0
7531
Газета Интернет-версия

13.09.2022 19:09:00

Пока физикам остается только чесать в затылках, пытаясь объяснить квантово-механический мир

Нестандартные страсти по Стандартной модели

Тэги: nica, физика, квантовая физика, квантовая механика


nica, физика, квантовая физика, квантовая механика Графика freepik.com

Тем, кому посчастливилось посетить парижский Лувр, не забыть статуи греческой богини победы Ники – без головы, но с крылами. Под ее имя и подгадали аббревиатуру – NICA: Нуклотрон-ионный коллайдер. В 2022 году этот ускоритель элементарных частиц должен начать работу в Дубне.

Коллайдер своим названием подразумевает «коллизию» – сталкивание разогнанных пучков нуклонов, то есть частиц ядра и, в частности, протонов (р+), а также тяжелых ионов, например положительно заряженных ионов золота (Au). Академик Григорий Трубников «обещает», что протонные пучки будут разгоняться до фантастической энергии 12,6 ГэВ, что чуть ли не в два раза больше, чем в БАКе (Большом адронном коллайдере в Европейском центре ядерных исследований в Женеве). Трубников отмечает также, что NICA позволит получать кварк-глюонную плазму. Это состояние вещества существовало непосредственно сразу после Большого взрыва. Только после ее остывания примерно с 12 млн градусов кварки начали «склеиваться» с помощью глюонов (от англ. glue – клей) в протоны и нейтроны, образуя атомные ядра.

Словари определяют взаимодействие кварков и глюонов как квантовые, а вернее, квантово-хромодинамические. Известен также бета-распад, при котором из ядра «вылетает» электрон, а в нем нейтрон превращается в протон. Ричард Фейнман, лауреат Нобелевской премии по физике 1985 года, представил распад в виде наглядной диаграммы, показывающей и испускание нейтрино.

Квантовая хромодинамика идет рука об руку с квантовой электродинамикой, которая описывает взаимодействие электромагнитного поля с заряженными частицами – электроном, позитроном и мюоном. Последний в 207 раз тяжелее электрона, но все равно относится к легким частицам – лептонам. Мюон рождается в ходе реакций на краткий миг, исчисляемый миллионными долями секунды, но тем не менее «успевает» обзавестись аномальным магнитным моментом или окружающим его магнитным полем.

Кварки и глюоны, распады и образующиеся в них частицы, включая нейтрино, описываются весьма практичной Стандартной моделью (СМ), которая подвергается постоянной критике, но пока довольно устойчива.

В свое время венгр Лоранд Этвёш установил равенство гравитационной и инерционной масс. На этот факт опирался в своих расчетах Альберт Эйнштейн при создании общей теории относительности (ОТО), в которой предсказывалось существование гравитационных волн. Исходя из предсказаний квантовой хромодинамики, ученые Будапештского университета им. Этвёша, а также Марсельского и Вуппертальского университетов в 2020–2021 годах сформировали коллаборацию по определению величины мюонного магнитного поля, которая согласовывалась бы со Стандартной моделью.

Надо сказать, что сегодня много говорят о квантовых не только компьютерах и коллаборациях. Проблема, однако, в том, что квантовые процессы «сохраняются» лишь при сверхнизких температурах, что мешает развитию квантовой техники. Выход найден в «параллельном» использовании света, распространение которого не зависит от охлаждения или нагревания. С использованием этого принципа в квантово-оптических сенсорах университет германского г. Ульм создал первый квантовый микрофон, позволяющий различать смысл слов, произносимых одновременно полусотней говорящих.

Но вернемся к мюону и эксперименту лаборатории Ферми в чикагском Брукхейвене. Журнал Nature предпослал рассказу о новой попытке максимально точно определить величину магнитного момента мюона драматический заголовок: «Поколеблена ли Стандартная модель? Физики много говорят о полученных результатах». В Фермилаб для получения большего количества мюонов построили специальный кольцевой накопитель, но тем не менее прорыва не случилось.

Редакция журнала отмечает, что ученые «чешут в затылке» (scratch their heads), но тем не менее СМ пока устояла. Вполне может статься, что решению фундаментальной проблемы помогут эксперименты на новом коллайдерном комплексе NICA…  


Читайте также


Квантовую механику обожал как женщину

Квантовую механику обожал как женщину

Ольга Рычкова

Писатель, лауреат премии «НГ» «Нонконформизм» Андрей Бычков о воображении, иллюзиях и странных частицах

0
1471
Раздвоение школьной физики на углубленную и базовую

Раздвоение школьной физики на углубленную и базовую

Елена Герасимова

Изучение основ единой науки о природе считают важным для жизни только 27% учеников

0
7542
Универсум лабораторного типа

Универсум лабораторного типа

Виталий Антропов

Судя по всему, наша цивилизация по-прежнему космологически бесплодна, но не все еще потеряно

0
15536
Нервную ткань реконструировали в 3D-формате

Нервную ткань реконструировали в 3D-формате

Игорь Лалаянц

Клетки коры головного мозга преподнесли ученым очередной сюрприз

0
11083

Другие новости