Содержание
Они проваливаются в поле Хиггса, следует из нового исследования
В соцсетях набирает обороты новый тренд: вещи исчезают без следа. Только что здесь стояли мои ботинки, их нет. А, вот они! Нашлись на кухне. Странно, что они делают на кухне. Хм, а что тут в прихожей? Тоже ботинки? Точно такие же? У меня что, две одинаковые пары ботинок?
Только что в журнал Physical Letters поступила статья, из которой следует: а так и должно быть. Бытие, в том числе ботинки, может бесследно исчезать без видимых причин. Если вы потеряли заколку, знайте, что она провалилась в поле Хиггса. В то самое, которое создает знаменитый бозон Хиггса. Странно, что мы все туда еще не провалились, делают выводы авторы исследования.
КУДА ПОДЕВАЛАСЬ ЛЕНИНГРАДСКАЯ ЛЮСТРА
Реальность вокруг нас кажется стабильной. Вы можете за полгода купить билет на самолет. Приезжаете, аэропорт на месте, самолет на месте, прилетаете – и город Минеральные воды тоже стоит себе, никуда не переехал.
Но, если присмотреться, всякое случается. Взять люстру в Елисеевском магазине в Петербурге. Хотя как ее «взять», если ее никогда не было? Напомню: в 1985 году магазин открылся после реставрации, народ пришел, смотрит, нет люстры. Грандиозной, с висюльками, по центру. Куда дели? Реставраторы говорят: а не было.
И начался форменный сюр. Народ сыплет воспоминаниями. Люди, которые заходили в магазин каждый день, работали в нем, утверждали – была. Реставраторы показывают планы, старые фото, даже не очень старые фото – не было никогда. И все это объясняют «эффектом Манделы» (коллективные ложные воспоминания), хотя какое же это объяснение, если все равно непонятно ничего. А иные толкуют про «сбой Матрицы». Дескать, нет ничего, ни люстры, ни магазина, все это иллюзия, компьютерная симуляция. И в ней случился сбой.
Пока народ ищет люстру, физики озадачены похожим, только более глобальным вопросом. А почему все, вообще все, существует? Когда нашли бозон Хиггса, вздохнули с облегчением: вот и ответ.
А причем тут бозон Хиггса?
ОТКУДА БЕРЕТСЯ МАССА?
Вы никогда не задумывались, откуда берется масса? Не масса гири, или лишняя масса тела на весах, а масса – вообще?
Ну как, она просто… есть! Для физика такой ответ не очень. Что значит «есть»? Вот взять энергию. Квантовая механика говорит, что все в мире неточно, нечетко, и ничего нельзя измерить абсолютно надежно. Это, помимо прочего, означает, что вакуум никогда не остынет до абсолютного нуля. Потому что нуль – это точное число, которое недостижимо. Вакуум всегда будет немного нагрет. Это и есть источник энергии всего сущего. Потом уже – звезды, огонь в печурке, энергетические напитки (пить которые отдел науки КП не советует), но источник – вот он.
Так разве Эйнштейн не доказал, что энергия и есть масса? – воскликнет проницательный читатель. Отличная попытка, проницательный читатель. Именно это он и доказал. Но, когда «женишь» теорию относительности и квантовую механику, такой, просто переход между массой и энергией все-таки не получается. Скажем, у фотона нет массы (именно поэтому он движется со скоростью света). А энергия есть. Должно быть еще ЧТО-ТО, что производит массу, а значит, и все сущее. Ведь без массы ничего и не будет.
Альберт Эйнштейн.
ПОЛЕ, ПОЛНОЕ ВОДЫ
Этим ЧЕМ-ТО оказалось поле Хиггса, предсказанное Питером Хиггсом в 1964 году. В 2012-м квант этого поля, бозон Хиггса, нашли, и все радовались.
Как это работает.
Представьте, что вы плывете по морю (приятно, правда?). Вас держит вода. Вообще – странно плыть без воды. Вода – это молекулы. Свойства молекул диктуют свойства и всей воде. Но, делая гребки, вы не думаете о каждой молекуле.
Вода – это аналогия пространства. Вы говорите – «глубоко». Или – «вон там, вдалеке, корабль». Или – «над морем зависла чайка». Все это имеет смысл, если есть вода.
Вода – это также аналогия поля Хиггса. Нечто пронзает все, не нуждается ни в чем, постоянно колеблется, и эти колебания порождают не что-то конкретное, а длину, ширину и высоту. Пространство. А также массу в этом пространстве. Не массу конкретных вещей, а саму идею массы, возможность ее существования.
Питер Хиггс.
Причем, если молекула воды в нашем примере хотя бы существует, то бозон Хиггса, строго говоря, не существует. Это просто некий узел, концентрация поля Хиггса, центр неких колебаний.
Ладно, причем тут заколка, которую вы не можете найти третий день? Сейчас разберемся. Вон, бозон Хиггса не существует, а его нашли. Учитесь у физиков. И заколка ваша отыщется.
УШЕЛ В ПУЗЫРЬ, ВЕРНУСЬ НЕСКОРО
Поле Хиггса, как мы его видим, напоминает спокойную водную гладь, которая простирается до горизонта, и нет ей конца, говорит ведущий автор нового исследования Люсьен Эртье. Это гарантирует, что законы физики одни и те же во всей Вселенной. Если вы возьмете килограммовую гирю, и полетите к краю известного мира, и там будут люди с килограммовыми гирями – гири совпадут. Если вы ставите в школе простой эксперимент, например, лампочка зажигается от катушки Теслы, будьте уверены, она зажжется и в туманности Андромеды.
Но это странно, что за стабильность такая? – говорит Эртье. Такого ведь быть не должно. Вряд ли поле Хиггса лишено внутренней энергии, что и делает его таким стабильным. Значит, поле Хиггса может где-то, локально, энергию потерять, или увеличить, почему бы нет.
Измерения на Большом адронном коллайдере, говорится в исследовании, в самом деле показали, что поле Хиггса нестабильно. Это значит, что оно может образовывать локальные с совершенно другими законами физики внутри. При этом со стороны все, что внутри этого пузыря, принципиально ненаблюдаемо. То есть нечто было, и раз, пропало.
— Согласно квантовой механике, энергия Хиггса всегда флуктуирует. И статистически возможно (хотя маловероятно), что поле Хиггса время от времени образует пузырь, — говорит Эртье.
Помочь создать такие пузыри может энергия извне – плазма, излучения. Тогда поле Хиггса возмутится. Мощнейшим источником энергии (и это главное новаторство исследования) могут быть крошечные черные дыры. Которые на заре Вселенной были рассыпаны повсюду, и сейчас, может, есть – кто знает.
КУДА ИСЧЕЗАЮТ ЗВЕЗДЫ
Главный вывод исследования: нашей Вселенной повезло, потому что, по какой-то причине, на заре туманной юности Мира крошечных черных дыр было мало. В противном случае законы физики причудливо менялись бы, у нас одна физика, а в Италии другая. И вещи исчезали бы постоянно и везде, была галактика, и нет ее.
Но о чем не подумал Эртье (уверен, что подумал, просто в статью не стал вставлять). Астрономы вот уже десятилетие бьются над загадкой исчезающих звезд. Несколько сотен звезд со старых снимков просто пропали. Значит ли это, что черных дыр больше, чем мы думаем? Но не они засосали их в себя. Звезды просто провалились в поле Хиггса. Можем ли исчезнуть и мы?
Для внешнего наблюдателя мы в самом деле исчезнем, оказавшись внутри пузыря Хиггса. Для нас самих – нет, но законы физики поменяются. Мы обнаружим, что тела летят вверх, а не вниз, а солнечный свет не нагревает, а охлаждает. К сожалению, метаболизм нашего организма завязан на тонкой физике и химии, так что исчезнем и мы, по крайней мере, в своем нынешнем виде. Хотя и не сразу.
Конечно, тиктокеры, скорее всего, разыгрывают нас исчезающими ботинками, а заколка просто провалилась в щель – поищите лучше! Тем не менее, исчезающие звезды – это уже серьезно. Возможно, мир вокруг нас в самом деле не так благостен и стабилен, как нам кажется. Почему мы не замечаем этого уже несколько тысяч лет, сколько существует письменность? Мало ли, везло.
Физика – наука, которая делает мир все более удивительным.