Все теории Великого объединения предсказывали распад протона. Но эксперименты десятилетиями фиксируют одно и то же: ноль.
*https://www.youtube.com/watch?v=Mk4YK6FWfRc
**https://300.ya.ru/v_f6L9e2u8
таймкоды
00:00:00 Введение
- Обсуждение одной из самых странных и дорогих историй в физике.
- Учёные десятилетиями искали распад протона, но без успеха.
00:00:35 Теория великого объединения
- В рамках теории великого объединения протон не является абсолютно стабильным объектом.
- Кварки внутри протона могут переходить друг в друга, что приводит к нарушению барионного числа и распаду протона на более лёгкие частицы.
00:01:45 Предсказания и первые попытки
- Теории великого объединения предсказывают распад протона на позитрон и нейтральный пимезон.
- Первые попытки найти распад протона начались в 1960-х и 1970-х годах в лабораторных экспериментах.
00:03:19 Эксперименты в США и Японии
- В США построен детектор B, который работал с 1982 по 1991 год.
- В Японии построен детектор Kamiokande, работавший с 1983 по 1996 год.
00:05:04 Супер-Камиоканде
- Супер-Камиоканде использует 50 тысяч тонн идеально чистой воды, которая в миллион раз чище питьевой воды.
- Несмотря на огромные затраты, распад протона не обнаружен.
00:06:15 Финансовые затраты и выводы
- Постройка Super Kamiokande обошлась примерно в 100 миллионов долларов в ценах середины 1990-х годов.
- Следующий проект Hyper-Kamiokande оценивается в 64,9 миллиарда японских йен, что составляет около 600 миллионов долларов в сегодняшних ценах.
- Вопрос о научности теории великого объединения остаётся открытым.
00:07:41 Заключение
- Подчёркивается, что если теория предсказывает эффект, но эффекта не существует, это может указывать на проблему в самой теории.
- Благодарность зрителям за внимание и поддержку.
Transcript
0:00
350.000 тонн ультрачистой воды, 6.000 учёных и инженеров, 3 млрд долларов, 50 лет упорных
0:10
поисков. А какой результат? Привет, это Фирюза, и вы на канале «Откровенно о науке». Сегодня вы
0:18
услышите одну из самых странных, самых дорогих и самых замалчиваемых историй физики. историю о том,
0:27
как учёные десятилетиями охотились заявлением, которого никто никогда так и не увидел. Это
0:35
расследование охоты за распадом протона, да, того самого протона, из которого состоит практически
0:44
всё вещество вокруг. И вы, и я, и экран, на который вы сейчас смотрите. И вот главный вопрос:
0:52
зачем вообще кому-то понадобилось, чтобы протон распадался? Ответ лежит не в свойствах самого
1:00
протона, а в структуре фундаментальных теорий. В рамках теории великого объединения протон
1:08
перестаёт быть абсолютно стабильным объектом. Кварки внутри него могут переходить друг в друга
1:16
через сверхтяжёлые переносчики взаимодействия. Такой процесс неизбежно приводит к нарушению
1:25
барионного числа и, как следствие, к распаду протона на более лёгкие частицы. Именно поэтому
1:34
распад протона рассматривается не как экзотическая возможность, а как прямое и проверяемое следствие
1:41
этих теорий. Все теории великого объединения предсказывали распад протона на позитрон,
1:53
античастицу электрона, и нейтральный пи-мезон, который почти мгновенно распадается на два гамма
2:01
кванта. То есть бац, и частица разлетелась. Если бы это происходило, мы бы увидели вспышку
2:09
черенковского излучения. Голубое свечение в огромных водных детекторах. Проблема лишь в том,
2:18
что никто никогда этого не видел. Первые попытки найти распад протона начались ещё
2:24
в 1960х и в 1970 годах. Это были лабораторные эксперименты в университетах США, Европы и СССР.
2:35
Изучали ядерные эмульсии, слюдяные пластинки, ионизационные камеры, пытаясь увидеть позитроны
2:43
и гамма кванты, которые предсказывали теории великого объединения. Весь мировой объём таких
2:51
работ за десятилетие оценивается примерно в 5-20 млн долларов в ценах тех лет, что соответствует
2:59
сегодня примерно 50-200 млн долларов или даже больше. Годы работ, тысячи проверенных событий
3:08
и полная тишина, ни одного намёка на распад. И вот после десятилетия таких безрезультатных попыток
3:16
физики решили размахнуться по-крупному. США построили гигантский детектор IMB, который работал
3:24
9 лет, с 1982 по 1991 год. Шахту опустили около 9.000 тон воды внутри 2048 фотоумножителей. Почему
3:37
именно вода? Потому что это идеальный детектор. В воде много протонов, у воды высокий показатель
3:44
преломления. Вода прозрачна для фотонов. Свет в воде идёт медленнее, всего 225.000 км/ску.
3:56
А значит, если частица летит чуть быстрее, она начинает светиться. Это черенковское излучение,
4:02
которое видно фотоумножителем. Казалось бы, если бы даже один протон развалится, мы это увидим.
4:09
Но не увидели. Параллельно в Японии построили детектор Камиаканде, который работал ещё дольше,
4:18
13 лет, с 1983 по 1996 год. 3.000 тонн воды, тысячи датчиков. Всё ради одного-единственного
4:29
события — распада протона. Результат опять ноль. 1995 год. Учёные решают, может, надо просто больше
4:38
воды? И строят новую установку Супер Камиаканде, которая работает с 1996 года по сегодняшний день.
4:48
Уже 50.000 тон воды. Для понимания масштаба — это как 20.000 пожарных машин, полностью
4:55
набитых водой. Вся эта гигантская масса в одной подземной цистерне. Более того, вода должна быть
5:03
идеально чистой. Поэтому в Супер Камеоканде она проходит постоянную многоступенчатую очистку,
5:10
включая ультрафиолетовое облучение, чтобы даже бактерии не светились и не мешали. Вода,
5:15
которая используется в Супер Камиаканде, в миллион раз чище питьевой воды. Эта вода гораздо чище,
5:23
чем для микроэлектроники и фармацевтики. Теперь внимание! Даже если бы протон жил в миллиард
5:30
миллиардов раз дольше, чем возраст Вселенной, даже в этом случае Супер Камиаканде должен был
5:38
бы поймать распад. Но, как мы уже догадались, не поймал. Эта гонка стоила человечеству
5:46
колоссальных сумм. Сколько именно потратили США на эксперимент IMB, до сих пор неизвестно. Эти
5:54
данные не публиковались. Но Япония цифры раскрыла. Постройка Супер Камиаканди обошлась примерно в 100
6:02
млн долларов в ценах начала середины 1990-х. С учётом инфляции это соответствует примерно
6:10
240-250 млн долларов сегодня. А следующий проект Гипер Камиканди официально оценён в 64,9 млрд
6:21
японских йен, что составляет примерно около 600 млн долларов в сегодняшних ценах. Огромные деньги,
6:30
десятилетия работы, тысячи тонн воды и ни единого подтверждённого распада протона.
6:38
Это действительно заставляет задуматься, какие теории мы продолжаем поддерживать и какой ценой.
6:46
С 1960 и до сегодняшнего дня ни одного подтверждённого события. Физики продолжают
6:55
наблюдать, продолжают расширять установки, увеличивать чувствительность, но факты
7:04
остаются фактами. Распад протона не обнаружен. Это поднимает очень простой, очень острый и
7:14
очень честный вопрос. Если теория предсказывает эффект, но эффекта не существует, это теория
7:22
или фантазия? Сколько ещё денег, десятилетий и воды нужно, чтобы признать очевидное? Если
7:31
природа не подтверждает твою гипотезу, значит, проблема не в природе. Проблема в гипотезе.
7:41
А как вы думаете, теория великого объединения с её предсказанием о
7:46
распаде протона остаётся научной или уже нет? Вы были со мной на канале «Откровенно о науке».
7:56
Спасибо за ваше внимание, поддержку и интерес к настоящей физике — к физике,
8:04
которая опирается на реальность, а не на придуманные математические конструкции.