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

 

Серебряная обманка
Серебряная обманка

VIII Всероссийская конференция по наноматериалам.
21-24 ноября 2023 г. состоится VIII Всероссийская конференция по наноматериалам в Москве (ИМЕТ РАН). Направления работы: фундаментальные основы синтеза нанопорошков; Наноструктурные пленки и покрытия; объемные наноматериалы; инновационные применения нанотехнологий (энергетика, машиностроение, медицина и др.) и развитие методов аттестации наноматериалов. Регистрация и подача тезисов докладов проводится до 15 сентября 2023 г. только через регистрационную форму сайта.

Перст-дайджест
В новом выпуске бюллетеня «ПерсТ»: Всегда ли смачивание уменьшает трение? Стабилизируя поры. Уроки Природы. Пингвины подсказали ученым идею создания прочного противообледенительного покрытия. Если снежинка не растает, или о температуре мыльных пузырей. XII Международная конференция “Фазовые превращения и прочность кристаллов”
памяти академика Г.В. Курдюмова (ФППК-2022)

SCAMT Workshop Week (3-в-1) - практикум по нанотехнологиям в области хим/био/IT. Санкт-Петебург, 12-19 марта
SCAMT открывает прием заявок на 10-ую юбилейную научную школу SCAMT Workshop Week, которая пройдет с 12 по 19 марта 2023 года!
SCAMT Workshop Week — первый формат научной школы по формуле: 1 неделя - 1 проект, где на одной площадке собираются участники из разных областей естественных наук.

Материалы к защитам выпускных квалификационных работ бакалавров ФНМ МГУ 2022
Коллектив авторов
Материалы к защитам выпускных квалификационных работ бакалавров ФНМ МГУ 2022 содержат следующую информацию:
• Подготовка бакалавров на факультете наук о материалах МГУ
• Состав Государственной Экзаменационной Комиссии
• Расписание защит выпускных квалификационных работ бакалавров
• Аннотации квалификационных работ бакалавров

Материалы к защитам магистерских квалификационных работ на ФНМ МГУ в 2022 году
коллектив авторов
24 - 27 мая пройдут защиты магистерских квалификационных работ выпускниками Факультета наук о материалах МГУ имени М.В.Ломоносова.

Пятилетка Олимпиады "Нанотехнологии - прорыв в будущее!": что было и что может быть в будущем
Е.А.Гудилин , А.А.Семенова
Уже более 15 лет живет и развивается Всероссийская олимпиада "Нанотехнологии - прорыв в будущее!". За всю историю Олимпиады было предложено много инновационных решений, охват олимпиадой составил более 50 000 участников по всей Российской Федерации и странам ближнего зарубежья. В статье приводятся статистические данные по Олимпиаде и возможные пути ее дальнейшего развития.

Эра технопредпринимательства

В эпоху коронавируса и борьбы с ним в существенной степени меняется парадигма выполнения творческих работ и ведения бизнеса, в той или иной мере касаясь привлечения новых типов дистанционного взаимодействия, использования виртуальной реальности и элементов искусственного интеллекта, продвинутого сетевого маркетинга, использования современных информационных технологий и инновационных подходов. В этих условиях важным является, насколько само общество готово к использованию этих новых технологий и как оно их воспринимает. Данной проблеме и посвящен этот небольшой опрос, мы будет рады, если Вы уделите ему пару минут и ответите на наши вопросы.

Технопредпринимательство в эпоху COVID-19

Небольшой опрос о том, как изменились подходы современного предпринимательства в контексте новых и возникающих форм ведения бизнеса, онлайн образования, дистанционных форм взаимодействия и коворкинга в эпоху пандемии COVID - 19.

Технонано

Технопредпринимательство - идея, которая принесет свои плоды при бережном культивировании и взращивании. И наша наноолимпиада, и Наноград от Школьной Лиги РОСНАНО, и проект Стемфорд, и другие замечательные инициативы - важные шаги на пути реализации этой и других идей, связанных с развитием новых высоких технологий в нашей стране и привлечением молодых талантов в эту вполне стратегическую область. Ниже приведен небольшой опрос, который позволит и нам, и вам понять, а что все же значит этот модный термин, и какова его суть.



 
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.