Самая странная теория современной физики получила развитие. Ученые предложили использовать новый китайский ускоритель для поиска объектов, лишенных такой величины, как расстояние. Кроме того, число «не-частиц» может быть дробным.
Теория «не-частиц», которую развивают ученые из университета Нанкая (Китай) может быть признана одной из самых странных. В 2007 году ее автор, Говард Джорджи, профессор Гарвардского университета, предложил принципиально новый тип объектов: у которых, в частности, не было такой характеристики как расстояние. Тем не менее, как удалось тогда показать ученому, подобные странные сущности вполне могли проявлять себя в эксперименте.
Сто лет и десять лет вне «здравого смысла»
Для того, чтобы описать «не-частицы» придется отказаться от диктуемых здравым смыслом представлений. Объект, который предложили физики, крайне сложно представить – однако в последние сто лет это далеко не первый подобный случай.
Сначала, в самом начале XX века, Макс Планк, немецкий физик, выдвинул предположение, которое до сих пор может показаться идущим вразрез со здравым смыслом. Он постулировал, что свет одновременно распространяется порциями, квантами, и при этом ведет себя как волна: представить это наглядно оказалось практически невозможно.
Тем не менее, его теория блестяще объяснила, почему нагретые тела начинают светиться, а также то, почему цвет свечения при нагреве с малинового сменяется сначала желтым, а потом и белым. Позже ее использовал Альберт Эйнштейн для объяснения фотоэффекта, и именно это объяснение используемого в современных солнечных батареях явления (а вовсе не теория относительности) принесло ему Нобелевскую премию.
Идея о квантах света оказалась настолько удачной, что к ее развитию приложили руку все великие физики первой половины XX века. В квантовой механике электроны получили ряд характеристик, которые не имеют аналогов в классической физике.
Поведение частиц, например электронов, оказалось столь же странным. Это встретило ряд проблем философского характера. Например, Эйнштейн пытался найти квантовой механике какое-то более понятное объяснение, однако не достиг успеха. Несмотря на это, физика совершила гигантский скачок вперед. Благодаря квантовому описанию электронов был изобретен лазер, микросхемы, светодиоды, компьютеры и интернет. Даже химики используют квантовую механику для расчета молекул, а это, в свою очередь, используется при производстве лекарств.
В 1930 году были открыты античастицы. Тогда английский физик Поль Дирак написал уравнения, описывающие такую странную вещь как электроны с отрицательной энергией (или движущиеся назад во времени). В 1964 году физики предложили кварки, частицы с дробным электрически зарядом и, хуже того, с несколькими характеристиками, которые ничего общего с обычным миром не имеют. Физики-теоретики назвали их «цвет», «странность», «очарование», «истинность» и это бы было всего лишь абстракцией, если бы не согласование с экспериментом. В 1969 году Марри Гелл-Манн получил за кварковую теорию Нобелевскую премию.
Не-частицы
В 2007 году Говард Джорджи уже был известен как выдающийся физик-теоретик. Годом раньше в московском Институте теоретической и экспериментальной физики (ИТЭФ) ему вместе с Вадимом Кузьминым вручили международную премию Померанчука, и это была далеко не первая престижная награда. Ученый предложил гипотезу, которая вводила в физику нечто странное: не-частицы.
У не-частиц нет размера. Их нельзя представить в виде объекта, который появился в одном месте, пролетел через лабораторию и исчез или распался на два других. Единственный способ засечь «не-частицу» – это долго наблюдать за реакциями, в которые вступают «обычные» элементарные частицы. «Долго» подразумевает несколько месяцев или даже лет: именно столько длятся эксперименты на ускорителях, вопреки распространенному мнению физики не проводят одно-единственное столкновение частиц друг с другом.
Физики из Китая в своей статье рассматривают именно такой случай: они решили проверить то, возможно ли в принципе найти «не-частицы» на новом ускорителе в Пекине. Их результат достаточно обнадеживающий – если теория верна, то ее можно будет проверить на уже запущенном ускорителе после набора достаточного объема данных.
Перспективы
Говорить о практическом применении знаний об элементарных частицах (и тем более не-частицах) пока сложно. Однако у физики высоких энергий есть одна ценная особенность: используемые учеными установки (ускорители и детекторы частиц) на сегодняшний день могут по праву быть признаны самыми сложными приборами на планете. Технологии, которые разрабатывались специально для фундаментальных исследований, уже оказались полезны в самых разных областях.
Из детектора темной материи (которую тогда обнаружить не удалось) итальянские физики создали точный анализатор химических свойств молекул и с его помощью медики подобрали лекарственный препарат для лечения редкого заболевания у рожениц. Из другого детектора, который первоначально должен был фиксировать появление частиц на ускорителе, сделали сверхчувствительный датчик – способный обнаружить тлеющий в лесу окурок с вертолета. Но самый известный и наглядный пример – это сеть World Wide Web, первая страница которой была открыта именно в центре европейских ядерных исследований, крупнейшем ускорительном комплексе мира.
08.06.2009 / АЛЕКСЕЙ ТИМОШЕНКО
http://www.gzt.ru/science/2009/06/08/171717.html