Читаем Книга Бытия. Общая история происхождения полностью

Потребовалось почти пятьдесят лет, чтобы убедиться: механизм Хиггса и в самом деле ответственен за нарушение электрослабой симметрии. Столько времени длилась охота на самую неуловимую частицу в истории физики.

Теория не предсказывала, какой должна быть масса бозона Хиггса, а потому он мог прятаться где угодно. На протяжении десятилетий ученые всего мира прилагали сверхчеловеческие усилия, чтобы поймать новую частицу, но все было тщетно. Сейчас, когда мы ее уже открыли, мы знаем, что это большая удача, так как бозон Хиггса оказался слишком тяжелым и до 2010 года энергии ускорителей просто не хватало для его появления. Поворотным пунктом стал запуск Большого адронного коллайдера – ускорителя ЦЕРН под Женевой.

Ускорители частиц – это современные машины времени: они переносят нас вспять на миллиарды лет, давая возможность изучать процессы, разворачивающиеся во Вселенной близко к моменту ее рождения. При столкновениях сотрясается вакуум – и из него рождаются новые материальные частицы. Тут проявляется знаменитое эйнштейновское соотношение эквивалентности массы и энергии. При столкновении встречных пучков элементарных частиц энергия столкновения может трансформироваться в массу: E = mc2

, чем больше энергия столкновения, тем более тяжелые частицы могут образоваться и позволить изучать себя во всех деталях. Так что ускорители – это настоящие фабрики вымерших частиц, возвращающие к жизни на долю секунды те формы материи, которые исчезли сразу после Большого взрыва.

Большой адронный коллайдер – это сегодня самый крупный ускоритель в мире. Два пучка протонов, насчитывающие тысячи пакетов с частицами, движутся по кругу навстречу друг другу в вакууме внутри трубы длиной в двадцать семь километров. В каждом пакете собраны более ста миллиардов протонов, они разгоняются сильнейшим электрическим полем, в то время как мощные магниты искривляют траектории их движения, дабы удержать их на орбите и заставить сталкиваться. Энергия Большого адронного коллайдера равна 13 ТэВ (тераэлектронвольт), но из-за того, что протоны состоят из кварков и глюонов, их столкновения – сложный процесс, поэтому только часть энергии оказывается доступной, лишь несколько тераэлектронвольт могут преобразоваться в новые частицы. Однако протоны сами довольно тяжелые, поэтому на излучение теряется мало энергии, так что в результате с их помощью удается получить более высокие энергии. Поэтому ускорители протонов лучше других подходят для непосредственного открытия новых частиц.

У ускорителей электронов есть дополнительная функция. Поскольку электроны – точечные частицы, их столкновения значительно проще, и вся энергия удара может быть использована для образования новых частиц. Лептонные коллайдеры идеальны для точных измерений и для обнаружения новых частиц косвенными методами – через исследование тонких аномалий.

Недостаток ускорителей электронов в том, что они не подходят для достижения очень высоких энергий. Легкие частицы вроде электронов при движении по круговым орбитам излучают большое количество фотонов, теряя на этом значительную часть своей энергии. Эта потеря сильно возрастает с ростом энергии и оказывается непреодолимым барьером, ограничивающим возможность использования таких ускорителей для непосредственного открытия новых частиц.

Энергия, высвобождающаяся при столкновениях элементарных частиц в ускорителях, совершенно незначительна по сравнению с процессами, типичными для нашей повседневной жизни. Но там она сконцентрирована в бесконечно малом объеме пространства, занятом этими столкновениями, из-за чего воспроизводятся экстремальные условия, никогда и нигде не возникавшие со времен Большого взрыва. И там, среди неисчислимых процессов, хорошо уже известных и отнюдь не редких, случаются значительно более экзотические события – они-то и позволили обнаружить бозон Хиггса.

Этот успех стал возможен благодаря работе двух различных групп исследователей, одна из них называется Atlas

, а другая – Cms, каждая состоит из тысяч ученых. Наличие двух экспериментов при поиске новой частицы – почти обязательное требование. Сигналы, по которым поднимается тревога, настолько редки, а вероятность ошибки настолько велика, что только наличие двух независимых экспериментов, основанных на разных технологиях и проводимых разными группами ученых, может дать уверенность, что эта тревога не ложная.

Atlas и Cms были задуманы так, чтобы обе группы экспериментаторов работали совершенно независимо и между ними существовала жесткая конкуренция: если одной удается первой открыть новое состояние материи, а вторая приходит к нему позже и ей остается только подтвердить полученный первой результат, то первой группе достается и вся слава открытия. Поэтому в обеих коллаборациях никому не спалось спокойно: их постоянно одолевал кошмарный сон о том, как что-то идет не так или как другая группа выигрывает гонку.

Перейти на страницу:

Все книги серии Книжные проекты Дмитрия Зимина

Достаточно ли мы умны, чтобы судить об уме животных?
Достаточно ли мы умны, чтобы судить об уме животных?

В течение большей части прошедшего столетия наука была чрезмерно осторожна и скептична в отношении интеллекта животных. Исследователи поведения животных либо не задумывались об их интеллекте, либо отвергали само это понятие. Большинство обходило эту тему стороной. Но времена меняются. Не проходит и недели, как появляются новые сообщения о сложности познавательных процессов у животных, часто сопровождающиеся видеоматериалами в Интернете в качестве подтверждения.Какие способы коммуникации практикуют животные и есть ли у них подобие речи? Могут ли животные узнавать себя в зеркале? Свойственны ли животным дружба и душевная привязанность? Ведут ли они войны и мирные переговоры? В книге читатели узнают ответы на эти вопросы, а также, например, что крысы могут сожалеть о принятых ими решениях, воро́ны изготавливают инструменты, осьминоги узнают человеческие лица, а специальные нейроны позволяют обезьянам учиться на ошибках друг друга. Ученые открыто говорят о культуре животных, их способности к сопереживанию и дружбе. Запретных тем больше не существует, в том числе и в области разума, который раньше считался исключительной принадлежностью человека.Автор рассказывает об истории этологии, о жестоких спорах с бихевиористами, а главное — об огромной экспериментальной работе и наблюдениях за естественным поведением животных. Анализируя пути становления мыслительных процессов в ходе эволюционной истории различных видов, Франс де Вааль убедительно показывает, что человек в этом ряду — лишь одно из многих мыслящих существ.* * *Эта книга издана в рамках программы «Книжные проекты Дмитрия Зимина» и продолжает серию «Библиотека фонда «Династия». Дмитрий Борисович Зимин — основатель компании «Вымпелком» (Beeline), фонда некоммерческих программ «Династия» и фонда «Московское время».Программа «Книжные проекты Дмитрия Зимина» объединяет три проекта, хорошо знакомые читательской аудитории: издание научно-популярных переводных книг «Библиотека фонда «Династия», издательское направление фонда «Московское время» и премию в области русскоязычной научно-популярной литературы «Просветитель».

Франс де Вааль

Биология, биофизика, биохимия / Педагогика / Образование и наука
Скептик. Рациональный взгляд на мир
Скептик. Рациональный взгляд на мир

Идея писать о науке для широкой публики возникла у Шермера после прочтения статей эволюционного биолога и палеонтолога Стивена Гулда, который считал, что «захватывающая действительность природы не должна исключаться из сферы литературных усилий».В книге 75 увлекательных и остроумных статей, из которых читатель узнает о проницательности Дарвина, о том, чем голые факты отличаются от научных, о том, почему высадка американцев на Луну все-таки состоялась, отчего умные люди верят в глупости и даже образование их не спасает, и почему вода из-под крана ничуть не хуже той, что в бутылках.Наука, скептицизм, инопланетяне и НЛО, альтернативная медицина, человеческая природа и эволюция – это далеко не весь перечень тем, о которых написал главный американский скептик. Майкл Шермер призывает читателя сохранять рациональный взгляд на мир, учит анализировать факты и скептически относиться ко всему, что кажется очевидным.

Майкл Брант Шермер

Зарубежная образовательная литература, зарубежная прикладная, научно-популярная литература
Записки примата: Необычайная жизнь ученого среди павианов
Записки примата: Необычайная жизнь ученого среди павианов

Эта книга — воспоминания о более чем двадцати годах знакомства известного приматолога Роберта Сапольски с Восточной Африкой. Будучи совсем еще молодым ученым, автор впервые приехал в заповедник в Кении с намерением проверить на диких павианах свои догадки о природе стресса у людей, что не удивительно, учитывая, насколько похожи приматы на людей в своих биологических и психологических реакциях. Собственно, и себя самого Сапольски не отделяет от своих подопечных — подопытных животных, что очевидно уже из названия книги. И это придает повествованию особое обаяние и мощь. Вместе с автором, давшим своим любимцам библейские имена, мы узнаем об их жизни, страданиях, любви, соперничестве, борьбе за власть, болезнях и смерти. Не менее яркие персонажи книги — местные жители: фермеры, егеря, мелкие начальники и простые работяги. За два десятилетия в Африке Сапольски переживает и собственные опасные приключения, и трагедии друзей, и смены политических режимов — и пишет об этом так, что чувствуешь себя почти участником событий.

Роберт Сапольски

Биографии и Мемуары / Научная литература / Прочая научная литература / Образование и наука

Похожие книги

12 недель в году
12 недель в году

Многие из нас четко знают, чего хотят. Это отражается в наших планах – как личных, так и планах компаний. Проблема чаще всего заключается не в планировании, а в исполнении запланированного. Для уменьшения разрыва между тем, что мы хотели бы делать, и тем, что мы делаем, авторы предлагают свою концепцию «года, состоящего из 12 недель».Люди и компании мыслят в рамках календарного года. Новый год – важная психологическая отметка, от которой мы привыкли отталкиваться, ставя себе новые цели. Но 12 месяцев – не самый эффективный горизонт планирования: нам кажется, что впереди много времени, и в результате мы откладываем действия на потом. Сохранить мотивацию и действовать решительнее можно, мысля в рамках 12-недельного цикла планирования. Эта система проверена спортсменами мирового уровня и многими компаниями. Она поможет тем, кто хочет быть эффективным во всем, что делает.На русском языке публикуется впервые.

Брайан Моран , Майкл Леннингтон

Зарубежная образовательная литература, зарубежная прикладная, научно-популярная литература
Исторические происшествия в Москве 1812 года во время присутствия в сем городе неприятеля
Исторические происшествия в Москве 1812 года во время присутствия в сем городе неприятеля

Иоганн-Амвросий Розенштраух (1768–1835) – немецкий иммигрант, владевший модным магазином на Кузнецком мосту, – стал свидетелем оккупации Москвы Наполеоном. Его памятная записка об этих событиях, до сих пор неизвестная историкам, публикуется впервые. Она рассказывает драматическую историю об ужасах войны, жестокостях наполеоновской армии, социальных конфликтах среди русского населения и московском пожаре. Биографический обзор во введении описывает жизненный путь автора в Германии и в России, на протяжении которого он успел побывать актером, купцом, масоном, лютеранским пастором и познакомиться с важными фигурами при российском императорском дворе. И.-А. Розенштраух интересен и как мемуарист эпохи 1812 года, и как колоритная личность, чья жизнь отразила разные грани истории общества и культуры этой эпохи.Публикация открывает собой серию Archivalia Rossica – новый совместный проект Германского исторического института в Москве и издательского дома «Новое литературное обозрение». Профиль серии – издание неопубликованных источников по истории России XVIII – начала XX века из российских и зарубежных архивов, с параллельным текстом на языке оригинала и переводом, а также подробным научным комментарием специалистов. Издания сопровождаются редким визуальным материалом.

Иоганн-Амвросий Розенштраух

Зарубежная образовательная литература, зарубежная прикладная, научно-популярная литература / История / Образование и наука