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.

Chicago Pollution

Climate Change in the Trumpocene Age

Bo Lidegaard argues that the US president-elect’s ability to derail global progress toward a green economy is more limited than many believe.

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.

Fake news or real views 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