Мир элементарных частиц

 Охота за кварками

Гелл-Ман и австриец Г. Цвейг, чтобы устранить противоречие, высказали гипотезу о существовании трех фундаментальных субъядерных частиц, различными комбинациями которых и является большинство элементарных частиц. Только в вопросе, как назвать эти "детальки" микромира, М. Гелл-Ман и Г. Цвейг разошлись. Американец, большой, видимо, почитатель творений Д. Джойса, в поисках подходящего имени для новых частиц, возможно, начал перечитывать роман "Поминки по Финнегану" в наткнулся на то место, где дублинский трактирщик возомнил себя королем Марком, персонажем средневековой легенды. Королю кажется, что его племянник Тристан украл у него жену, прекрасную Изольду. Марк преследует похитителя на корабле. В небе над парусами кружат чайки (которые, впрочем, может быть, вовсе не чайки, а судьи). Они зловеще кричат-каркают: "ТРИ КВАРКА ДЛЯ МИСТЕРА МАРКА!" Короля мучают кошмары, а чайки все повторяют: "ТРИ КВАРКА, ТРИ КВАРКА, ТРИ КВАРКА..." Слово "кварк" перекочевало со страниц романа Д. Джойса в мир элементарных частиц легко и естественно

 Вечный круговорот материи во вселенной

В „стенках ячеек” много галактик и их скоплений, а внутри – пустота. Поперечник ячеек более 300 миллионов световых лет, толщина стенок 10–12 миллионов световых лет. Ориентировочный объём открытой учёными полости составил 1025 кубических световых лет. Так выяснилось, что скопления галактик образуют гигантские ячейки, напоминающие пчелиные соты. По авторской концепции круговорота материи, газ и пыль, отталкиваемые излучениями галактик, в конце концов, попадают в огромные ячейки Вселенной, где они, при реальных скоростях полёта, могли бы путешествовать более миллиарда лет. Но в действительности, это путешествие оказывается менее продолжительным. В мире элементарных частиц нет стабильности. Одни частицы спонтанно перерождаются в другие, а те – в третьи и т.д., причём события могут каждый раз хаотически выбирать один из нескольких возможных сценариев. Первым обнаружилось рождение пары электрон-позитрон из фотонов. Потом заметили и обратное превращение электронно-позитронной пары в фотоны. Но это было лишь началом.

 Охота за кварками

Розенталь окончил МГУ в 1941 году. С блеском начал исследовательскую работу у Д. Блохинцева. Но началась жестокая война. На фронте И. Розенталь командовал радиолокационной установкой. После войны занялся изучением космических лучей, исследовал элементарные частицы. А в последние годы с юношеским пылом увлекся космологией. - К вопросам космологии я подхожу с экспериментальных позиций, - помню, говорил И. Розенталь. - Давайте исходить из той реальности, которая существует. Расположим все известные нам элементарные частицы в порядке возрастания их массы. Быстро обнаруживается: все частицы сгрудились тесной группкой вокруг протона, его массу можно считать за среднюю. И только электрон, имеющий массу в тысячи раз меньшую, чем протон, явно выпадает из общей компании. Это гигантский выброс, большая флуктуация в мире элементарных частиц. - Этот факт имеет глубокий смысл? - Да. Такие флуктуации совершенно необходимы для существования сложных форм материи. Ведь вы уже убедились, что подправлять конструкцию Вселенной очень опасно: даже небольшой сдвиг в величине массы электрона привел бы к катастрофе .. В беседах с И

 О побочном событии в лабораторном эксперименте

Пережить критическое время человечество сможет только при условии коренной перемены всей системы научных взглядов и сложившихся парадигм. Безопасность лабораторных ядерных исследований Конкретная и первоочередная задача обеспечения безопасности лабораторных ядерных исследований могла бы легко решиться посредством проведения электронной (в Интернет) конференции на должном уровне с выработкой рекомендаций для парламентов и правительств выполняющих такие исследования государств. Затем, после экспертизы материалов конференции и принятия управленческих решений, по заданию Федерального экологического фонда и при помощи других экологических (в том числе международных) фондов к теоретической проработке темы могли бы приступить лучшие кадры физической науки, а также астрофизики, астрономы и химики. Сущность идеи заключается в том, чтобы отечественный физик-оружейник мог «подкормиться» за счет западного благотворителя, озабоченного своим здоровьем и состоянием окружающей среды. Вместо шумных акций Гринписа в этом деле нужна вдумчивая работа профессионала, который, отрабатывая экологические деньги, направил бы вектор своих изысканий «против себя» и честно ответил на вопрос – так ли безопасен мир элементарных частиц, которому он посвятил свою жизнь? – Или тот грохот и гром, которые издают атомная и водородная бомбы, всего лишь детская погремушка в сравнении с тем, на что способен микромир, – всего лишь предостерегающий рык дремлющего до поры зверя? Превентивной мерой атомной безопасности в нашей стране, где президентами Академии Наук почти всегда становились исследователи атомного ядра, могло бы стать нарушение этой традиции и назначение гуманитария на должность президента РАН.

 По следам сенсаций (2)

Заглянула и зажмурилась от удивления. Оказывается в мире элементарных частиц вполне обыденны явления, которые нормальному человеку, кажется, не могут привидеться даже в кошмарном сне..." Действительно, тут материя может одновременно быть как минимум в двух состояниях - волны и частицы. Тут два электрона взаимодействуют друг с другом, находясь на весьма отдаленных по сравнению с их размерами расстояниях. Тут частица вдруг может оказаться по ту сторону непроницаемого, казалось бы, барьера, а два лептона, столкнувшись, могут породить целый рой частиц куда больших размеров и массы... А что, если нечто подобное происходит не только в глубинах Вселенной, недрах ускорителей, но и в наших головах? Раньше подобные предположения могли себе позволить лишь писатели-фантасты. Теперь, похоже, очередь дошла и до ученых. Во всяком случае, профессор Крис Кларк предложил использовать для описания процессов мышления термины, принятые в квантовой физике. Профессора-физика поддержал психиатр Питер Фервик. Он рассказал о своих экспериментах, проведенных с целью доказать, что два человека, "настроенные друг на друга", могут, словно пара электронов, передавать информацию на значительные расстояния

 Феноменология сопряжений

Количество связующих элементов, изображенных точками и графически объединяющих названные понятия в системе избранных символов, нужно увеличить, таким образом, с шести до восьми: «природа : человек : культура : история», чтобы две одиночные дополнительные точки означали потенциально наличествующие связи-валентности, как это принято в органической химии для обозначения неспаренных электронов. Современная универсальная модель этих пронизывающих весь материальный мир элементарных частиц, выполняющих функцию связующих, предусматривает их бинарное, т.е. парное, сосуществование, тогда как неспаренные электроны неизменно проявляют повышенную активность и всегда готовы образовать валентную пару, т.е новую связь - в данном случае, очередное "двоеточие", ко-валентно (со-чиненно, равно-правно) объединяющее (спаривающее) первый и последний члены этого ряда. При этом неустойчивый четырехчленный "бирадикал" в силу даже одних только энергетических причин трансформируется в устойчивый четырехчленный цикл. Обычно подобные структуры изображают в виде соответствующего цикла с вписанным в него кругом, означающим сопряженность, т.е. равноправное сосуществование всех элементов цикла и равномерное распределение энергетических характеристик.

 Научные традиции

В этом случае их внедрение означает научную революцию.   Так, появление микроскопа в биологии означало научную революцию. Всю историю биологии можно разбить на два этапа, разделенные появлением и внедрением микроскопа. Целые фундаментальные разделы биологии - микробиология, цитология, гистология - обязаны своим развитием внедрению микроскопа.   Появление радиотелескопа означало революцию в астрономии. Академик Гинсбург пишет об этом так: "Астрономия после второй мировой войны вступила в период особенно блистательного развития, в период "второй астрономической революции" (первая такая революция связывается с именем Галилея, начавшего использовать телескопы) . Содержание второй астрономической революции можно видеть в процессе превращения астрономии из оптической во всеволновую".   Иногда перед исследователем открывается новая область непознанного, мир новых объектов и явлений. Это может вызвать революционные изменения в ходе научного познания, как случилось, например, при открытии таких новых миров, как мир микроорганизмов и вирусов, мир атомов и молекул, мир электромагнитных явлений, мир элементарных частиц, при открытии явления гравитации, других галактик, мира кристаллов, явления радиоактивности и т.п.   Таким образом, в основе научной революции может быть обнаружение каких-то ранее неизвестных сфер или аспектов действительности.

 Основы философских знаний

И хотя, амперметр обладает очень маленьким собственным сопротивлением, его включение несколько увеличивает сопротивление цепи. Следовательно, его показания немного меньше действительного значения силы тока. Но разницу при желании легко вычислить, добавив её к показаниям прибора. Таким образом, вмешательство и процесс включением измерительных приборов искажает сам процесс, но в большинстве случаев это вмешательство легко скорректировать, сделав соответствующие расчёты. Однако существуют эксперименты, когда вмешательство становится непредсказуемым. Это прежде всего связано с исследованиями микромира, то есть мира элементарных частиц. Например, принцип неопределённостей Гейзенберга гласит: если мы измеряем координаты элементарной частицы, скажем — электрона, то её импульс (произведение массы на скорость) становится неопределённым, и наоборот. Следовательно, рассчитать ''возмущение", вызванное вмешательством в процесс, уже не удаётся. Не удаётся не потому, что мы не знаем, как это сделать, а потому, что это принципиально невозможно.

 Системный подход как метод познания мира

Между ними осуществлялись процессы комбинаторики, а комбинации подвергались "отбору". Комбинаторика подчинялась степеням свободы и запретам, действующим в мире элементарных частиц. "Выживали" только те комбинации, которые допускались средой. Это были процессы физической эволюции материи, результат ее - система атомов таблицы Менделеева, а ее длительность - несколько десятков миллиардов лет" . 43. Становление есть противоречивое единство процессов дифференциации и интеграции. Причем углубляющаяся дифференциация элементов соответственно усиливает и их интеграцию . 44. в процессе возникновения и становления наблюдается количественный рост новых элементов. Основным движущим развитие противоречием оказывается при этом противоречие между новыми элементами и старой системой, которая разрешается победой нового, т.е. возникновением новой системы, нового качества. 45. Система как целое 46. Целостность или зрелость системы определяется наряду с другими признаками ( см. главу о понятии "система") так же наличием в единой системе доминирующих противоположных подсистем, каждая из которых объединяет элементы обладающие функциональными качествами, противоположными функциональным качествам другой подсистемы. 47. Система в период зрелости внутренне противоречива не только вследствие глубокой дифференциации элементов, приводящей доминирующие из них к взаимной противоположности, но и вследствие двойственности своего состояния как системы завершающей одну форму движения, и являющейся элементарным носителем высшей формы движения. 48. завершающая одну форму движения, система представляет собой целостность и "стремится" полностью раскрыть возможности этой высшей формы движения.

 Квантовая теория и строение материи

Современная физика не может, естественно, удовлетвориться только качественным описанием фундаментальной структуры материи; она должна попытаться на основе тщательно проведенных экспериментов углубить анализ до математической формулировки законов природы, определяющих формы материи, а именно элементарные частицы и их силы. Четкое разграничение между материей и силой или силой и веществом в этой части физики больше проведено быть не может, так как любая элементарная частица не только сама порождает силы и сама испытывает воздействие сил, но и в то же самое время сама представляет в данном случае определенное силовое поле. Квантово-механический дуализм волн и частиц является причиной того, что одна и та же реальность проявляет себя и как материя, и как сила. Все попытки найти математическое описание для законов природы в мире элементарных частиц до сих пор начинались с квантовой теории волновых полей. Теоретические исследования в этой области были предприняты в начале тридцатых годов. Но уже первые работы в этой области выявили очень серьезные трудности в области, где квантовую теорию пытались объединить со специальной теорией относительности.

 Взаимосвязь мышления и речи

Фундаментальное отличие человеческого сознания от сознания животного-способность переходить за пределы наглядного, непосредственного опыта к отвлеченному, рациональному сознанию. В данной работе мы рассмотрим взаимосвязь мышления и речи. Понятие о мышлении Мышление—высшая форма отра­жения мозгом окружающего мира, наиболее сложный познава­тельный психический процесс, свойственный только человеку. Человек много знает об окружающем его мире. Он знает химический состав далеких звезд, ему знаком мир элементарных частиц, он познает законы высшей нервной деятельности, он знает о существовании рентгеновских лучей, ультразвуков, хотя не имеет возможности воспринимать все это. Человек отражает в сознании не только предметы и явления, но и закономерные связи между ними. Например, люди знают закономерную связь между температурой и объемом тела, им известно отношение между сторонами прямоугольного треугольника, они понимают связь между господствующими ветрами, широтой, высотой мест­ности над уровнем моря, отдаленностью от моря, с одной сторо­ны, и климатом — с другой.

 Социология как элемент системы научного мировоззрения

Наши врожденные познавательные функции не были направлены на дифференциацию многомерного мира элементарных частиц, Вселенной и социума, так как им противостояла система механических и биологических связей, вполне объяснимая средствами эвклидовой геометрии, ньютоновской механики и примитивными представлениями о естественном праве. Развитию научного познания способствовали и врожденная человеческая любознательность, и стремление к получению новых технологий, которое на западе стало необходимым в связи с развитием буржуазно-рыночных отношений, и необходимость ориентации в постоянно усложняющемся социуме. Под давлением этих факторов между XVI и XIX веками произошел скачек, приведший к возникновению научного мировоззрения в европейской цивилизации. В этот период произошло последовательное размежевание гуманитарного и естественного знания, но только в начале XIX в. завершилась окончательная дифференциация гуманитарных дисциплин, которая увязывается с именем Огюста Конта. Надо заметить, что именно он один из первых, кто попытался выстроить иерархию наук, что свойственно и для последующего развития социологии, которая берет на себя это прав, во-первых, как прямая наследница философии, а, во-вторых, в силу того, что, обладая определенными знаниями о человеке как продукте социальной системы, социология способна внести определенную ясность в характеристики познающего аппарата человека.

 Становление физической картины мира от Галилея до Эйнштейна

Эти кварки уже получили наименование: топ(вершина по-английски) и боттом (дно). Итак, с увеличением энергии сталкивающихся частиц обнаруживается рождение новых всёболее и более тяжёлых частиц. Это усложняет и без того непростую картину мира элементарных частиц. Появляются новые проблемы, хотя множество старых проблемостаётся нерешёнными. Вероятно, основной нерешённой проблемой следует считать проблему кварков: могут ли онибыть свободными или же пленение их внутри адронов является абсолютным. Если же кварки принципиально не могут быть выделены и обнаружены в свободномсостоянии, то как убедиться, что они с несомненностью существуют? Далее остаётся недоказанным экспериментально существование промежуточных векторныхбозонов W , W- и W0, столь необходимых для уверенности в справедливости единой теории слабых иэлектромагнитных взаимодействий. Несомненно, что выяснение строения элементарных частиц будет представлять собой столь жезначительный шаг, как и открытие строения атома и ядра. Список литературы: 1. Барашенков В. С. Существуют ли границы науки: количественная и качественная неисчерпаемость материального мира. – М.: Мысль, 1982. – 208с. –(Философия и естествознание). 2. Большая Советская Энциклопедия Гл. ред. А. М. Прохоров. Изд. 3-е. М., «Советская энциклопедия », 1974г. Т.8, Т.10, Т.17, Т.23, Т.30. 3. Мякишев Г. Я. Элементарные частицы 3-е изд., испр. и доп.- М.: Наука, 1979. – 176с. 4. Пахомов Б. Я. Становление современной физической картины мира. – М.: Мысль, 1985. – 270с. - (Философия и естествознание).       Направление в теории познания, признающие чувственныйопыт источником знания и считающее, что содержание знания может быть представлено либо как описание этого опыта, либо сведено к нему.

 Управление, интуиция и неорационализм

Теоретико-вероятностные методы появились первыми и на сегодня являются наиболее развитыми. Как ведет себя «человек экономический» в условиях неопределенности? Впервые формализовать некоторые элементы деятельности человека при принятии экономических решений, а значит, сформулировать аксиомы рационального поведения человека попытались в начале сороковых годов прошлого века Нейман и Моргенштерн. Они предложили так называемую нормативную модель, исходя из предположения, что основная цель экономической деятельности есть получение прибыли. Несмотря на бурную критику в адрес данной модели и очень серьезные ограничения в применении, нормативная модель Неймана-Моргенштерна используется по сей день. - Можно ли в принципе смоделировать действия человека, поведение конкурентов, деятельность фирмы и т. д.? И велика ли будет польза от этих моделей? — Модели можно и нужно использовать, но с учетом тех ограничений, которые налагаются фактором неопределенности. Мир элементарных частиц, где, как известно, царит неопределенность, отнюдь не прост, но моделируется он вполне эффективно. Великий Норберт Винер с абсолютной уверенностью утверждал, что аппарат, разработанный для описания физических явлений, непригоден для описания явлений социальных.

 Наша Вселенная не одинока

Под инфляцией в данном случае подразумевается расширение с ускорением. На научных конгрессах, когда он в те годы докладывал свои соображения, многие выслушивали его с ироническими улыбками. "Часто я чувствовал себя полным идиотом", - говорит о тех временах А. Линде. И тут невольно вспоминаются слова Нильса Бора о том, как оцениваются новые идеи в науке. Прошло совсем немного лет, и спутниковые эксперименты показали правильность теории инфляции Вселенной. И вот уже логика рассуждений А. Линде никого не удивляет. В своем развитии она дала ключи к осмыслению того, почему космос так необъятно велик, помогла представить, как из хаотической материи возникли звезды и галактики: здесь тоже причиной стала случайная инфляция. В самом начале, когда Вселенная была телом, меньшим, чем атомное ядро, там господствовали, согласно А. Линде, те же законы, что существуют в мире элементарных частиц, в котором не бывает покоя. Волнуется энергия, как волны в море. При этом иногда возникают флуктуации - случайные отклонения от средних величин. Неожиданное расширение космоса, считает Андрей Дмитриевич, связано с тем, что флуктуации неимоверно выросли и стали зачатками галактик и звезд.

 Речь и мышление

Человек много знает об окружающем его мире. Он знает химический состав далеких звезд, ему знаком мир элементарных частиц, он познает законы высшей нервной деятельности, он знает о существовании рентгеновских лучей, ультразвуков, хотя не имеет возможности воспринимать все это. Человек отражает в сознании не только предметы и явления, но и закономерные связи между ними. Например, люди знают закономерную связь между температурой и объемом тела, им известно отношение между сторонами прямоугольного треугольника, они понимают связь между господствующими ветрами, широтой, высотой местности над уровнем моря, отдаленностью от моря, с одной стороны, и климатом — с другой. Но разве все эти знания получены человеком только с помощью анализаторов? Разве человек знает о мире только то, что дают ему ощущения и восприятие? Разумеется, нет. Возможности познания окружающего мира с помощью анализаторов очень ограниченны. Человек очень мало знал бы об окружающем мире, если бы его познание ограничивалось только, теми показаниями, которые дают зрение, слух, осязание и некоторые другие анализаторы.

 История открытия радиоактивности

Так из общего числа известных ныне около 2000 радиоактивных изотопов около 300 – природные, а остальные получены искусственно, в результате ядерных реакций. Между искусственной и естественной радиацией нет принципиального различия. В 1934 г. И. и Ф. Жолио-Кюри в результате изучения искусственной радиации были открыты новые варианты ?–распада – испускание позитронов, которые были первоначально предсказаны японскими учеными Х.Юккавой и С.Сакатой. И. и Ф. Жолио-Кюри осуществили ядерную реакцию, продуктом которой был радиоактивный изотоп фосфора с массовым числом 30. Выяснилось, что он испускал позитрон. Этот тип радиоактивных превращений называют ? распадом (подразумевая под ?- распадом испускание электрона). Один из выдающихся ученых современности Э.Ферми , свои главные работы посвятил исследованиям, связанным с искусственной радиоактивностью. Созданная им в 1934 году теория бетта-распада и в настоящее время используется физиками для познания мира элементарных частиц. Теоретики уже давно предсказывают возможность двойного ?- превращения в 2 ?- распада, при которой одновременно испускаются два электрона или два позитрона, однако на практике этот путь «гибели» радиоактивного ядра пока не обнаружен.

 Концепции макромира классической физики и концепции микромира современной науки

Поэтому в мире элементарных частиц понятия «простой и сложный», «составная часть», «структура», «целый» приобретают совсем другое значение, нежели в атомной физике и в классической физике. Специфика элементарных частиц также проявляется в энергетических взаимных влияниях. Начиная макроскопическими объектами и кончая ядром атома энергия всех материальных систем формируется из двух составляющих: особой, соответствующей массе тела (Е=mc2) и энергии связи составляющих его элементов. Не смотря на то, что эти виды энергии неотделимы друг от друга, они полностью отличаются по своей природе. Специальная энергия объектов намного превосходит энергию их связи, ее можно отделить всё составляющую часть. Например, за счёт внешней энергии молекулу можно разделить на атомы (Н2О®Н О Н), однако в этом случае в самих атомах не произойдет изменение, бросающееся в глаза. В элементарных частицах эта проблема приобретает другой вид. Вся энергия элементарных частиц не делится на специальную и связующую. Поэтому не смотря на то, что элементарные частицы не обладают внутренней структурой, они не могут делиться на составляющие их части.