| Главная|Системная классификация|Поиск | Вход |
Системная классификация археологической науки
| Фрагменты|Понятия|Граф|Поиск |
Просмотр понятия
| Физика элементарных частиц | Физика элементарных частиц (ФЭЧ), часто называемая также физикой высоких энергий - раздел физики, изучающий структуру и свойства элементарных частиц и их взаимодействия.
Основное орудие исследования в теоретической физике элементарных частиц - квантовая теория поля. Т.е. любая элементарная частица - это не <кусочек> какой-то сплошной материи, а определённое (одночастичное) возбуждение абстрактного гильбертового пространства. Можно сказать, что весь наш мир видится в ФЭЧ как вектор в гильбертовом пространстве состояний, который <вращается> в нем со временем. Главным результатом современной теоретической физики элементарных частиц является Стандартная Модель. За последние пару десятков лет её предсказания были многократно перепроверены в экспериментах, и в настоящее время она - единственная физическая теория, адекватно описывающая устройство нашего мира вплоть до расстояний порядка 10−18м. Взаимодействие частиц в ФЭЧ принципиально отличается от взаимодействия объектов в других областях физики. Например, в механике мы изучаем движение тел, которые, в принципе, могут друг с другом взаимодействовать. Однако как именно, за счет чего такое взаимодействе происходит - механика не изучает. В противоположность этому, ФЭЧ уделяет одинаковое внимание как самим частицам, так и процессу их взаимодействия. Связано это с тем, что в ФЭЧ удается описать электромагнитное, сильное и слабое взаимодействие как обмен виртуальными частицами. Важным постулатом в таком описании явилось требование симметрии нашего мира относительно калибровочных преобразований. Равноправие частиц и их взаимодействий красивым образом проявляется в суперсимметричных теориях, в которых постулируется существование в нашем мире еще одной скрытой симметрии: суперсимметрии. Можно сказать, что при преобразовании суперсимметрии частицы превращаются во взаимодействия, а взаимодействия - в частицы. Уже отсюда видна исключительная фундаментальность ФЭЧ - в ней делается попытка понять многие свойства нашего мира, которые до этого (в других разделах физики) принимались лишь как данность. Экспериментальная ФЭЧ Экспериментальная физика элементарных частиц делится на два больших класса: ускорительную и неускорительную. Ускорительная ФЭЧ - это разгон долгоживущих элементарных частиц в ускорителе (коллайдере) до высоких энергий и столкновение их друг с другом или с неподвижной мишенью. В процессе такого столкновения удается получить очень высокую концентрацию энергии в микроскопическом объёме, что приводит к рождению новых, обычно нестабильных, частиц. Изучая характеристики таких реакций (количество рождённых частиц того или иного сорта, зависимость этого количества от энергии, типа, поляризации исходных частиц, от угла вылета и т.д.), можно восстановить внутреннюю структуру исходных частиц, их свойства, то, как они взаимодействуют друг с другом. Неускорительная ФЭЧ - это процесс <пассивного наблюдения> за нашим миром. В неускорительных экспериментах поставщиком элементарных частиц является Природа, а от исследователя требуется лишь внимательно следить за происходящим. Типичные неускорительные эксперименты - наблюдение за нейтрино в так называемых нейтринных телескопах, ожидание распада протона, двойного безнейтринного бета-распада и прочих крайне редких событий в большом объеме вещества, эксперименты с космическими лучами |