Знание-сила, 2005 № 12 (942) - [2]

Альберт Эйнштейн и его сестра Майя

• В физике элементарных частиц многое зависит от такой гипотетической частицы, как ХИГГС-БОЗОН. Предполагается, что именно она наделяет элементарные частицы определенной массой. Однако все поиски ее были пока напрасны. С вводом в эксплуатацию нового коллайдера Европейского центра ядерных исследований (CERN) в 2007 году ученые надеются отыскать эту неуловимую частицу. Возможно, вслед за ней будет открыт новый класс элементарных частиц - СУПЕРСИММЕТРИЧНЫЕ ЧАСТИЦЫ (см. «3 - С», 8/2002). Как полагают ученые, у каждой известной нам частицы есть свой двойник. Открытие этих двойников станет очередным триумфом современной физики. Уже сейчас можно описать некоторые свойства, которыми обладают суперсимметричные частицы.

• Для нас ньютоновская теория тяготения — те же «дважды два» из области физики. А ведь ни об одном физическом феномене не известно так много и в то же время так мало, как о гравитации! Мы все в любой момент времени испытываем ее действие на себе. Однако ее природа до сих пор непонятна. Ученые и в наши дни продолжают искать объяснение загадочному ФЕНОМЕНУ ГРАВИТАЦИИ (см. «3 - С», 1/2003 и 10/2005). Существуют ли, например, ГРАВИТОНЫ — частицы, лишенные массы, которые передают гравитационное взаимодействие, подобно тому как при электромагнитном взаимодействии это делают фотоны? Они до сих пор не обнаружены. А может ли теория КВАНТОВОЙ ГРАВИТАЦИИ потеснить Стандартную модель мироздания (см. «3 — С», 11/2005)?

• Скорость света всегда одинакова, движется ли источник света или неподвижен. Странно, не правда ли? Именно размышления над этим парадоксом помогли Эйнштейну в создании частной теории относительности. Бесчисленные эксперименты, проведенные с тех пор, лишь подтверждали эту гипотезу. Тем не менее в последние годы ученые вновь и вновь рассуждают о том, можно ли передавать сигналы со СВЕРХСВЕТОВОЙ СКОРОСТЬЮ (см. «3 - С», 4/1997,11/2003). Быть может, исследование космического излучения поможет физикам XXI века определить, существуют ли ТАХИОНЫ (см. «3 - С», 12/2004), гипотетические частицы, движущиеся со сверхсветовой скоростью. По одной из гипотез, воображаемый мир тахионов располагается «параллельно» нашему миру.

• С появлением частной теории относительности мы начали все отчетливее понимать, насколько загадочен и сложен ФЕНОМЕН ВРЕМЕНИ. Ведь из уравнений, выведенных Эйнштейном, явствовало: чем быстрее перемещается человек, тем медленнее для него течет время. Мощные источники гравитации также замедляют течение времени. Обе эти гипотезы доказаны экспериментально (подробнее о доказательствах см. «3 - С», 1/2002). Приходится признать, что наши привычные представления о времени крайне примитивны, поскольку опираются лишь на известные нам факты — на наблюдение за природой одного крохотного уголка мироздания. Вселенная же непомерно велика и неведома. Нам остается лишь задавать вопросы. Почему время течет в одном направлении? Почему оно необратимо, как кажется нам? Ведь основные законы физики, описывающие природные феномены, инвариантны по отношению к времени (подробнее о феномене времени см. «3 - С», 11—12/2002). Некоторые физики считают даже принципиально возможными ПУТЕШЕСТВИЯ ВО ВРЕМЕНИ (см. «3 - С», 5/2000).

Альберт Эйнштейн v его сестра Майя в годы эмиграции в США

• В КВАНТОВОМ МИРЕ не работает привычная нам логика. Уж слишком разительно отличается поведение электронов, фотонов и атомов от того, что говорит нам повседневный опыт. Элементарные частицы проносятся сквозь стены, не пробивая их. В одно и то же время движутся несколькими путями. Готовы моментально копировать поведение друг друга. Для этих частиц любой наблюдатель — Бог. Принимаясь измерять их параметры, мы неизбежно меняем субатомарную явь. Мы заставляем неопределенное, неясное обретать четкие очертания. Но какое отношение это имеет к измеряемой реальности? Пока мы не всматриваемся в элементарную частицу, она пребывает одновременно во множестве состояний. Лишь в тот момент, когда мы измеряем ее параметры, она «решает», какое состояние ей принять (о странностях квантового мира, в том числе о ТЕЛ ЕПОРТАЦИИ частиц, читайте «3 - С», 8/2000,8/2001,12/2003, 1/2004).

• Но где пролегает граница между макромиром и микромиром? Особый интерес вызывают макроскопические объекты, которые ведут себя по законам квантового мира. Пример тому — КОНДЕНСАТ БОЗЕ-ЭИНШТЕЙНА (см. «3 - С», 4/1997), крохотное облачко из миллионов атомов, которое ведет себя буквально как один огромный атом. Этот феномен предсказал в середине 1920-х годов Альберт Эйнштейн, анализируя расчеты, которые проделал индийский физик Шатьендранат Бозе. Данный конденсат интересен и с технической точки зрения. Он может стать элементом КВАНТОВОГО КОМПЬЮТЕРА. Такого рода компьютеры, — предполагается, что они войдут в обиход в XXI веке, — гораздо эффективнее современных вычислительных машин (см. «3 — С», 10/2000,6/2003).

Актуальность исследований конденсата показывает следующий факт. В октябре 2005 года Нобелевскую премию в области физики получили американские ученые Рой Глаубер и Джон Холл и их немецкий коллега Теодор Хенш. В год Эйнштейна они были удостоены награды, так сказать, за исследование эффектов, связанных с конденсатом Бозе-Эйнштейн а, а именно за вклад в развитие лазерного спектроскопирования.