Суперсимметрия, От бозона Хиггса к новой физике, Кейн Г., 2015

Суперсимметрия, От бозона Хиггса к новой физике, Кейн Г., 2015.

   Книга, написанная известным физиком-теоретиком, работающим в области элементарных частиц и теории струн, посвящена гипотетической симметрии между частицами вещества и частицами-переносчиками взаимодействий — суперсимметрии. Если эксперименты подтвердят, что природа действительно суперсимметрична, то значит существует новый класс частиц, которые назвали суперчастицами. Из этой книги читатель узнает о том, как суперчастицы и суперсимметрия помогут ученым в создании завершенной физической картины мира. Окончательная теория будет не только описывать все наблюдаемые явления, но и сможет ответить на вопрос, почему мир устроен именно так. Написанное в жанре научно-популярной литературы данное издание не требует от читателя специальной подготовки.
Для широкою круга читателей, интересующихся вопросами мироустройства на субатомном уровне.




Развивающиеся области знаний.
Важно провести различие между областями науки, которые принципиально и экспериментально уже сложились, и теми, которые продолжают складываться. По мере развития науки становится возможным изучать явления природы, ранее недоступные для исследований. Часто абсолютно новая область исследований открывается только потому, что стали доступны недоступные ранее технологии: до изобретения микроскопа было невозможно изучать недоступные невооруженному глазу явления. Иногда возможность натолкнуться на новую область исследований зависит от предыдущих успехов самой науки, когда из сложившихся уже областей вдруг вытекают новые подразделы. Нередко ото может быть результатом введения абсолютно новых понятий. В конце концов, самые основы описания исследуемого аспекта материального мира тщательно изучаются и проверяются экспериментально. Так было уже много раз, например в случаях с оптикой, электромагнетизмом, термодинамикой, атомной физикой, Стандартной моделью физики частиц и в других областях.

По мере изучения подраздела, модели и объяснения и предлагавшиеся идеи могут видоизменяться. Иногда эксперименты дают неправильные результаты, особенно если это первые эксперименты в некоторой области. Но эксперименты постоянно переделываются и совершенствуются, так что истина может родиться в усовершенствованном эксперименте, а не в споре. Множество современных экспериментов запускается после заблаговременного проведения полного компьютерного моделирования и калибровок, благодаря чему получаемые результаты очень точны и прогнозируемы. Детекторы па Большом адронном коллайдере (БАК, речь о нем пойдет ниже) в ЦЕРНе (Европейский центр ядер-ных исследований) с самого начала работали великолепно. Прогресс в вычислениях и компьютерном моделировании изменил мир экспериментальной физики.

Оглавление.
Предисловие.
Предисловие к русскому изданию.
Введение.
Глава 1. К большим вопросам.
Чтобы понять природу, мы должны знать частицы, взаимодействия и правила • Развивающиеся области знаний • Уравнения? • Предсказание, «послесказание» и проверка • Где находятся суперпартнеры? • Границы науки сдвигаются.
Глава 2. Немного о Стандартной модели физики частиц.
Взаимодействия: масса, распады, кванты • Частицы: знаем ли мы фундаментальные кирпичики мироздания? • Частицы и поля • Число частиц еще больше: античастицы, нейтрино, другие кварки и лептоны, бозон(ы) Хиггса • Новые идеи и отличительные предсказания Стандартной модели • Экспериментальные основания Стандартной модели • Спин, фермионы и бозоны • За пределами Стандартной модели.
Глава 3. Почему физика — самая легкая наука: эффективные теории.
Упорядочивание эффективных теорий по шкале расстояний • Суперсимметрия тоже аффективная теория • Физика на масштабе Планка • Масштаб человека.
Глава 4. Суперсимметрия и суперчастицы: что добавляет суперсимметрия.
Суперсимметрия как симметрия пространства-времени: суперпространство • Скрытая, или «нарушенная», суперсимметрия.
Глава 5. Поиски и изучение суперсимметрии.
Детекторы и коллайдеры • Узнавая частицы-суперпартнеры • Суперчастицы и их свойства, фоны и сигнатуры • Будущие коллайдеры? • Можем ли мы осуществить эксперименты, которые необходимо сделать?.
Глава 6. Из чего состоит Вселенная?.
Какие частицы есть во Вселенной? • Является ли легчайший суперпартнер холодной темной материей Вселенной?
Глава 7. Почему физика Хиггса является столь волнующей и важной?.
Поле Хиггса, механизм и бозон • Бозон Хиггса не из Стандартной модели.
Глава 8. М/струн теории!.
Что такое М/струн теории? • Скрытая, нарушенная или частичная суперсимметрия • Роль данных.
Глава 9. Как много мы можем понять?.
Проверяя теорию струн и окончательную теорию • Практические пределы? • Антропные принципы и теория струн • Космологическая постоянная • Роль дополнительных измерений • Конец науки?.
Приложение. Предсказание массы бозона Хиггса на основе компактифицированной М-теории.
Словарь терминов (глоссарий).
Рекомендуемая литература.
Предметный указатель.

Купить .





Теги: учебник по физике :: физика :: Кейн