Нанотехнологическое сообщество Нанометр, все о нанотехнологиях
на первую страницу Новости Публикации Библиотека Галерея Сообщество Объявления Олимпиада ABC О проекте
 
  регистрация
помощь
 

Метафорическое представление хиггсовского механизма

Ключевые слова:  бозон Хиггса, периодика, поле Хиггса, Просто о сложном, тьютору, хиггсовский механизм

Автор(ы): Асмолова Екатерина Александровна

Опубликовал(а):  Асмолова Екатерина Александровна

03 ноября 2013

Нобелевская премия 2013 года по физике была присуждена Питеру Хиггсу и Франсуа Энглеру за открытие механизма нарушения электрослабой симметрии. Премию дали за теоретические работы, позволившие объяснить появление массы у элементарных частиц. Выводы Хиггса и Энглера были подтверждены экспериментально в 2012 году, когда физикам удалось обнаружить бозон Хиггса.

Приведенный ниже материал является переводом оригинальной интерактивной презентации, он позволяет через доступные простому обывателю образы объяснить сложнейший Хиггсовский механизм.

Вездесущее присутствие фонового хиггсовского поля сказывается на движении частиц строго определенным образом — оно затрудняет ускорение частиц, но не мешает их равномерному движению. Частицы становятся более инертными, под действием внешних сил они начинают двигаться как-то неохотно — иными словами, у них появляется масса. Эта масса тем больше, чем сильнее они «цепляются» за хиггсовское поле. Впрочем, некоторые частицы, например фотоны, не цепляются напрямую к хиггсовскому полю и остаются безмассовыми.

Многие, стараясь объяснить на повседневном языке, как работает хиггсовский механизм, прибегают к всевозможным образным сравнениям и метафорам. Сразу оговоримся, что все они на самом деле не объясняют его, а только наглядно иллюстрируют основную мысль — при движении частицы сквозь какую-то среду может появиться инертность.

Некоторые сравнивают поле Хиггса с чем-то в роде космической мелассы... затягивающей в себя все, что оказывается на достаточно близком расстоянии; другие проводят аналогию между хиггсовским полем и людьми на вечеринке (существует также версия, адаптированная для политиков)...

Но П.Хиггс и Ф.Энглер посчитали, что наиболее наглядно поле Хиггса можно представить через образ заснеженной равнины... а движение элементарных частиц в нем сравнить с перемещением по снежному покрову различных персонажей.

... лыжник легко скользит по снегу... женщина в снегоступах, передвигаясь, испытывает затруднения уже в большей степени, чем лыжник. Мужчина в тяжелых ботинках с трудом бредет, проваливаясь в снег на каждом шагу... В то время как птица совершенно беспрепятственно пролетает над белой равниной.

Поле Хиггса подобно представленному снежному полю...

Но вместо несчетого количества снежинок, поле Хиггса состоит из множества элементарных частиц - хиггсонов, бозонов Хиггса.

Частицы, которые взаимодействуют с полем Хиггса, имеют массу.

Подобно упомянутому лыжнику, электроны слабо взаимодействуют с полем Хиггса. Они обладают очень малой массой.

Подобно обутым в снегоступы людям, кварки, из которых состоят адроны, в частности, протон и нейтрон, взаимодействуют с полем сильнее. Они имеют несколько большую массу.

W- и Z-бозоны продираются сквозь поле Хиггса, как люди в тяжелых ботинках, погрязшие в снегу. Их масса в тысячи раз больше.

Фотоны, глюоны совершенно не взаимодействуют с полем. Они безмассовые.

Пятьдесят лет назад, физики понятия не имели, почему некоторые частицы имеют массу, а другие частицы - нет. Для ответа на этот вопрос не хватало чего-то, представлений, опираясь на которые можно было бы это объяснить.

Поэтому они придумали бозон Хиггса, и искали его до настоящего времени...

Неуловимую, недостающую снежинку в Хиггсовской теории падающего снега...

Иллюстрации: Нигель Холмс, перевод: Екатерина Асмолова;

Графика: Джонатан Курум, Алисия ДеСантис, Ксакюин Г.В. и Джош Уильямс.

Прикрепленные файлы:
higgs.rar (3.68 МБ.)

 

В статье использованы материалы: NanoCamp


Средний балл: 10.0 (голосов 5)

 


Комментарии
Палии Наталия Алексеевна, 20 января 2014 21:57 

Для того чтобы оставить комментарий или оценить данную публикацию Вам необходимо войти на сайт под своим логином и паролем. Зарегистрироваться можно здесь

 

Нанолента для нанокосы
Нанолента для нанокосы

Все члены сборной России получили медали на 30-й Международной биологической олимпиаде для школьников
21 июля в Сегеде (Венгрия) подвели итоги 30-й Международной биологической олимпиады для школьников. Российская сборная на состязании завоевала три серебряные медали и одну бронзовую.

Шесть медалей завоевали российские школьники на 60-й Международной математической олимпиаде
Стали известны итоги 60-й Международной математической олимпиады для школьников, которая проходила в Бате (Великобритания). Российская сборная завоевала две золотые и четыре серебряные медали.

Участие НТ-МДТ Cпектрум Инструментс в международной конференции ACNS’2019
Участие НТ-МДТ Cпектрум Инструментс в международной конференции ACNS’2019. Тезисы доклада Быкова В.А.

3D нанотехнологии в физике, химии, биологии, медицине и инженерном искусстве
И.В.Яминский
Материалы лекции проф. МГУ, д.ф.-м.н., генерального директора Центра Перспективных технологий И.В.Яминского "3D нанотехнологии в физике, химии, биологии, медицине и инженерном искусстве". 3D принтер, сканирующий зондовый микроскоп и фрезерный станок. Что общего между ними? Как конструировать их своими руками? Небольшой экскурс в практические нанотехнологии. Поучительная история о создании сканирующего туннельного микроскопа. От идеи до нобелевской премии за 5 лет. Взгляд в микромир – от атомов и молекул до живых клеток. Как взвесить массу одного атома? Вирусы и бактерии – наши друзья или враги? Медицинские приложения нанотехнологий – нанобиосенсоры для обнаружения биологических агентов.

Материалы и пленочные структуры спинтроники и стрейнтроники
В.А.Кецко
Девятый Наноград, проходивший в Ханты - Мансийске, собрал талантливых школьников, интересных лекторов и преподавателей в области наноматериалов, нанотехнологий и технопредпринимательства. В сообщении даны материалы лекции д.х.н., в.н.с. ИОНХ РАН В.А.Кецко "Материалы и пленочные структуры спинтроники и стрейнтроники".

Лекции и семинары от ФНМ МГУ на Нанограде
Е.А.Гудилин
Девятый Наноград, проходивший в Ханты - Мансийске, собрал талантливых школьников, интересных лекторов и преподавателей в области наноматериалов, нанотехнологий и технопредпринимательства. Ниже даны материалы лекций и семинаров представителя ФНМ МГУ проф., д.х.н. Е.А.Гудилина.

Технопредпринимательство на марше

Мы традиционно просим вас высказать свои краткие суждения по вопросу технопредпринимательства и проектной деятельности школьников. Для нас очевидно, что под технопредпринимательством и под проектной деятельностью школьников каждый понимает свое, но нам интересно ваше мнение, заодно вы сможете увидеть по мере прохождения опроса, насколько оно совпадает или отличается от мнения остальных. Ждем ваших ответов!

О наноолимпиаде замолвите слово...

Прошла XII Всероссийская олимпиада "Нанотехнологии - прорыв в Будущее!" Мы надеемся, что нам для улучшения организации последующих наноолимпиад поможет электронное анкетирование. Мы ждем Ваших замечаний, пожеланий, предложений. Спасибо заранее!

Опыт обучения в области нанотехнологического технопредпринимательства

В этом опросе мы просим поделиться опытом и Вашим отношением к нанотехнологическому технопредпринимательству и смежным областям. Заранее спасибо за Ваше неравнодушие!



 
Сайт создан в 2006 году совместными усилиями группы сотрудников и выпускников ФНМ МГУ.
Сайт модернизирован для ресурсной поддержки проектной деятельности учащихся в рамках ГК 16.647.12.2059 (МОН РФ)
Частичное или полное копирование материалов сайта возможно. Но прежде чем это делать ознакомьтесь с инструкцией.