Диалоги о бозоне Хиггса и странной физике микромира. Часть вторая.

Папа: “Итак, вчера мы начали говорить с тобой о бозоне Хиггса. Помнится, я успел рассказать, что бозон Хиггса помогает объяснить почему масса-энергия и пространство-время это не отдельные понятия, а только разные способы их восприятия.”

Джимми: “Да, это я помню. Но как он это делает?”

Папа: “Ну, Ньютон не смог объяснить, почему у объектов есть масса, и Эйнштейн не смог объяснить, почему у объектов есть масса-энергия, а вот бозон Хиггса показывает, что масса-энергия существует, потому что наше восприятие разбивает единое поле на массу-энергию и пространство-время, которые являются лишь двумя разными сторонами единого поля.”

Джимми: “Окей, но я спрашиваю КАК он это делает.”

Папа: “Хорошо. Единое поле, фермионы и бозоны - это часть теории, которая называется квантовая теория поля.”

Джимми: “Что это?”

Папа: “Это теория, которая не очень хорошо согласуется с теорией относительности Эйнштейна.”

Джимми: “Почему?”

Папа: “Смотри. Ты знаешь, что масса Земли сильно влияет на движение объектов вблизи нее, но,  на самом деле, масса всех объектов  влияет на движение всех объектов, даже если они находятся очень далеко друг от друга. Другими словами, эффект  гравитации имеет бесконечный радиус действия. Правда, этот эффект не очень хорошо заметен, если только масса объекта не достаточно велика и другие объекты не находятся близко.”

for_boson_2_1

Джимми: “Да, ты говорил мне об этом в прошлом месяце.”

Папа: “Я просто напоминаю тебе, потому что ты, возможно, представляешь, что такие  маленькие объекты, как атомы, не должны особенно заботиться о гравитации. Чтобы хоть какой-нибудь гравитационный эффект был заметен столь малых объектов, расстояния между ними должны быть очень и очень малы. К счастью (или нет), на сегодняшний день мы почти никогда не подбираемся так близко, чтобы эти эффекты влияли на на наши квантовые измерения.”

Джимми: “Ты имеешь ввиду, что уравнения, которые мы используем, чтобы описывать квантовые системы, никак не учитывают гравитацию?”

Папа: “Да, и с другой стороны, если воспользоваться теорией Эйнштейна для описания наблюдаемых квантовых частиц, то можно получить весьма интересные парадоксы.”

Джимми: “Например?”

Папа: “Когда две частицы взаимодействуют друг с другом, а затем перемещаются в противоположные точки земного шара. Если ты со своими друзьями измерите такие частицы, вы увидите, что ваши измерения с одной стороны Земли имеют поразительную корреляцию с измерениями твоих друзей с другой стороны Земли.”

Джимми: “Ты имеешь ввиду, что частицы могут общаться друг с другом?”

for_boson_2_4

Папа: “Да, только вот корреляция происходит мгновенно - и никакому сигналу не хватит времени, чтобы долететь с одного конца Земли на другой.”

Джимми: “Так это как гравитация - один объект может влиять на другой без соприкосновения?”

Папа: “Физики называют это “нелокальность”. Но Эйнштейн говорил, что если нелокальность существует, то ты бы мог вернуться назад во времени, убить меня перед твоим рождением, таким образом предотвратив собственное рождение, и это не противоречило бы законам пространства-времени.”

Джимми: “Нет уж, убивать тебя я бы точно не стал. А что касается утверждения Эйнштена, то оно просто бессмысленно.”

Папа: “Да, поэтому-то нелокальность невозможна. Но был еще один ученый, мистер Белл, который показал существование другой возможности: ни одна из частиц просто не является реальной.”

Джимми: “Еще лучше...”

Папа: “Если не веришь мне -- можешь погуглить в интернете -- большинство физиков больше не верит в реалистичность мира. Особенно они не верят в то, что свойства квантовых объектов определены до того, как мы их измерили (это называется контрфактуальной определенностью).”

Джимми: “Зачем физики придумывают столько страшных длинных слов для описания мира?”

for_boson_2_3

Папа: “На самом деле, эти слова новые для тебя потому что все, что ты думаешь, ты знал - не более, чем восприятия, а теперь тебе надо понять, что существует на самом деле.”

Джимми: “Хорошо, я попробую. Что такое контрфактуальный?”

Папа: “Это результат измерения, которое никто не делал.”

Джимми: “Такое существует?”

Папа: “Ну, конечно, нет. Результат - это последствие действия, а не совершенные действия не имеют результатов. Но такой великий человек, как Эйнштейн, верил в контрфактуальность.”

Джимми: “Почему?”

Папа: “Потому что если контрфактуальность  не существует, то реальные объекты возникают только тогда, когда мы на них смотрим. А Эйнштейну хотелось думать, что даже когда никто не смотрел на Луну - она все равно висела над горизонтом.”

Джимми: “Ладно-ладно, Так что такое бозон Хиггса?”

Папа: “Снова ты про свой бозон… давай лучше продолжим завтра?”

P.S. Завтра опубликуем заключительную часть диалога! Оригинальный текст на английском можно прочитать здесь. И вообще - присоединяйтесь к нашему сообществу!

Комментарии: