Виталий Тихоплав - Солнечный ветер
Когда необходимое количество энергии приобретено, частица покидает ускоритель и перемещается в пузырьковую камеру, где сталкивается с другими частицами. Пузырьковая камера представляет собой прибор для регистрации следов (треков) заряженных частиц высоких энергий. Большинство частиц, возникающих при столкновениях, очень недолговечно и существует гораздо меньше одной миллионной доли секунды, после чего частицы снова распадаются на протоны, нейтроны и электроны. Однако за это время ученые измеряют их характеристики и фотографируют их следы и на основе таких «косвенных» наблюдений делают выводы.
Оказывается, при столкновении двух частиц с высокой энергией они разбиваются на части, но эти части представляют собой частицы такого же типа и таких же размеров, поскольку они тут же возникают из кинетической энергии, задействованной в процессе столкновения. Энергия, заключенная в массах сталкиваемых частиц, преобразуется частично в кинетическую энергию других участников столкновения, а частично – в массы новых частиц.
В последнее время с целью получения и изучения новых частиц (а для этого необходимо увеличить энергию столкновений) ученые начали разгонять почти до скорости света потоки протонов, направленные навстречу друг другу. Ускорители таких встречных потоков назвали коллайдерами.
В 2008 году под Женевой ученые провели пробный пуск самого мощного на сегодня Большого адронного[2] коллайдера (БАК), который представляет собой 27-километровое электромагнитное кольцо, закопанное на глубине 100 м. Германия, Франция и Россия вложили в его создание 2 млрд долларов. Однако даже он ограничен в своих возможностях. Структура самых мельчайших из известных сегодня элементов – кварков и лептонов, которые представляются точечными частицами, не видна даже с помощью таких мощных ускорителей.
Следующий электрон-позитронный коллайдер (ЭПЛК), по замыслу ученых, будет ускорять не протоны, а электроны, которые в две тысячи раз меньше. Поэтому и энергии потребуется в тысячу раз больше. Стоимость ускорителя следующего поколения оценивается не менее чем в 10 млрд долларов. (Как будто в мире нет голодающих!) По утверждению ученых, новый коллайдер будет отличаться от БАК, как реактивный самолет от телеги.
А там, глядишь, откроют еще более мелкую частицу – и снова потребуется создавать новый коллайдер, стоимостью в 5—10 раз больше, и он будет отличаться от предшественника, как ракета от реактивного самолета. И т. д. и т. п.
Прав был Бернард Шоу, который говорил: «Наука не в состоянии решить ни одного вопроса, не поставив при этом десятка новых». Ученых можно понять; они желают узнать, как появилась Вселенная. Более того, они мечтают смоделировать Большой взрыв. Лишь бы при таком рвении ученых не была уничтожена планета и мы, люди, вместе с ней.
Ведь сегодня западная наука, триста лет отстаивавшая необходимость потрогать, посмотреть, измерить, взвесить и т. д. объект исследования, вышла за пределы чувственного восприятия и уже не может с уверенность опираться на логику и здравый смысл!
Ах, как трудно ученым отказываться от своих принципов. Изменение парадигм всегда дается нелегко. В свое время парадоксальные результаты экспериментов при исследовании атомного и субатомного мира вызывали настоящий шок в среде ученых. Судите сами. На уровне атома, ядра и элементарной частицы материя в одних ситуациях проявляется как частица, а в других – как волна; энергия дробится на порции; масса является одной из форм энергии, действующие силы одновременно являются частицами и т. д. В одной из статей В. Гейзенберг писал: «Бурная реакция ученых на последние открытия современной физики легко объяснима: они сотрясают основы этой науки, и она, похоже, начинает терять почву под ногами».
Эйнштейн был потрясен не меньше, столкнувшись впервые с миром атома. Он писал в своей автобиографии: «Все мои попытки объяснить эти новые открытия были абсолютно безуспешны. Это напоминало ситуацию, когда почва уходит из-под ног и не на что опереться».
В этих словах великих физиков заключена самая суть: почвы-то под ногами действительно нет! Нет той самой тверди, которая всегда служила нам, людям, опорой. А что же есть?
Один из руководителей Института биосферы РАН академик Ф. Я. Шипунов говорит: «За пределами элементарных частиц: нейтронов, позитронов и других – материального мира уже не существует, остается лишь их волновая составляющая. Получается, что Вселенная состоит из некой субстанции, которую никак нельзя назвать материальной. Это духовная субстанция, имеющая волновую природу. Именно она и строит весь физический мир».
В «Откровениях» по этому поводу сказано:
Основа духовного мира – это волновые процессы. Это энергия другого, более высокого уровня развития пространства, частично определяемая человеком как виды наноэнергии материального мира. На стыке нанотехнологий фиксируется контакт духовного и материального миров… Материальный и духовный миры находятся в контакте и плавно, не скачкообразно, перетекают друг в друга…
Наука может праздновать победу дважды: первое – наука подошла к пониманию тонкого строения мира, второе – наука смогла оторваться от примитивного быта, от искусств лукавого и вырваться на простор мысли, на простор духовности. Ученые с большой буквы, оторвавшись от устоев материального мира, поднялись до границ духовного мира, и такого высокого полета человеческой мысли еще не знала история развития человечества!
Две величайшие теории ХХ века – теория относительности и теория квантовой механики – позволили физикам в некоторой степени разобраться в том, что представляет собой Великая Пустота, или эфир, как тысячелетиями называли эту Пустоту западные философы. Методом проб и ошибок, путем потрясающих взлетов и катастрофический падений, отвергая, а затем вновь признавая существование эфира, физики ХХ века пришли наконец к пониманию, что Великая Пустота, как писал директор Международного института теоретической и прикладной физики академик А. Е. Акимов, – «это не пустота, а своеобразная материя – Прародитель всего во Вселенной, рождающий элементарные частицы, из которых потом формируются атомы и молекулы». Современная физическая парадигма базируется на основе Великой Пустоты, или физического вакуума.
О физическом вакууме. В современной физике термин «вакуум» используется в двух смыслах. Первый, наиболее распространенный, соответствует сильно разреженным газам. Второй (физический вакуум), используемый в теории полей, соответствует состоянию, в котором полностью отсутствуют реальные частицы.
Физический вакуум – это независимая, универсальная, имеющая чрезвычайно специфические свойства физическая среда, которую ни в коем случае нельзя идентифицировать с пустым геометрическим пространством. Как новый уровень реальности он (физический вакуум) появился в качестве объекта исследования в первой половине прошлого столетия. Причем разные теории давали о нем разное представление.
В квантовой теории Максвелла – Дирака вакуум представлял собой своего рода «кипящий бульон», состоящий из элементарных частиц, а в теории относительности Эйнштейна вакуум рассматривался как пустое пространство, обладающее упругими свойствами и наделенное геометрией Римана (1).
Необходимо было объединить два различных представления о вакууме и создать единую теорию гравитации и электромагнетизма. Это не так-то просто было сделать. Почему?
Теория Максвелла рассматривает электромагнитное поле на фоне плоского пространства, а в теории Эйнштейна гравитационное поле имеет геометрическую природу и рассматривается как искривленное пространство. Чтобы объединить эти две теории, требовалось либо рассматривать оба поля как заданные на фоне плоского пространства, либо оба поля свести к кривизне пространства.
В этом вопросе мнения физиков резко разделились. Возникли два научных направления.
Эйнштейн, возглавивший первое направление, выдвинул программу, получившую название программы Единой теории поля.
Он разделил эту программу на две части:
а) программа-минимум, предполагающая открытие уравнений электродинамики, которые приводят к геометрическому описанию электромагнитных взаимодействий, подобно тому как это имеет место в теории гравитации. В дальнейшем выяснилось, что для решения этой программы потребовалось расширение специального принципа относительности, на котором основана электродинамика Максвелла, до общего принципа относительности;
б) программа-максимум, предполагающая открытие уравнений геометризированной квантовой теории путем дальнейшего совершенствования теории относительности.
Второе научное направление возглавили Д. Д. Иваненко и В. Гейзенберг. В отличие от теории гравитации Эйнштейна в квантовой теории поля не существует никаких уравнений, которые описывали бы вакуум непосредственно. Но существуют уравнения Шредингера и Дирака, описывающие возбужденные состояния вакуума. Поскольку в квантовой теории все частицы и поля рассматриваются именно как возбужденные состояния вакуума, то названные уравнения оказываются простейшими «проявленными» вакуумными уравнениями. Одновременно они могут быть представлены как простейшие уравнения Единой теории поля, в роли которого выступает волновая функция (2). В самом деле, с помощью волновой функции можно с одинаковым успехом описывать электромагнитные, гравитационные, ядерные и другие физические явления. Нужно только знать, что такое волновая функция в уравнениях Шредингера и Дирака, то есть какое физическое поле она представляет? Вопросик маленький, но о-о-чень заковыристый, поскольку эта волновая функция была неизвестна.
