Если ты хочешь узнать, что такое бозон Хиггса, то физик, доктор физико-математических наук, ведущий научный сотрудник РАН Вячеслав Докучаев расскажет, почему его называют частицей Бога, чем бозон Хиггс отличается от остальных частиц, почему Питер Хиггс считал свое открытие бесполезным и что будет, если в стандартную модель добавить гравитацию? Готов узнать все о бозоне Хиггса за 15 минут? Ставь таймер!
Расшифровка видео
0:00
факты явления технологии события всё это
0:04
можно объяснить за 900 секунд не верите
0:07
сейчас мы попробуем вам это доказать
0:10
[музыка]
0:15
вячеслав докучаев доктор
0:17
физико-математических наук ведущий
0:20
научный сотрудник института ядерных
0:22
исследований ран специалист по ядерной
0:24
физике теории гравитации
0:26
космологии и физики космических лучей и
0:29
черных дыр
0:30
что такое бозоны из чего они состоят
0:35
в современной стандартной модели частиц
0:40
частицы делятся на 2 типа
0:43
среди всех прочих других характеристиках
0:47
эти два типа бозоны и фермионы
0:51
очень важное деления и это связано с
0:55
таким понятием как спин а дело в том что
0:59
в природе все вращается и
1:03
частички элементарные они тоже вращаются
1:07
но очень хитрым способом
1:10
вот и и вот если она крутится она ее
1:14
нельзя чуть-чуть подкрутить ее можно
1:18
подкрутить только в 2 разности быстрее
1:20
скачком это называются квантовые скачки
1:24
скачки и это
1:27
свойство называется спин спины то есть
1:31
по-английски вращения и оказывается о
1:34
том что можно скачками там менять это
1:37
угловой момент угловой момент вращения
1:39
из обычной классической физики
1:42
классической механики так вот
1:43
оказывается тот спин можно только
1:46
скачком менять и выяснилось это тоже
1:50
начиная с 20-х годов прошлого века что
1:54
от свойства и спина фирменный то либо
1:58
зон радикально зависят свойства частиц
2:02
вот например частицы
2:04
фермионы их нельзя много-много на
2:07
толкать в один бочонок они начинают
2:11
отталкиваться друг от друга а
2:14
вот бозоны можно наталкивать сколько
2:17
хочешь в ботиночек пока у тебя силы есть
2:20
туда
2:21
в общем оказывается у них абсолютно
2:24
радикально разные свойства
2:27
и вот значит
2:31
возникла вот такое деление на фермионы и
2:34
бозоны и
2:35
фермионы это обычно но частицы нашей
2:39
материи оба зоны это
2:43
частицы и поля связанные с этими
2:46
бозонами которые осуществляют
2:49
взаимодействие между частиц а
2:52
элементарные частицы
2:54
элементарные частицы то некой устаю
2:57
ускорил устаревшее название
2:59
вообще всех частиц стандартной модели и
3:03
вот когда вот это все возникла квантовая
3:07
механика и стали появляться вот эти
3:10
первые частицы смотрите какие мы там
3:13
электрон протон обнаружили еще с
3:15
химических времен потом позитрон потом
3:18
нейтрон дейтон и
3:21
их называли элементарными частицами
3:24
думали что это последнее кирпичики
3:27
мироздания
3:31
оказалось что они сами имеют структуры
3:35
что каждый протон он еще из трех кварков
3:38
состоит а в каждом кварки там внутри еще
3:41
9 между с ними глюоны летают то есть
3:45
структура страшно сложные очень хитрая а
3:48
глион и имеют 9 цветных зарядов
3:53
специальный заряд называется цвет если в
3:56
электричестве два заряда плюс и минус а
3:59
там 8 и
4:00
вот их условно физики догадались назвать
4:04
поехали пара разными цветами есть анти
4:07
заряды есть гурион сине-красный а есть
4:11
сине-зеленый а есть и хантик защит
4:15
кварки еще бывает анти-кварка сложнейшая
4:18
структура возникла и это сложная
4:21
математика сложная физика так вот бозоны
4:24
это вот это частица с целыми спинами вот
4:28
что такое частей частица физики в
4:30
современной все делится на частицы и на
4:34
поля
4:36
значит вот частицы это грубо говоря
4:39
сгустки полей и они вот это квантовый
4:43
мир механика говорит они все дискретные
4:46
здесь такая масса такая масса вот hips
4:49
сказал какая масса должна быть у этого
4:51
сгустка а
4:54
бозоны они осуществляют взаимодействие
4:57
между вот этими
4:59
разными частицами материи оба зон хигса
5:04
определяет их массы вот почему он
5:08
страшно важен чем базан хигса отличается
5:11
от остальных частиц он очень хитро хитро
5:15
очень устроены я говорю что это не
5:17
называется спонтанное нарушение
5:19
симметрии
5:21
что вообще не в не должно быть таких
5:23
частиц никаких и масса непонятно откуда
5:26
взять этот хикс шотландец сказал а вот я
5:31
возьму уравнение гинзбурга ландау оно
5:35
используется и для объяснения
5:37
сверхтекучести сверхпроводимости и в
5:40
твердом теле в общем это одно из самых
5:43
широко используемых
5:44
формализм of вот это уравнение гинзбурга
5:47
ландау стандарт это спонтанное нарушение
5:51
симметрии
5:52
что в этих теориях
5:53
за счет флуктуаций там может спонтанно
5:57
родиться вот этот хиггсовский бозон
6:00
он родился его и нашли что такое
6:04
стандартная модель и почему ее всегда
6:06
упоминают при разговоре о бозоне хиггса
6:10
стандартная модель это аналог
6:13
современной химической таблицы элементов
6:17
менделеева
6:18
но для частиц
6:20
эта схема таблица всех частиц из которых
6:25
состоит мироздание нашим вселенной
6:28
вообще всех известных на сегодняшний
6:30
день и
6:31
hex завершает но туда входит электрон
6:35
протон
6:37
кварки и глюоны
6:39
позитроны мезоны там взвод к количеству
6:43
части омега минус гипер он сам и тяжелые
6:47
частицы состоящий из разных комбинаций
6:50
кварков вот и
6:53
завершает эту модель и эту таблицу
6:57
бозон хигса что такое поле хиггса
7:02
физики делят все вот то что у них
7:06
формализме на материю и поля вообще
7:11
говоря материи нет есть только поля но
7:14
некоторые поля
7:16
могут конденсироваться в материалы с
7:20
гост очки вот этих волн и вот эти
7:24
сгустки это частицы вот есть нечто что
7:27
есть природе
7:30
вот есть магнит подносим он отклоняется
7:34
магнитная стрелка потом другими
7:37
приборами оказалось магнитное поле взяли
7:40
батарейку конденсатора смотрят а там
7:43
электрическое поле дотронулись до концов
7:46
батареек шандарахнуло молния
7:48
есть электрическое поле и возникло
7:52
понятие поле вот поле оказалось это
7:55
самое главное понять ее в природе это то
7:58
что существует в природе и
8:02
современная физика достигла уровня что
8:06
эти поля можно описывать
8:08
уравнениями
8:10
получать предсказания проверять на
8:13
эксперименте и получать доказательства
8:16
из либо зонтик создает массу остальным
8:18
частицам то кто дает массу ему ему массу
8:22
дает спонтанное нарушение симметрии вот
8:26
эти флуктуации они так вот вот действует
8:30
так хитрым образом слушайте-слушайте что
8:34
условно говоря физики угадали эту модель
8:37
вот смотрите пока развивалась квантовой
8:39
механика там много шло методом
8:41
угадывания а давайте вот так попробуй
8:44
давайте так а давайте так от шрёдингер
8:47
сказал а может быть вот эти фотоны
8:50
электроны может быть это а никакого это
8:53
не частицы а может быть это волны и
8:56
возник корпускулярно-волновой дуализм
8:59
вот я вам уже говорил что все частицы в
9:03
мире это сгустки и полей
9:07
это волны сгустки то состоят из волн и
9:11
фотон он при когда в глаз ударяет он как
9:16
частицы летит а когда распространяется
9:18
он как волна он может интерферировать
9:22
и когда фотоны проходят через две щели
9:24
то или электроны то возникает картина
9:28
интерференция и вы видите что в
9:31
некоторые места он вообще не попадают
9:33
другие попадает как интерференция волн
9:36
от 2
9:39
быстро движешься моторных лодок почему
9:42
нам так важно было его найти
9:44
такой стали понимать это мы теперь на
9:47
этом уровне закрепились что так мы
9:50
друзья мы идем по правильному пути то
9:53
есть было вот это предсказание и оно
9:56
подтверждено опытом я говорю в чем
9:59
достижение величия естественных наук
10:02
есть критерий истины эксперимент и
10:04
теперь мы опираясь на вот это знание
10:08
будем дальше продвигаться
10:10
открытие бозона хиггса добавила физиком
10:13
загадок каких analogue очень просто
10:16
смотрите вот вы находитесь на некой
10:20
площадке круглый вот вы и все обошли все
10:24
изучили думайте а что дальше стукнулись
10:28
в одно место ток 0 из другой там изучили
10:31
расширили кровь теперь вот это вы знаете
10:35
но чем больше вы его расширяете вот этот
10:39
периметр неизвестного все больше
10:41
установится понимаете и вы не знаете
10:44
есть ли там окончании значит смотрите
10:47
физики хотят построить единую теорию
10:52
обобщая вот эту стандартную модель
10:54
главное сейчас задача добавить туда
10:57
гравитацию она сейчас не добавлено она
11:00
существует отдельно как классическая
11:03
теория там нет постоянной планка
11:06
вот-вот везде вот в этой стандартной
11:09
модели самая главная буковка h
11:11
постоянная планка что будет если
11:14
добавить в стандартную модель гравитация
11:18
поменяется уровень познания нашего
11:22
кота просто радикально поменяется
11:25
потому что мы тогда узнаем как устроена
11:28
черная дыра внутри и мы тогда узнаем что
11:31
такое белые дыры есть ли они и мы узнаем
11:35
можно ли проникнуть в мульте вселенную
11:38
дальше и как вам туда переехать всем
11:42
благополучно этим летом я открыл кое-что
11:46
совершенно бесполезная писал питер fix о
11:48
своем открытии почему он так считал а
11:51
потому что он думал что его никогда не
11:54
откроет он теоретически этом сказал 60
11:57
лет назад и
11:59
он 60 лет назад ну там 1 40 лет он думал
12:03
всю никогда не открывать а последние 20
12:06
лет он думал надо дожить когда стали
12:08
строить коллайдеры а вдруг он вдруг ну
12:11
что никто не знал его массу там что
12:14
свойства все были предсказаны как что и
12:17
вот если он есть тотала массы всех
12:20
частиц фиксируются через его массу ну а
12:24
а она не известно и поэтому он сказал
12:27
что-то бесполезное
12:29
оказалось это не только без пей вот его
12:32
назвали частицей бога потому что он дает
12:36
масса всем частицам который все
12:39
вселенные составляют он самая главная
12:42
частица оказывается
12:44
вот этот бозон хигса и он
12:47
заполнил все стандартную вот эту сейчас
12:51
модель частиц то есть до конца вот это
12:54
ее она построена что сейчас происходит
12:58
исследование какие новости есть в
13:00
научном мире на эту тему да есть новости
13:03
да пока они происходят у нас на уровне
13:08
разговоров между с физиками что есть
13:11
звоночки что то есть там над на
13:14
ускорителе обнаружено какие-то
13:17
аномальные события которые возможно
13:20
свидетельствуют о выходе за стандартную
13:23
модель теоретики пытаются объяснить эти
13:26
аномальные звоночки но пока звоночки это
13:31
в том смысле что полученный эффект с
13:33
очень плохой точностью
13:36
12 знаков
13:38
один знак то ли один то ли 10 понимаете
13:42
это вот как вот в астрономии там много
13:45
это же точно известно вот масса солнца и
13:48
вам известно чье точностью ну там четыре
13:51
десятичных знака а вот массы планет или
13:57
звезд известно с точностью до десятки
14:00
вот мы видим звезду и 2 то ли 1
14:04
солнечный мало то ли 10 это великое
14:07
достижение в астрономии и физике хотят
14:11
точности лучший как бозон хигса может
14:15
помочь в изучении космической темной
14:17
материи изучай самбо зон мы
14:21
улучшаем предсказание и точности для
14:24
масс частиц и мы предсказываем с его
14:28
помощью какие могут быть частицы тёмной
14:31
материи и
14:32
даем
14:34
экспериментатором наводку
14:37
что бозон хигса говорит что частица
14:40
тёмной материи должна быть в 1500 раз
14:44
тяжелее протона
14:46
ищите в этом месте создайте ускоритель
14:50
чтобы было энергию у него как у 1500
14:53
протонов стукните вместе и там родиться
14:57
частицы тёмной материи с
14:59
указаниями следующими из знаний
15:04
физиков о бозоне хиггса
15:07
наше время почти истекло
15:09
что ещё нужно успеть сказать
15:12
нужно успеть сказать что в рамках мы
15:16
сейчас говорим а вот этой частицы бога
15:18
бозон хигса который основан на квантовой
15:21
механики и вот там сейчас четыре
15:26
взаимодействия
15:27
ядерная
15:29
электромагнитная слабая и
15:33
электрическая игры есть еще
15:35
гравитационное взаимодействие отдельно
15:37
вот эти четыре объединены в стандартную
15:40
схему
15:41
надо туда добавить гравитацию пока мы не
15:43
знаем как это очень сложно вот и но что
15:48
важно сказать почему физики очень так
15:52
уверены в том потому что например вот
15:55
самое наибольшее и хорошо проверенной
15:58
части стандартной модели это квант его
16:01
электродинамика там точности достигнуты
16:05
послушайте внимательно
16:07
измерение характеристик частиц
16:10
где вот некие характеристики измерены с
16:14
точностью
16:15
12 десятичных знаков
16:19
вот некая величина там аномальный момент
16:22
известно с точностью до 12 они все
16:26
разные десятичных знаков вот такая
16:29
точность командовали перед нами ки это
16:31
высшее достижение человечества нигде
16:34
больше больше такой точности нету везде
16:37
вот вот вершина и вот дальнейшее
16:42
развитие что нам даст вот это все даст
16:45
увеличение точности во всех других
16:47
частях стандартной модели им возможно за
16:50
ее пределами при обобщениях есть то
16:54
добавить пишет комментариях
16:57
[музыка]