1

Темная Сторона Физики

ПАСАДЕНА – Почти сто лет назад была обнаружена первая галактика, за нашей собственной галактикой, и в течение десятилетия впервые была предложена теория, что Вселенная расширяется. С тех пор, поразительные технологические разработки способствовали революционному прогрессу в области физики, астрономии, космологии и науках о жизни.

Сегодня, физика стоит на новом пороге. 4 июля 2012 года, международное сообщество по физике стало свидетелем монументального открытия в истории физики высоких энергии: бозон Хиггса. Давно предложенная гипотеза бозона Хиггса является необходимым компонентом, который утверждает Стандартную модель элементарных частиц, как “модель” реальной вселенной. Бозон Хиггса предоставляет собой массу этих частиц; без него, физический мир, как мы его понимаем, не имел бы атомов, химии или жизни.

Erdogan

Whither Turkey?

Sinan Ülgen engages the views of Carl Bildt, Dani Rodrik, Marietje Schaake, and others on the future of one of the world’s most strategically important countries in the aftermath of July’s failed coup.

Найти то, что было, до тех пор, необходимое теоретическое предсказание требовало одну из крупнейших и наиболее сложных научных попыток, которые когда-либо предпринимались: создание ускорителя частиц, Большой Адронный Коллайдер, недалеко от Женевы. Исследования, проведенные у БАКа теперь, вероятно, направят наше понимание Вселенной от мельчайших элементарных частиц до нашего исследования космологии. С 2010 по 2012 года, БАК произвел самые большие протон-протонные столкновения высоких энергий, когда-либо существовавших; и ожидаются столкновения еще более высоких энергий в 2015 году.

Физики давно ожидали, что БАК, откроет новый сектор частиц и полей, связанных с “нарушением электрослабой симметрии” и темной материей Вселенной. Два основных экспериментальных наблюдения подкрепили это ожидание. Первое было массы W и Z-бозонов - вестники слабых ядерных взаимодействий, ответственных, например, за сияние солнца. Второе, был большой набор астрофизических наблюдений, указывающих на необходимость гравитационного “строительства” во Вселенной: то есть, темная материя необходима для предотвращения разлета звезд и галактик.

Хотя обнаружение бозона может помочь нам понять источник массы элементарных частиц (в том числе собственных), природа удивила нас еще в двух направлениях. Во-первых, измеренная масса бозона Хиггса делает полной теорию “метастабильной” в отсутствие каких-либо новых физических явлений. Другими словами, Вселенная может иметь другие, энергетически более благоприятные конфигурации. Во-вторых, данные БАКа, кажется, неодобряют, хотя и не исключают, самый эстетический и математически приятный новый физический феномен, “суперсимметрия”, который был теоретизован вместе с бозоном Хиггса до его фактического открытия и необходимо обратиться к квантовым поправкам. Головоломка сохранения темной материи, в сочетании с этими соображениями, может изменить наши фундаментальные идеи и прогнозы о том, что может последовать за открытием.

Новые идеи сформулированы сейчас о самом бозоне Хиггса, открытие прямого портала к темной материи Вселенной. Сконцентрированная экспериментальная и теоретическая программы сложились в области физики элементарных частиц, космологии, астрофизики и гравитационной физики, чтобы обнаружить кандидата темной материи частиц в течение следующего десятилетия или около того. То, что поставлено на карту, это парадигмы, которые существовали в течение последних 76 лет, и которые были недавно поддержаны зрелищными измерениями космоса.

Некоторые в мире физики могли бы назвать это кризисом. Тем не менее, отсутствие экспериментальной поддержки весьма характерно для теории. Все исследования во вселенной и в физическом мире изо всех сил пытаются достичь полного понимания. В этом смысле мы находимся в постоянном кризисе и на пороге открытия. Было бы более правильным, описать физику как находящуюся на переломном этапе или на перепутье.

Физика обеспечивает развивающуюся базовую основу, на которой строятся другие области науки. И теперь, с технологическим вооружением и множеством данных, имеющихся на данный момент, наука может выйти далеко за рамки любого предыдущего прогноза и экстраполяции. Действительно, в ближайшие десятилетия, все будет более восприимчиво к серьезному пересмотру появления качественно новых междисциплинарных - и недисциплинарных нитей исследовании. Команды квантовых инженеров уже появляются в академических и научно-исследовательских институтах по всему миру. Слияние компьютерной науки и инженерии с нейробиологией уже дала результаты, которые не так давно принадлежали только научной фантастике.

Support Project Syndicate’s mission

Project Syndicate needs your help to provide readers everywhere equal access to the ideas and debates shaping their lives.

Learn more

Природа может казаться сложной, случайной, и запутанной; и она может нанести нам удар, просто как, симметрично и красиво. В любом случае, квантовая вселенная будет продолжать удивлять нас.

Перевод: Вадим Барба