является последним элементом, необходимым Стандартной модели элементарных частиц для объяснения всего разнообразия свойств «первокирпичиков материи», объясняющим появление (или не появление) такого фундаментального и интригующего их свойства, как масса.

Предельно просто это объясняется так. Предполагается, что наша Вселенная заполнена особой субстанцией — «скалярным полем Хиггса», мельчайшим элементом которого и является бозон Хиггса, как мельчайшим элементом снежного поля является снежинка. Прилагательное «скалярный» означает, что в этой субстанции нет выделенного направления, и заполненная ею среда имеет одинаковые свойства по всем направлениям. (Вспомним, что, например, магнитное поле таким свойством не обладает — разные направления в нем можно выделить с помощью компаса).

Если теперь в это поле попадает какая-то «пробная частица», то она может либо взаимодействовать с ним (это взаимодействие и ощущается нами как масса), либо — нет. В последнем случае мы говорим о появлении «безмассовой частицы». Величина массы будет зависеть как от свойств пробной частицы, так и от энергии квантов поля Хиггса. И физики уже знают, как её рассчитать, если знать энергию мельчайшей части, кванта скалярного поля — бозона Хиггса. Определения этой величины и ждали от экспериментов на Большом адронном коллайдере. И на семинаре объявили, что открытый бозон имеет энергию 125,3±0,6 ГэВ.

Каков же механизм взаимодействия, порождающего массу? «Наглядно хиггсовский механизм можно представить следующим образом. Рассыпанные по поверхности стола маленькие пенопластовые шарики (аналоги безмассовых частиц) легко разлетаются от малейшего дуновения; однако будучи высыпанными на поверхность воды, они уже не перемещаются так же легко — взаимодействие с жидкостью, которая в этой аналогии играет роль вакуумного хиггсовского поля, придало им инертность. Рябь от дуновения на свободной поверхности воды будет аналогом хиггсовских бозонов. Неточность этой аналогии заключается