§44. Современная физическая картина мира.

 

Обобщим сделанные выше выводы и попытаемся представить, как должны выглядеть общие представления о строении мира с учетом изложенной теории.

ллюстрация стандартной модели

1. Микромир. Сегодня в теории элементарных частиц конкурируют между собой две теории: "стандартная модель" и "теория суперсимметрии". Первая из них - "стандартная модель" - кладет в основу мира определенный набор частиц: 6 кварков, 6 лептонов (электрон, мюон, тау-частица) и соответствующие им нейтрино; а также античастицы, соответствующие каждой из этих частиц. Кроме этого, согласно этой теории, существуют еще 6 частиц, обеспечивающих взаимодействия: фотон (электромагнитное взаимодействие), гравитон (гравитационное взаимодействие), глюон (сильное (ядерное) взаимодействие), а также три векторных бозона: Z0, W-, W+ (слабое взаимодействие). Данная теория утверждает, что то, что в каждой из этих групп есть по 6 частиц, следующих в определенной градации - это не случайность, а закономерность. Разработано даже некое подобие периодической системы для систематизации этих частиц.

Альтернативная теория - т.н. "теория суперсимметрии". Эта теория утверждает, что для каждого из существующих видов элементарных частиц существует т.н. "суперсимметричный партнер" - частица, очень слабо взаимодействующая с веществом. Один из вариантов этой системы, разрабатываемый учеными из Объединенного института ядерных исследований в Дубне излагает эту гипотезу таким образом: частицы, образующие темную материю, это какие-то новые, пока не известные нам частицы. Существует несколько кандидатов на эту роль: тяжелые майорановские нейтрино, аксион (гипотетическая частица, введенная для решения проблемы нарушения СР-инвариантности в сильных взаимодействиях), суперсимметричные партнеры обычных частиц. В последнем случае это могут быть нейтралино (суперпартнер фотона, Z-бозона или нейтрального хиггсовского бозона), снейтрино (суперпартнер нейтрино) или гравитино (суперпартнер гравитона). Частицей темной материи может быть легчайшая из них, иначе она нестабильна и распадается обычным слабым образом. Наиболее популярный механизм нарушения суперсимметрии посредством гравитации приводит к тому, что легчайшей суперсимметричной частицей (LSP) является нейтралино, смешанное состояние, преимущественно суперпартнер фотона - фотино, тяжелая нейтральная частица спина 1/2.

Какая из этих теорий правильная - это планируется определить с помощью Большого адронного коллайдера в ЦЕРНе. По ссылкам ниже даны публикации об экспериментах последних лет, которые можно трактовать как за, так и против теории суперсимметрии. В 2012 году было объявлено об открытии бозона Хиггса, что давало основание для утверждений о правильности "стандартной теории". Однако это открытие было сделано с оговорками, что дает основания для утверждений, что ничего ещё не решено

Однако благодаря сделанным нами выводам следует сделать однозначный выбор в поддержку теории суперсимметрии. Во-первых, можно четко объяснить природу "суперсимметричных частиц", которую нынешняя наука объясняет весьма туманно. Когда любая из частиц преодолевает световой барьер, то она для внешнего наблюдателя превращается в частицу, лишенную электрического заряда, с очень большой проникающей способностью, масса же их зависит от скорости. Таким образом, "суперсимметричные частицы" - это сверхсветовые аналоги ныне известных частиц.

Таким образом, "периодическая система", предлагаемая "стандарной моделью", уже рушится, поскольку нейтрино - это не самостоятельный класс частиц, а "суперсимметричные партнеры" соответствующих лептонов. Кроме того, сводить все частицы к нескольким "действительно элементарным" частицам уже неоднократно предпринимались в практике и каждый раз оказывалось, что ни одна из этих частиц не является "по-настоящему элементарной".

Поскольку квантовая механика, самостоятельно развиваясь, смогла прийти к правильной теории "суперсимметрии", то следует признать, что квантовая механика является правильной в своей основе научной дисциплиной материалистичекого содержания. Что же касается теории относительности, то ее выводы могут быть использованы в навигационных целях (учет конечной скорости света при околосветовых движениях), но без придания ему физического смысла.

2. Абсолютная система отчета. Таким образом, можно прийти к выводу, что параллельно с существующим миром обычнх частиц, существует мир, состоящий из сверхсветовых частиц, плотность кторых, возможно, даже больше, чем плотность нашей Вселенной. Вероятно, именно этот "мир" сверхветовых частиц и представляет собой так называемую "темную материю", составляющую большую часть массы Вселенной.

Его строение (а также строение таких заполняющих всю Вселенную сред, как реликтовое излучение и рентгеновский фон) представляет собой совокупность отдельных частиц, фактически потерявших свою дискретность и слившихся в сплошную среду. Такое сочетание дискретности отдельных частиц и сплошной среды - это и есть диалектическое единство, харктеризующее всеобщую взаимосвязь явлений мира.

3. Космология. Анализ приведенных данных относительно космологии приводят к выводу, что наша Вселенная (Метагалактика) - это такой же астрономический объект, как и планеты, звезды, галактики, только более высокого порядка (включающий в себя все другие объекты). И эта Вселенная (Метагалактика) точно так же, как и любые другие небесные тела, в определенный момент рождается (в ходе Большого взрыва), эволюционирует и погибает (по сценарию, зависящему от средней плотности вещества). Кроме нашей Вселенной (Метагалактики), существуют и другие вселенные (метагалактики), в каждой из которых свой набор физических констант. И в одной из вселенных (в нашей) эти физические константы сложились таким образом, что сделали возможным возникновение жизни и появление разумных существ. Это и есть объяснение "антропного принципа".

Таковы общие направления, в которых можно продолжать развитие науки. Более детальные выводы должна будет сделать будущая наука в бесклассовом обществе, освобожденная от сдерживающих ее материальных проблем. Основным принципом такой науки должен быть принцип: от познания мира - к его преобразованию.

 

В продолжение темы: исследования по проверке стандартной модели в 2012 году
Подтвердить или опровергнуть стандартную модель можно с помощью нейтронного реактора в Гатчине
Сибирские ученые создали кристаллы, которые могут опровергнуть Стандартную модель элементарных частиц
Большой адронный коллайдер обнаружил частицу, не вписывающуюся в Стандартную модель
Эксперимент в ЦЕРНе будто бы опроверг теорию суперсимметрии
Февраль-2013: экспериментально доказанная осцилляция нейтрино выходит за рамки Стандартной модели
Март-2013: у "открытого" летом 2012 года "бозона Хиггса" оказался не тот спин
Бозонов Хиггса оказалось 2, в то время как по Стандартной модели должен быть только один
Эксперименты июля 2013 года, за или против Стандартной модели - 1:1
Декабрь-2013: суперсимметричные частицы значительно более тяжёлые, чем их обычные аналоги?
Февраль-2014: нынешняя точность измерения массы электрона недостаточна для полноценной проверки Стандартной модели
Май-2014: нейтрино могут стать последней каплей для Стандартной модели
Ноябрь-2014: учёные в очередной раз усомнились в существовании бозона Хиггса
2015: в марте коллайдер перезапустят для поиска темной материи
The Economist: 2015 год станет критичным для физической Стандартной Модели
Интервью российского сотрудника ЦЕРН: "Новая физика - непредсказуемая вещь"
Май-2015: эксперименты второго сезона БАК в поддержку Стандартной модели
Июнь-2015: аномальный распад бозона Хиггса на электрон и мюон оказался противоречащим физическим теориям
Июль-2015: Большой адронный коллайдер нанёс ещё один удар по теории суперсимметрии?
Август-2015: физики ЦЕРН нашли намеки на нарушение Стандартной модели на БАК
Сентябрь-2015: «новую физику» на коллайдере могут увидеть уже в следующем году
Декабрь-2015: физики ЦЕРН, возможно, нашли первые следы "новой физики" на БАК
Март-2016: в ЦЕРНе увидели первые лучи новой физики
Июнь-2016: рождение Z-бозона с двумя фотонами рассматривают как подтверждение Стандартной модели
Июль-2016: ученые ЦЕРН видят все больше намеков на "новой физику" на БАК
Июль-2016: обнаружение гравитона может стать свидетельством в пользу "новой физики"
Август-2016: "всплеск 750 ГэВ", указывающий на "новой физику", пытаются опровергнуть
Август-2016: представители ЦЕРН в очередной раз заявили о подтверждении открытия бозона Хиггса и не подтверждении теории суперсимметрии
Октябрь-2016: предшественник БАК мог открыть новую частицу, не предусмотренную Стандартной моделью
Май-2017: "новая физика" может начаться со стерильных нейтрино
Июнь-2017: тау-лептоны нанесли новый удар по "Стандартной модели"
Октябрь-2017: сотрудничество ЦЕРН и МИСиС поможет найти "новую физику"
Октябрь-2017: исследования свойств топ-кварков не свидетельствуют о выходах за рамки "стандартной модели"
Октябрь-2017: как сотрудники ЦЕРН и МИСиС будут искать новую физику
Февраль-2018: ЦЕРН заявил о подтверждении "Стандартной модели" на примере опыта с измерением массы W-бозона
Апрель-2018: редкий вид распада К-мезона, указывает на наличие "новой физики"
Июль-2018: обнаруженный распад бозона Хиггса указывает на правильность "стандартной модели"?
Август-2018: обнаруженный новый вид распада бозона Хиггса ничего не говорит ни за, ни против "стандартной модели"?
Июль-2019: эксперименты в ИЯФ СО РАН дают основания усомниться в Стандартной модели
Август-2019: эксперимент по проверке Стандартной модели с помощью мюона
Сентябрь-2020: эксперимент Belle II по проверке Стандартной модели
Декабрь-2020: в эксперименте GERDA сделан еще один важный шаг в поиске безнейтринного двойного бета-распада
Февраль-2021: диапазон возможных масс частиц тёмной материи удалось резко сузить, но неопределённость в отношении их природы остаётся
Июль-2021: ученые ЦЕРН опровергли ранние подтверждения некоторых отклонений от Стандартной Модели
Декабрь-2021: эксперименты в ИЯФ СО РАН и в Фермилабе указывают на отклонения от Стандартной Модели
Январь-2022: о состоянии дел в физике элементарных частиц на сегодняшний момент
Февраль-2022: аксионы названы лучшими кандидатами на роль составляющих темной материи
Март-2022: взаимодействие бозона Хиггса с очарованным кварком стало очередным подтверждение достоверности Стандартной Модели элементарных частиц
Апрель-2022: рекодно точное измерение массы W-бозона затрудняет проверку Стандартной модели
Апрель-2022: а вот другая версия предыдущей истории затрудняет проверку затрудняют проверку Стандартной модели
Июнь-2022: на совещании по физике димюонов в оИЯИ обсудили вопрос о правильности Стандартной модели
Июль-2022: 10-летие открытия бозона Хиггса и соответствующих проверок Стандартной модели
Август-2022: исследование содержания тёмной материи в карликовых галактиках ставит под сомнение Стандартную модель элементарных частиц
Август-2022: частицы "темной материи" детектируют таким же способом, как и нейтрино
Октябрь-2022: в данных с Большого адронного коллайдера проступают новые намеки на отклонения от Стандартной модели
Октябрь-2022: установлены ограничения в исследовании взаимодействия темной материи и нейтрино
Декабрь-2022: исследование исключает первичные черные дыры из кандидатов на роль темной материи
Апрель-2023: в ИЯФ СО РАН им. Будкера получены результаты, важные для "новой физики" элементарных частиц
Апрель-2023: физики предполагают возможность существования второй разновидности бозона Хиггса как способности спасти Стандартную модель
Май-2023: в распадах тау-лептонов не обнаружилось отклонений от Стандартной модели
Май-2023: учёные ИЯФ СО РАН при моделировании детекторов тёмной материи исходят из гипотезы, что она состоит из WIMP-частиц
Май-2023: эксперимент PandaX не нашел электромагнитно взаимодействующую темную материю
Июль-2023: изучение свойств реаторных нейтрино прлозволит сделать выбор между "Новой физикой" и "Стандартной моделью"
Июль-2023: версия о второй разновидности бозона Хиггса позволит устранить нестыковки в "Стандартной модели"
Июль-2023: очередные попытки найти дипольный момент электрона уточнили пределы применимости "Стандартной модели"
Ноябрь-2023: обнаруженная сверхвысокоэнергетичная частица космического излучения не вписывается в "Стандартную моделю"
Декабрь-2023: американский Комитет P5 определил исследования темной материи и WIMP в числе приоритетных направлений в физике элементарных частиц