Физика элементарных частиц и t-кварк

| Категория реферата: Рефераты по науке и технике
| Теги реферата: жизнь человека реферат, курсовые работы
| Добавил(а) на сайт: Mishin.

Работа ЛЮБОГО органа чувств человека в макромире принципиально не отличима от работы макроприбора для изучения микромира. В качестве примера рассмотрим зрение. Пусть человек видит стол. Что происходит на самом деле? Солнце испускает огромное число фотонов. Они взаимодействуют с атомами стола, переизлучаются во все стороны и малая их часть попадает в глаз. Хрусталик глаза, в свою очередь, фокусирует фотоны на сетчатке, где в результате химической реакции с палочками и колбочками возникают электрические сигналы. Эти сигналы по нервным волокнам передаются в мозг, который путем сложного анализа поступившей информации воспроизводит изображение стола. Естественно, что реальность зрительного восприятия можно проверить при помощи иных органов чувств, например, попробовать укусить стол зубами или ударить по нему кулаком. В результате подобных действий в мозг уйдет независимый сигнал от зубов или рук, подтверждающий сигнал от глаз. Но, аналогично рассмотреному выше примеру, реальность элементарных частиц, универсальность их свойств подтверждается множеством детекторов принципиально различных конструкций (камеры Вильсона, счетчики Гейгера во всех модификациях, пропорциональные камеры, черенковские счетчики, ионизационные калориметры десятков различных систем). Этот набор макроприборов гораздо богаче, чем пять человеческих чувств! А результаты независимых измерений характеристик микрочастиц, выполненных этими приборами, прекрасно согласуются друг с другом. Именно поэтому физики считают, что, скажем, -бозон, полученный на электрон-позитронном коллайдере в CERNе, не менее реален, чем стол или табурет в вашей квартире, а кварк внутри протона такой же элемент Вселенной, как и президент США, хотя ни первого, ни второго среднестатистический (российский) ученый живьем не видел.

Правда, всегда можно удариться в солипсизм. Против лома солипсизма нет сугубо научного приема. Сторонникам солипсизма остается только посоветовать перестать представлять, что они читают данную нудную статью, и заняться чем-нибудь более приятным. Читателям, всерьез заинтересовавшимся обсуждаемыми выше вопросами, для более глубокого изучения можно порекомендовать книги [ 1]-[ 5].

На этом краткое популярное введение в физику микромира можно закончить и перейти непосредственно к книге Дональда Перкинса.

Одинадцать лет назад "Энергоатомиздат" выпустил перевод третьего английского издания прекрасной книги британского ученого, профессора физики Оксфордского университета Дональда Перкинса "Введение в физику высоких энергий" (тираж 3000 экз). Книга поистине уникальная. Во-первых, в сравнительно небольшом объеме последовательно и весьма подробно изложены результаты всех ключевых экспериментов в физике микромира и четко показано, как каждый из этих экспериментов повлиял на становление теории элементарных частиц. Во-вторых, не может не поражать уровень изложения. Книга может быть полезна и третьекурснику, только начинающему в рамках курса общей физики изучать элементарные частицы, и старшекурснику, и аспиранту и даже сложившемуся ученому, желающему четко, ясно, быстро и глубоко уяснить себе конкретный вопрос в физике микромира. Много интересных методических находок найдут у Д.Перкинса популяризаторы науки. Мне не известно ни одной столь же универсальной книги!

Однако с момента выхода английского издания (1987 год) прошло порядочное время. Физика элементарных частиц шагнула далеко вперед. И вот в 2000-ом году издательство "Cambridge University Press" выпустило в свет четвертое переработанное и дополненное издание "Введения ...". Спустя два года книга в России не переведена, хотя ситуация с выпуском научной литературы за последние три года у нас в стране весьма улучшилась.

Предлагаю сетевым читателям перевод одного параграфа из нового издания "Введения...". В этом параграфе рассказывается об открытии последнего и самого тяжелого из кварков -кварка. Из данного параграфа читатель не физик сможет до некоторой степени понять экспериментальные трудности и методы их обхода, характерные для современной физики элементарных частиц. Открытие -кварка произошло относительно недавно - в 1995 году. На русском языке пока нет ни одного глубокого, но в тоже время и достаточно популярного изложения этого крупного достижения физики частиц.

Переведенный параграф предназначен прежде всего для студентов физичиских специальностей ВУЗов, но может оказаться полезным читателям, интересующимся фундаментальными научными открытиями. В последнем русском издании книги Д.Перкинса переведенный материал должен соответствовать параграфу 5.16.

Данная статья является составной частью сетевого проекта "Студентам о новейших достижениях в физике элементарных частиц" [ 6]. В 2001 году в рамках данного проекта была опубликована заметка Г.Фрейзера "Мелодрама под названием "Время искать Хиггс" [ 7] об интригующих, но, увы, безрезультатных поисках бозона Хиггса на электрон-позитронном коллайдере LEP в CERN-e.

В заключение необходимо отметить, что приведенные в русском издании 1991 года предварительные экспериментальные данные CERN-а по успешному поиску -кварка в распаде и измерению 40 ГэВ не подтвердились. В настоящее время масса самого тяжелого кварка считается равной ГэВ, поэтому -кварк не может быть продуктом распада -бозона. Наоборот, -бозон является одним из продуктов распада -кварка.