Рубрика «бозон хиггса»

Как работает поле Хиггса:

  1. Основная идея
  2. Почему поле Хиггса в среднем ненулевое
  3. Как появляется частица Хиггса
  4. Почему поле Хиггса необходимо

До сего момента в серии статей поле Хиггса я объяснял вам основную идею того, как оно работает, и описывал, как поле Хиггса становится ненулевым, и как появляется частица Хиггса – по меньшей мере, для простейшего типа поля и частицы Хиггса (из Стандартной Модели). Но я не объяснил, почему не существует альтернативы для ввода чего-либо, напоминающего поле Хиггса – почему для ввода масс известных частиц в отсутствии этого поля существуют препятствия. Это мы и обсудим в данной статье.

Я объяснил, что все элементарные «частицы» (то бишь, кванты) природы – это кванты волн в полях. И, упрощённо, все эти поля удовлетворяют уравнению класса 1 вида:

$ d/dt (d Z(x,t)/dt) - c^2 d/dx (d Z(x,t)/dx)=- (2 pi c^2/h)^2 m^2 Z(x,t) $

где Z(x,t) – поле, m – масса частицы, c – скорость света, h – постоянная Планка. Если частица безмассовая, тогда соответствующее поле удовлетворяет такому же уравнению, где m = 0, которое я назвал уравнением класса 0.

Случаи с m = 0 включают фотоны, глюоны и гравитоны – кванты электрического, хромоэлектрического (или глюонного) и гравитационного полей; всё это безмассовые кванты («частицы»), перемещающиеся на универсальном пределе скорости с. Для электронов, мюонов, тау, всех кварков, всех нейтрино, частиц W, Z и бозона Хиггса, у каждого из которых своя масса, соответствующее поле удовлетворяет уравнению класса 1 с подставленной в него соответствующей массой.
Читать полностью »

Большинство из нас учило в школе или из книг, что все окружающие нас материалы – всё, что мы едим, пьём, чем дышим, все живые существа, сама Земля – состоит из атомов. Их бывает порядка 100 типов, они называются «химическими элементами» и обычно организованы в виде молекул, так же, как буквы можно организовать в слова. Эти факты, касающиеся нашего мира, мы принимаем, как само собой разумеющееся, но в конце XIX века по этому поводу всё ещё шли жаркие дебаты. Только в районе 1900-го года, когда на основе нескольких умозаключений стало возможным подсчитать размер атомов, и когда был открыт электрон, субатомная частица, населяющая окраины атомов, атомная картинка мира, наконец, сложилась.

Но и сегодня некоторые части этой картинки не совсем чётко просматриваются. Остаются нерешёнными загадки возрастом в сотню лет. И вся эта шумиха по поводу «бозона Хиггса» как раз напрямую связана с этими глубокими вопросами, находящимися в самом сердце нашего существования. Вскоре расплывчатые части нашей картинки смогут стать более чёткими и открыть нам детали относительно нашего мира, которые нам пока неясны.
Читать полностью »

Что такое частица Хиггса?

Знаете ли вы, что такое частица? Поле? Если нет, давайте разбираться.

Поле – это нечто,

1. что присутствует повсеместно в пространстве и времени,
2. способно принимать нулевое или ненулевое значение,
3. что способно порождать в себе волны.
4. А если это квантовое поле, тогда эти волны состоят из частиц.

К примеру: электрическое поле – это часть природы, и его можно найти повсюду. В любой заданной точке пространства в любой момент времени его можно измерить. Если в каком-то районе пространства в среднем оно ненулевое, оно может оказывать физическое влияние – поднимать ваши волосы или приводить к появлению искр. Электрическое поле может порождать волны, в которых величина поля периодически становится больше и меньше – к примеру, такой волной является видимый свет, рентгеновские лучи, радиоволны, и всё остальное, что мы в целом зовём «электромагнитными волнами».

Так что такое частица?

Интенсивность волн квантового поля не может быть любой. Они не могут быть произвольно «слабыми» или «тихими». Волна наименьшей интенсивности, которую способно распространять поле, называется «квантом» или «частицей». Часто они ведут себя примерно так, как вы интуитивно представляете себе частицы – двигаются по прямым линиям и отскакивают от разных вещей, поэтому мы и назвали их частицами.
Читать полностью »

Автор этого доклада уже 12 лет является сотрудником Большого адронного коллайдера (БАК), а в прошлом году начал параллельно работать в Яндексе. В своей лекции Фёдор рассказывает об общих принципах работы БАК, целях исследований, объёмах данных и о том, как эти данные обрабатываются.

Под катом — расшифровка и основная часть слайдов.

Читать полностью »

БАК увеличил аптайм до 70% и ставит рекорды по количеству столкновений - 1
Небольшая часть сотрудников коллаборации CMS на фоне полномасштабной фотографии компактного мюонного соленоида (CMS)

На Большом адронном коллайдере обрабатывается как никогда много столкновений протонов: примерно 1 миллиард в секунду. Это очень много. Изначально коллайдер не предполагалось использовать настолько интенсивно. Только в этом году БАК собрал больше данных, чем за все предыдущие годы эксплуатации, вместе взятые.

Главная причина увеличения количества экспериментов — высокая надёжность коллайдера даже с повышением энергии до 13 ТэВ. На БАК почти не было простоев в этом году. Физики сейчас пытаются собрать больше информации о бозоне Хиггса — элементарной частице, которая образуется примерно один раз на миллиард столкновений.
Читать полностью »

Физики из ЮАР уловили признаки тяжёлого бозона Мадала, который взаимодействует с обычной и тёмной материей - 1
Признаки тяжёлых бозонов массой около 270 и 750 ГэВ по результатам обработки экспериментальных данных ATLAS и CERN. Иллюстрация из ежегодного отчёта южноафриканской группы ЦЕРН за 2015-2016 гг (стр. 22)

Два отдельных эксперимента на детекторе ATLAS и компактном мюонном соленоиде (CMS) в Большом адронном коллайдере ЦЕРН дают основания предполагать существование новой элементарной частицы массой около 270 ГэВ. Согласно расчётам теоретических физиков из Южно-Африканской Республики, Индии и Швеции, для нового бозона среднеквадратичное отклонение от математического ожидания по абсолютной величине не превышает три сигма, т.е. вероятность попадания очередного фактического значения в доверительный интервал составляет 99,7%.
Читать полностью »

Пустое пространство на самом деле не пустое [Озвучка Vert Dider] - 1
Атом представляет собой преимущественно пустое пространство, однако пустое пространство по большей части — не пустое. Читать полностью »

Мы, коллектив Quantuz, (пытаемся вступить в сообщество GT) предлагаем наш перевод раздела сайта particleadventure.org, посвященного бозону Хиггса. В данном тексте мы исключили неинформативные картинки (полный вариант см. в оригинале). Материал будет интересен всем интересующимся последними достижениями прикладной физики.

Бозон Хиггса (перевод) - 1

Роль бозона Хиггса

Бозон Хиггса был последней частицей открытой в Стандартной Модели. Это критический компонент теории. Его открытие помогло подтвердить механизм того, как фундаментальные частицы приобретают массу. Эти фундаментальные частицы в Стандартной Модели являются кварками, лептонами и частицами-переносчиками силы.
Читать полностью »

Китай построит супер-коллайдер, вдвое превышающий размеры БАК - 1
Большой адронный коллайдер (фото: CERN)

В КНР утвердили проект по созданию подземного супер-коллайдера, размеры которого будут вдвое превышать размеры БАК, а рабочие энергии будут в семь раз превышать максимальный порог для БАК. Основное предназначение супер-коллайдера — детальное изучение «частицы Бога», то есть бозона Хиггса. Китайская система сможет генерировать миллионы этих и других микрочастиц. Строительство планируется начать в 2020 году.

Финальный план проекта будет готов к концу следующего года, сообщил Вонг Иифанг (Wang Yifang), руководитель научно-исследовательского института физики высоких энергий Академии наук КНР. При этом большая часть проекта уже существует в виде чертежей, поскольку подготовка ведется уже давно — с 2013 года, с момента обнаружения на БАК бозона Хиггса. В прошлом году было заявлено о том, что окружность колайдера составит 52 километра, а рабочая энергия — 240 гигаэлектронвольт.
Читать полностью »

Стандартная модель элементарных частиц для начинающих - 1 «Мы задаёмся вопросом, почему группа талантливых и преданных своему делу людей готова посвятит жизнь погоне за такими малюсенькими объектами, которые даже невозможно увидеть? На самом деле, в занятиях физиков элементарных частиц проявляется человеческое любопытство и желание узнать, как устроен мир, в котором мы живём» Шон Кэрролл

Если вы всё ещё боитесь фразы квантовая механика и до сих пор не знаете, что такое стандартная модель — добро пожаловать под кат. В своей публикации я попытаюсь максимально просто и наглядно объяснить азы квантового мира, а так же физики элементарных частиц. Мы попробуем разобраться, в чём основные отличия фермионов и бозонов, почему кварки имеют такие странные названия, и наконец, почему все так хотели найти Бозон Хиггса.
Читать полностью »