Бозон Хиггса. От научной идеи до открытия «частицы Бога» - [64]
Квантовая электродинамика (КЭД). Квантовая теория поля для электромагнитного взаимодействия между электрически заряженными частицами, переносимого фотонами. Основана на группе симметрии U(1).
Квантовое поле. В классической теории силовое поле имеет значение в каждой точке пространства-времени и может быть скалярным (со значением, но без направления) или векторным (со значением и направлением). «Силовые линии», которые проявляются, если насыпать на лист бумаги железные опилки и подержать его над магнитом, дают наглядное представление о таком поле. В квантовой теории поле взаимодействия переносит «рябь» на полях, образующую волны и – поскольку волны также можно интерпретировать как частицы – квантовые частицы. Концепцию можно расширить за пределы переносчиков взаимодействия (бозонов) и включить в нее материальные частицы (фермионы). Так, электрон – квант электронного поля и т. д.
Квантовое число. Описание физического состояния квантовой системы требует конкретизации его свойств в отношении энергии, импульса, момента импульса, электрического заряда и т. п. Вследствие квантизации таких свойств в описании появляются постоянные величины соответствующих квантов. Например, момент импульса, связанный со спином электрона, имеет постоянную величину 1/2 h/2π, где h – постоянная Планка. Повторяющиеся целые и полуцелые числа, на которые умножаются величины квантов, называются квантовыми числами. В магнитном поле спин электрона может быть ориентирован по силовым линиям поля или в противоположном направлении, то есть электрон может иметь ориентацию спин вверх и спин вниз с квантовыми числами +>1/>2 и —>1/>2. Среди других квантовых чисел – главное квантовое число n, обозначающее энергетический уровень и характеризующее энергию электронов, занимающих данный энергетический уровень.
Кварк. Элементарная составляющая адронов. Все адроны состоят из триплетов кварков со спинами >1/>2 (барионы) или комбинаций кварков и антикварков (мезоны). Кварки образуют три поколения с разными ароматами. Верхний и нижний кварки с электрическими зарядами +>2/>3 и —>1/>3 и массами 1,7–3,3 МэВ и 4,1–5,8 МэВ соответственно относятся к первому поколению. Из верхних и нижних кварков состоят протоны и нейтроны. Ко второму поколению относятся очарованный и странный кварки с зарядами +>2/>3 и —>1/>3 и массами 1,27 ГэВ и 101 МэВ соответственно. Третье поколение включает прелестный и истинный кварки с электрическими зарядами +>2/>3 и —>1/>3 и массами 4,19 и 172 ГэВ соответственно. Кварки также переносят цветной заряд, и кварки каждого аромата обладают красным, зеленым или синим зарядом.
Квинтиллион. Миллион триллионов, 10>18 или 1 000 000 000 000 000 000.
Комплексное число. Комплексное число образовано умножением реального числа на квадратный корень из –1, который записывается в виде i. Квадрат комплексного числа, таким образом, является отрицательным числом, например, квадрат 5i равен –25. Комплексные числа широко применяются в математике для решения проблем, которые невозможно решить с помощью обычных чисел.
Корпускулярно-волновой дуализм. Фундаментальное свойство всех квантовых частиц, которое проявляется одновременно в делокализованном волновом поведении (например, дифракции и интерференции) и локализованном поведении частицы в зависимости от аппарата, которым производится измерение. Впервые предложен Луи де Бройлем в 1923 году как свойство частиц материи, таких как электроны.
Космическая инфляция. Быстрое экспоненциальное расширение Вселенной, которое, по современным данным, произошло между 10>–3 и 10>–32 секундами после Большого взрыва. Открытая в контексте теорий великого объединения американским физиком Аланом Гутом в 1980 году, инфляция позволяет объяснить крупномасштабную структуру Вселенной, которую мы наблюдаем сегодня.
Космические лучи. Потоки высокоэнергетических заряженных частиц из космоса, которые непрерывно изливаются в верхние слои атмосферы Земли. Термин «лучи» появился в первые годы исследования радиоактивности, когда направленные потоки заряженных частиц назывались лучами. У космических лучей разные источники, в том числе высокоэнергетические процессы, происходящие на поверхности Солнца и других звезд, а также неизвестные процессы в других областях Вселенной. Энергия космических частиц обычно находится в диапазоне между 10 МэВ и 10 ГэВ.
Космологическая постоянная. В 1922 году российский теоретик Александр Фридман нашел решения уравнений гравитационных полей Эйнштейна, описывающих Вселенную, в которой происходит расширение пространствавремени. Сначала Эйнштейн не принимал мысли, что пространство-время может расширяться или сжиматься, и ввел космологическую постоянную в свои уравнения, чтобы они допускали однородное статическое решение. Эйнштейна беспокоило, что под действием гравитации Вселенная должна коллапсировать, и он прибег к космологической постоянной – своего рода отрицательной или отталкивающей форме гравитации, – чтобы нейтрализовать этот эффект. Когда появились данные о том, что Вселенная в самом деле расширяется, Эйнштейн пожалел о сделанном и называл это своей самой большой ошибкой в жизни. Однако дальнейшие открытия 1998 года позволили предположить, что расширение Вселенной фактически ускоряется. В сочетании с измеренным спутниками фоновым излучением эти результаты привели к предположению, что Вселенную пронизывает темная энергия, на которую приходится около 73 процентов массы-энергии Вселенной. Одна из форм темной энергии требует повторного введения космологической постоянной Эйнштейна.
Ядерное оружие начало вызывать у людей страх уже с того самого момента, когда теоретически была доказана возможность его создания. И уже более полувека мир живет в этом страхе, меняется лишь его величина: от паранойи 50-60-х до перманентной тревоги сейчас. Но как вообще стала возможной подобная ситуация? Как в человеческий разум могла прийти сама идея создания такого жуткого оружия? Мы ведь знаем, что ядерная бомба фактически была создана руками величайших ученых-физиков тех времен, многие из них были на тот момент нобелевскими лауреатами или стали ими впоследствии.Автор попытался дать понятный и доступный ответ на эти и многие другие вопросы, рассказав о гонке за обладание ядерным оружием.
В этой книге океанограф, кандидат географических наук Г. Г. Кузьминская рассказывает о жизни самого теплого нашего моря. Вы познакомитесь с историей Черного моря, узнаете, как возникло оно, почему море соленое, прочтете о климате моря и влиянии его на прибрежные районы, о благотворном действии морской воды на организм человека, о том, за счет чего пополняются воды Черного моря и куда они уходят, о многообразии животного и растительного мира моря. Книга рассчитана на широкий круг читателей.
Как выглядела Земля в разные периоды? Можно ли предсказать землетрясения и извержения вулканов? Куда и почему дрейфуют материки? Что нам грозит в будущем? Неужели дожди идут из-за бактерий? На Земле будет новый суперконтинент? Эта книга расскажет о том, как из обломков Большого Взрыва родилась наша Земля и как она эволюционировала, став самым удивительным местом во Вселенной – единственной известной живой планетой. Ведущие ученые и эксперты журнала New Scientist помогут ближе познакомиться с нашими домом, изучить его глубины, сложную атмосферу и потрясающую поверхность.В формате PDF A4 сохранен издательский макет книги.
«Любая история, в том числе история развития жизни на Земле, – это замысловатое переплетение причин и следствий. Убери что-то одно, и все остальное изменится до неузнаваемости» – с этих слов и знаменитого примера с бабочкой из рассказа Рэя Брэдбери палеоэнтомолог Александр Храмов начинает свой удивительный рассказ о шестиногих хозяевах планеты. Мы отмахиваемся от мух и комаров, сражаемся с тараканами, обходим стороной муравейники, что уж говорить о вшах! Только не будь вшей, человек остался бы волосатым, как шимпанзе.
Настоящая монография посвящена изучению системы исторического образования и исторической науки в рамках сибирского научно-образовательного комплекса второй половины 1920-х – первой половины 1950-х гг. Период сталинизма в истории нашей страны характеризуется определенной дихотомией. С одной стороны, это время диктатуры коммунистической партии во всех сферах жизни советского общества, политических репрессий и идеологических кампаний. С другой стороны, именно в эти годы были заложены базовые институциональные основы развития исторического образования, исторической науки, принципов взаимоотношения исторического сообщества с государством, которые определили это развитие на десятилетия вперед, в том числе сохранившись во многих чертах и до сегодняшнего времени.
Эксперты пророчат, что следующие 50 лет будут определяться взаимоотношениями людей и технологий. Грядущие изобретения, несомненно, изменят нашу жизнь, вопрос состоит в том, до какой степени? Чего мы ждем от новых технологий и что хотим получить с их помощью? Как они изменят сферу медиа, экономику, здравоохранение, образование и нашу повседневную жизнь в целом? Ричард Уотсон призывает задуматься о современном обществе и представить, какой мир мы хотим создать в будущем. Он доступно и интересно исследует возможное влияние технологий на все сферы нашей жизни.
Что такое, в сущности, лес, откуда у людей с ним такая тесная связь? Для человека это не просто источник сырья или зеленый фитнес-центр – лес может стать местом духовных исканий, служить исцелению и просвещению. Биолог, эколог и журналист Адриане Лохнер рассматривает лес с культурно-исторической и с научной точек зрения. Вы узнаете, как устроена лесная экосистема, познакомитесь с различными типами леса, характеризующимися по составу видов деревьев и по условиям окружающей среды, а также с видами лесопользования и с некоторыми аспектами охраны лесов. «Когда видишь зеленые вершины холмов, которые волнами катятся до горизонта, вдруг охватывает оптимизм.