Как выяснилась неравноправность материи и антиматерии?

Материя начинает аннигилировать с антиматерией

О тупой вере в симметрию взаимодействий Практически сразу вслед за открытием нарушения зеркальной симметрии (между правым и левым) в слабом взаимодействии, было экспериментально доказано и нарушение зарядовой симметрии, т.е. неинвариантность относительно замены частицы на античастицу. Тогда Львом Ландау было введено … Читать далее

Как догадались, что слабое взаимодействие различает право и лево?

Нарушенная зеркальная пространственная симметрия слабого взаимодействия

Как приходило понимание асимметрии слабого взаимодействия Вслед за пионами, в 1947 г. были открыты положительно заряженные каоны, которые распадались на два или на три пиона. Распады были сравнительно медленным, т.к. происходили благодаря слабому взаимодействию. Состояние из двух пионов симметрично относительно … Читать далее

Как начались поиски частиц, не входящих в состав вещества?

Пион считали переносчиком сильного взаимодействия

Как надеялись, что пион — переносчик сильного взаимодействия… За первые три десятилетия XX века сложилось представление, что взаимодействие между электрически заряженными частицами происходит за счет обмена квантами электромагнитного поля — фотонами. По аналогии, в 1934 г. Хидэки Юкава предсказал новую … Читать далее

Как наука развивалась в античном мире?

Древнегреческие учёные положили начало физике

Продвигаясь шаг за шагом из Древней Греции в Европу через восток… Первой считается Милетская школа в начале VI в. до н.э. — Фалес и его ученики Анаксимандр, Анаксимен. Она просуществовала около столетия и оставила после себя астрономические наблюдения, календарь, солнечные … Читать далее

Насколько хорошо физика предсказывает наблюдения и открытия?

Обнаружение носителей слабого взаимодействия было триумфом физики элементарных частиц

О потрясающих результатах физики элементарных частиц и космологии Современное знание о микромире и космосе пока ещё далеко от совершенства. Например, не удается детально описать сильные взаимодействия элементарных частиц, или однозначно объяснить отсутствие антиматерии в космосе и темп расширения Вселенной. Однако, … Читать далее

Как фундаментальная физика связана с действительностью?

Фотография плеча, сделанная в рентгеновских лучах

Создавая новые технологии в процессе изучения мироздания В различных областях науки имеется много примеров, когда выход на новые технологические уровни происходил непреднамеренно и начинался с повседневной работы и фантазий ученых. Исследование новых областей в физике так же не раз приводило … Читать далее

Какое влияние на физическую космологию оказала физика элементарных частиц?

Синяя звезда светится, излучая фотоны

Прикладывая знания о фундаментальных взаимодействиях ко Вселенной Еще в начале двадцатого века не было известно о существовании множества галактик, и Вселенная отождествлялась с нашей галактикой, называемой Млечный Путь, а другие галактики представлялись непонятными туманностями. Изучая пульсирующие звезды в туманности Андромеды, … Читать далее

Какова роль квантовой теории поля в физической космологии?

Гипотетический объект -- шар конденсата квантового поля

О непрерывном движении полей элементарных частиц во Вселенной Когда квантовая теория электромагнитного поля была расширена для описания слабого и сильного взаимодействий, в нее были введены поля еще не известных к тому времени частиц, имеющих нетипичные свойства и обнаруженных в последующих … Читать далее

Почему полезно знать о частицах, которых нет вокруг нас?

Детектор для изучения кварк-глюонной плазмы

Обильно рождаясь в каждом столкновении пучков коллайдера Действительно, большая часть наблюдаемой материи состоит лишь только из трех разновидностей элементарных частиц: протонов, нейтронов и электронов. Кроме того, в пространстве Вселенной имеются нейтрино и кванты электромагнитного излучения — фотоны. Другие разновидности элементарных … Читать далее

Что является предметом изучения современной физики элементарных частиц?

Точка столкновения в детекторе на большом адронном коллайдере

О планомерном открытии разнообразия частиц, одной за другой Во второй половине прошлого столетия были созданы стройные теоретические схемы, описывающие взаимодействия известных элементарных частиц и предсказывающие существование ещё не открытых в то время. В наши дни важнейшей задачей для ученых является … Читать далее

Как связаны физика элементарных частиц и квантовая теория поля?

Кванты поля -- элементарные частицы оставляют в детекторах след из пузырьков

Предсказывая новые частицы и объясняя свойства тех, что уже известны В основе представлений об устройстве природы лежит понятие элементарной частицы и ее влияние на окружение. Когда одна частица оказывается недалеко от другой, обе испытывают действие сил, откуда и происходит понятие … Читать далее

Как узнали о многообразии элементарных частиц?

Большому коллайдеру БАК -- сложнейший детектор ATLAS

Медленно, но верно открывая предсказанные теорией частицы… Своими собственными руками физики дают возможность родиться всё новым и новым разновидностям частиц, не существующим в веществе. Это рождение происходит, когда пучки частиц сталкиваются друг с другом или с мишенью на специально построенных … Читать далее

Как завоевала доверие Стандартная Модель электрослабых взаимодействий?

Пузырьки показывают след электрона после испускания нейтрального промежуточного бозона

Об одной из вершин человеческой мысли в физике частиц В соответствии с существовавшей в 60-ые годы моделью слабых взаимодействий, созданной на основе теории бета-распада Ферми, мюонное нейтрино при взаимодействии в веществе должно превращаться в мюон. При этом появившийся электрический заряд … Читать далее

Кто первым понял, как устроен атом?

Электроны вращаются по орбитам вокруг ядра атома

Двигаясь по атомным орбитам без излучения С точки зрения классической электродинамики, электрон в планетарной модели атома должен был бы излучать непрерывно и, потеряв энергию, упасть на ядро. В 1913 г. Нильс Бор предположил, что электроны в атоме могут двигаться только … Читать далее

Как догадались о существовании нейтрино?

Нейтрино появляется в бета-распаде нейтрона в ядре

Вылетая вместе с электронами и унося невидимую энергию Открытие нейтрона, казалось, внесло ясность в строение вещества. Все элементарные частицы, необходимые для построения атома были известны. Оставалось только неясным, откуда берутся электроны, которые наблюдаются при радиоактивном распаде ядер, если они не … Читать далее

Как в физике происходят «случайные» открытия?

Нейтрино от взрыва старой звезды -- вспышки сверхновой

Ожидая антинейтрино от солнца, но получив их от сверхновой После того, как колоссальное количество работы проводится учёными по поиску стройной теоретической схемы или по созданию экспериментальной установки, новое знание приходит как-бы само собой. Важным примером этого является регистрация антинейтрино от … Читать далее

Есть ли основания доверять научной фантазии?

Лазерный луч используется очень во многих целях

Делая реальным то, что существует в воображении Ярким примером реализации фантазии человека является лазер. Мощь узкого светового луча издавна интуитивно осознавалась людьми и была увековечена в романах «Война миров» Герберта Уэльса и «Гиперболоид инженера Гарина» Алексея Толстого, написанных в 1897 … Читать далее

Каким образом фундаментальная физика продвигается вперёд?

Самый простой эксперимент по теории гравитации

Как физический эксперимент и теория подталкивают друг друга С давних времен наука развивалась чередованием экспериментальных и теоретических исследований. На основании эксперимента ученые строили теорию, и если ее предсказания совпадали с результатами и других экспериментов, такую теорию принимали и ее придерживались. … Читать далее

Можно ли утверждать, что во Вселенной нет ничего, кроме известного на сегодня?

Поверхность гипотетического космического нетопологического солитона из конденсата квантового поля

О возникновении частицах из конденсата квантового поля Космические наблюдения последних десятилетий привели ученых к заключению о существовании темной материи и энергии, природа которых не ясна. Теоретическая физика дает разнообразные удивительные объяснения этих явлений. Например, можно ожидать, что в космическом пространстве … Читать далее

Как догадались о существовании нейтронов?

Три кварка связаны в нейтрон

Неприметные в атомном ядре, зато проникающие в виде радиации В начале тридцатых годов стало ясно, что ядро не может, как считалось в то время, состоять из протонов и электронов, что электроны, вылетающие из ядра при бета-распаде, рождаются в момент распада, … Читать далее

Как начались исследования электрона и структуры атома?

Первый рукотворный источник электронов -- катодная трубка

О неизвестной энергии, излучаемой катодом и радием… В открытии электрона заметную роль сыграли так называемые катодные лучи. Первоначально, для объяснения этого явления была выдвинута волновая гипотеза: катодные лучи представляют собой процесс в эфире. Английский физик Уильям Крукс высказал идею, что … Читать далее