Global Lithuanian Net:    san-taka station:

Labai prasta balerina

Higso bosonas, kurio atradimą CERN patvirtino 2012 m. liepos 4 d., yra pirmasis ir vienintelis bosonas, kuris numatytas esantis labai prasta balerina.- jis negali padaryti suktuko.

Hypothetic Higgs Boson Kad suprastume, ką tai reiškia, trumpam grįžkime į XX a. 3-ią dešimtm. Žinome, kad du elektronai su ta pačia orbita atome privalo skirtis – jų skirtumas yra kažkas, kas buvo pavadinta „sukiniu“. Jei vienas jų turi sukinį „aukštyn“, kitas privalo turėti „žemyn“ (pagal erdvėje nustatytą ašį) – pagal V. Paulio 1925 m. nustatytą Draudimo principą. Eksperimentai parodė, kad elektronai tikrai turi kažką panašaus į fizinį sukimąsi, nes turi magnetines savybes, panašias į besisukančio įelektrinto kūno savybes. Tačiau tuo metu nebuvo teorinio paaiškinimo tam.

Vieną šaltą 1928-ųjų vakarą Šv. Jono koledže Kembridže prie židinio sėdėjo Paulis Dirakas. Staiga jis rado sprendimą problemai, kuri nedavė jam ramybės jau kelis mėnesius: kaip suderinti kvantinės mechanikos ir specialiosios reliatyvumo teorijos reikalavimus. Tai buvo Dirako lygtis, kurios viena išvadų buvo ta, kad elektronas turi sukinį, o kita ir svarbesnioji – antimaterijos egzistavimas.

Tas sukinys įgavo teorinį paaiškinimą, Tačiau elementariosios dalelės, tokios, kaip elektronai, buvo vadinami Dirako taškais: jos elgėsi tarsi taškai geometrijoje, t.y., jos neturėjo vidinės struktūros, t.y. nei ilgio, nei pločio, nei vidaus. Tad ką tokioms dalelėms reiškė „suktis“? kaip galime vizualizuoti jų sukimąsi? Atsakymas paprastas – negalime!

Visų pirma, šio nevizualizuojamo „sukimosi“ dažnis yra fiksuotas ir kvantuotas. Ir, kas blogiausia, elektronas ir visos kitos į jį panašios el. dalelės (pagal E. Fermi pavadintos fermionais) turi 1/2 sukinį (kvantiniais, Planko vienetais), kas reiškia kažką keista: kai dalelė apsisuka 360o, ji negrįžta į tašką, kuriame pradėjo sukinį. Netgi ji apsiverčia.

Tai tarsi balerina, kuri pradeda vieno apsisukimo suktuką, po kurio pasirodo, kad stovi ant rankų, o kojos iškilę į dangų. Elektronas ir kiti fermionai grįžta į pradinę padėtį tik dar kartą apsisukę, t.y. po 720o sukinio.

Taigi, elektronai, fermionai, kvarkai ir kitos „materialios“ el. dalelės [ žr. >>>>> ] paklūsta Fermi-Dirako statistikai: jos visos negali užimti tų pačių kvantinių būsenų – privalo skirtis viena nuo kitos kažkuo, dažniausiai sukiniu. Bosonai (kai elementariosios dalelės – jėgos nešėjai) yra dalelės, turinčios sveikų skaičių sukinius. Pagal Bise-Einšteino statistiką: jos linkę „rinktis kartu“ ir turėti tas pačias kvantines savybes.

Tai yra kaip kad gauname lazerio spindulį – šviesą, kurioje fotonai yra susiję, turintys bendras savybes, Ir tai taip pat yra tai, ką vadiname Bise-Einšteino kondensatu (nepaprastai žemose, artimose absoliučiam nuliui temperatūrose): dalelės (su sveikų skaičių sukiniais) susirenka drauge taip, kad jų atskiros kvantinės mechanikos bangos susilieja į vieną didelę bangą – iš esmės, jos tampa vienu kvantiniu objektu (ir kurio dydis faktiškai jį perkelia į makro mastelių pasaulį).

Tai kokie velniai yra su tuo Higso bosonu? Jis turi turėti nulinį sukinį. O kadangi nulis yra sveikas skaičius, jis lieka bosonu, tačiau skaliariniu bosonu. Fotonas, gluonas, W+, W- ir Z bosonai turi vieneto sukinį ir yra apibrėžiami kaip vektoriniai bosonai (jei sukatės, tai turite kryptį, apibrėžtą pagal dešinės rankos taisyklę; nors kvantinėje mechanikoje viskas permaišyta, tame tarpe ir „kryptys“).

Nesisukanti dalelė laikoma skaliarine, ne vektoriumi (neturi krypties). Tad Higso bosonas būtų labai prasta balerina – negalinti padaryti suktuko. Ar taip yra iš tikro? Tikimės, kad CERN eksperimentai į tai atsakys.l

O ar yra kito tipo bosonų? Galbūt. Jei gravitacija bus įtraukta į kvantinio lauko teoriją, tad gravitacijos jėgos nešėju taptų gravitonas. Ši hipotetinė dalelė nebuvo atrasta, tačiau iš teorinių samprotavimų, susijusių su tuo, kad masė iškreipia erdvę, kaip aiškina Einšteino bendroji reliatyvumo teorija, gravitonas, jei jis egzistuoja turėtų sukinį, lygų 2.


Higso bosono vieta teorijoje

Smulkiausi medžiagos elementai – elementariosios dalelės (kvarkai ir leptonai). Kvarkai yra atomo branduolio sunkiosios dalelės, o leptonai – mažytės ir lengvos dalelės (elektronai, neutrinai). Trys kvarkai sudaro nukleonus (neutronus ir protonus), iš kurių susidaro atomo branduolys, aplink kurį sukasi elektronai.

Visa materija sudaryta iš 24-ių tipų dalelių: 6 tipų kvarkų, 6 tipų leptonų ir lygiai tiek pat jų antidalelių. Dar egzistuoja sąveikos dalelės (bosonai), kurie perneša 4 sąveikos jėgas (elektromagnetinę, stipriąją, silpnąją ir gravitaciją) – jos vadinamos fotonais, gliuonais, W ir Z bozonais bei gravitonais. Gravitonų egzistavimas dar neįrodytas. Spėjama, kad 2012 m. liepos mėnesį CERN hadronų greitintuve aptikta paslaptingas Higso bosonas („dieviškoji dalelė“), kurios buvimas leistų paaiškinti bosonų masę.

Leptonai: elektronas, miuonas, taonas, elektroninis neutrinas, miuoninis neutrinas, taoninis neutrinas.
Kvarkai: aukštyn, žemyn, žavusis, keistasis, aukščiausias, žemiausias.

Fizikoje bosonai yra fundamentaliųjų sąveikų nešėjos. Masės neturintis fotonas perneša elektromagnetinę sąveiką; silpnąją sąveiką perneša labai sunkūs W ir Z bosonai. Teoriškai visi šie bosonai turėtų būti bemasiai, tad, siekdami paaiškinti, kodėl kai kurie bosonai yra sunkūs, Peteris Higsas ir kt. mokslininkai sugalvojo mechanizmą (dabar vadinamą Higso mechanizmu), kaip dalelėms suteikti masę. Viena tų pasiūlymų išdava yra ta, kad turėtų egzistuoti bent viena Higso dalelė, su kuria sąveikaudamos kitos dalelės įgyja masę. Kuo stipriau sąveikauja, tuo masė didesnė.

Ši teorija išsprendė daug problemų, tačiau sukūrė ir naujų. Kad Higso dalelė atsirastų, protonai turi susidurti artimu šviesai greičiu ir tuo pačiu išskirti milžinišką energijos kiekį, kuri vėliau gali virsti mase.

Higso mechanizmo teoriją pirmąkart 1964-ais iškėlė P. Higsas, F. Englert‘as ir R. Braut‘as, kurie tyrė Ph. Anderson‘o ir nepriklausomai G. Guralnik, K. Hageno ir T. Kibble iškeltą idėją.

Teigiama, kad egzistuoja Higso laukas, užpildantis visą aplinkinę erdvę, su kuriuo sąveikaudamos el.dalelės įgyja masę. Higso bosonas yra Higso lauko kvantas. Jis neturi sukinio ir krūvio. Jis svarbus tuo, kad be jo mūsų Visata (dabartiniuose teoriniuose modeliuose) nebūtų tokia, kokią įsivaizduojame.

Beje, egzistuoja ir teoriniai modeliai, kuriuose nereikia įvesti Higso bosono masės atsiradimo paaiškinimo. Jei nepasitvirtintų Higso bosono atradimas, tai būtų rimtas postūmis į jas rimčiau pažvelgti.

2012 m. liepos 4 d. CERN paskelbė atradę dalelę, savybėmis panašiomis į Higso bosoną. Tačiau kai kurie mano, kad vis tik išlikusi galimybė, kad tai nėra „dieviškoji dalelė“.

Higso bozonas nebuvo aptiktas?!

2015 m.:   Didžiosios Britanijos, Belgijos ir Danijos mokslininkų grupė priėjo išvados, kad LHC rezultatus galima aiškinti ir kaip ypatingos sudėtinės dalelės (o ne Higso bozono), kurios buvimą numato alternatyvios teorijos, atradimą. Kaip kad hadronai (protonai ir neutronai) sudaryti iš kvarkų, naujos dalelės sudarytos iš vadinamųjų technifermionų. Pati ta teorija vadinama technospalvos modeliu ir pasirodė dar 8-me dešimtm. Ji susijusi su teorijų, kurios paaiškintų ypatingos dalelių klasės, skaliarinių, kurioms kol kas priskiria ir Higso bozoną, elementariškumą paieškomis. Kitos fundamentaliosios el. dalelės – leptonai (elektronas, neutrinas ir kt.) bei kvarkai nėra skaliarinės. Šioje teorijoje dalelių masės atsiradimas siejamas ne su Higso bozonu, o su kita (ir sudėtine) dalele.


Atgal į ateitį

CERN LHC (atseit) atrastas Higso bosonas kai kuriems tyrinėtojams sustiprino viltį, kad LHC vieną dieną galės dalelės, vadinamos „Higso singletu“, pagalba pasiųsti informaciją į kitą laiką. Jie tiki, kad jinai gali iššokti iš mūsų trijų matavimų į aukštesnius matavimus, kurie buvimą numato kai kurie modeliai. Keliaudama tais papildomais matavimais šios keistuolės gali patekti laike į praeitį ar ateitį. Netgi spėjama, kad tai bus atrasta jau po 2040-ųjų.

O taip su žmonių kelione laike? Prisimenamas paradoksas, kai nuvykus į praeitį, galima sutrukdyti tėvams susitikti, - ir tada kyla klausimas, o kas čia atvyko?! Taigi, praeities negalima keisti.

Tačiau vis tiek randama spraga – tai lygiagrečiosios visatos, t.y., panašiai kaip P. Howitt filme „Sliding Doors“ su aktore G. Paltrow, mūsų Visata gali būti skilti į miriadus alternatyvių visatų. Taigi, patekus į praeitį ir sutrukdžius susitikti tėvams, atsiduriama lygiagrečioje visatoje, kurios iki tol nebuvo – ir jūs esate tarsi keliautojas iš kitos visatos. Tik atsargiai! – gali nutikti, kad niekad negalėsite sugrįžti į pradinę visatą.

Ir kai kurie mano, kad kelionėse į praeitį, panaudojant pažangius neuromokslų pasiekimus, gali pavykti prikelti žmones iš mirusiųjų. Galbūt bus galima į praeitį pasiųsti nanobotus su instrukcijomis, kad nuskenuotų mirusiojo smegenis prieš pat mirtį. Tada ta informacija perkeliama į naujai klonuotą kūną. Tasai žmogus vis tiek miršta, tačiau jo sąmonė gauna šansą būsimam gyvenimui.

Papildomai skaitykite:
Kas tas laikas?
Lygiagrečios visatos
Gyvenimas po mirties
Trumpa laiko istorija
Mitas apie laiko pradžią
Ką rodo laiko rodyklė?
Kvantinio pasaulio katinai
Kaip sukurti laiko mašiną?
Papildomas matavimas
Paulio draudimo principas
Įvykių prisiminimas laike
Vieningo lauko teorija
Mūsų smegenys ir yra Visata
Specialioji reliatyvumo teorija
Kvantinė mechanika: triumfas ar ribotumas?
Savaime besiorganizuojantis kvantinis pasaulis
Augustinas: Laiko vertė ir matas
Antigravitacijos paieškų istorija
Vaišešika: Atomai (paramanavas)
Bendroji reliatyvumo teorija
Nepaprasti Visatos skaičiai
Hadronų koliderio kūrėjas
Lyginamoji kosmologija
Hipotezės: sliekangės
V. Vernadskio noosfera
Visatos mechanika
Greičiau už šviesą!
Laiko fenomenas
Visatos modeliai

NSO apsireiškimai ir neįprasti fenomenai Lietuvos danguje ir po juo

Maloniai pasitiksime žinias apie bet kokius Jūsų pastebėtus sunkiai paaiškinamus reiškinius. Juos prašome siųsti el.paštu: san-taka@lithuanian.net arba pateikti šiame puslapyje.

san-taka station

UFO sightings and other phenomenas in/under Lithuanian sky. Please inform us about everything you noticed and find unexplainable in the night sky or even during your night dreams, or in the other fields of life.

Review of our site in English

NSO.LT svetainė
Vartiklio naujienos