К ВОПРОСУ О БОЗОНЕ ХИГГСА
(Хобби-мнение профи в области промышленной электроники)
Попытался ниже изложить "мнение стороннего наблюдателя" в части исходных данных и противоречий по объекту "бозон Хиггса".
Бозон - ЭЛЕМЕНТАРНАЯ ЧАСТИЦА, имеющая целочисленный спин. Название дано по имени физика Шатьендраната БОЗЕ. Частицы отличаются тем, что не подчиняются ПРИНЦИПУ ИСКЛЮЧЕНИЯ. Это означает, что неограниченное число бозонов может иметь одно и то же квантовое состояние. Бозоны являются частицами, передающими силу, как например, Фотоны и глюоны (которые удерживают вместе КВАРКИ). Известен W-бозон (символ W+ или W-), "ответственный" за СЛАБЫЕ ЯДЕРНЫЕ ВЗАИМОДЕЙСТВИЯ. Он обладает единичным электрическим зарядом и имеет массу, приблизительно в 40 раз большую массы ПРОТОНА. см. также ФЕРМИОН.
http://nts.sci-lib.com/article0000529.html
БОЗОНЫ (БОЗЕ-ЧАСТИЦЫ) - частицы или квазичастицы с нулевым или целочисленным спином. Подчиняются Бозе-Эйнштейна статистике. К ним относятся фотон, промежуточные векторные бозоны, глюоны (спин 1), гравитон (спин 2), гипотетические голдстоуновские бозоны и хиггсовские бозоны (спин 0), а также составные частицы из четного числа фермионов, например все мезоны, "построенные" из кварка и антикварка, атомные ядра с четным числом нуклонов (дейтрон, ядро 4He и т.п.). Бозонами являются также фононы в твердом теле и в жидком 4He, экситоны в полупроводниках и диэлектриках и др.
http://femto.com.ua/articles/part_1/0355.html
ХИГГСА БОЗОНЫ - гипотетические бесспиновые частицы, обеспечивающие механизм спонтанного нарушения калибровочной симметрии состояний физической системы (см. Хиггса механизм, Спонтанное нарушение симметрии).
http://femto.com.ua/articles/part_2/4463.html
Хиггса механизм
http://femto.com.ua/articles/part_2/4464.html
Спонтанное нарушение симметрии
http://femto.com.ua/articles/part_2/3839.html
СПИН (от англ. spin - вращаться, вертеться) - собственный момент количества движения элементарных частиц, имеющий квантовую природу и не связанный с перемещением частицы как целого. Спином называют также собственный момент количества движения атомного ядра или атома. В этом случае спин определяется как векторная сумма (вычисленная по правилам сложения моментов в квантовой механике) спинов элементарных частиц, образующих систему, и орбитальных моментов этих частиц, обусловленных их движением внутри системы. Спин измеряется в единицах h и равен Jh, где J - характерное для каждого сорта частиц целое (в т.ч. нулевое) или полуцелое положительное число (т.н. спиновое квантовое число), которое обычно называют просто спин. В связи с этим говорят о целом или полуцелом спине частицы. Полуцелым спином обладают, например, электроны, протоны, нейтрино и их античастицы. Спин p- и К-мезонов равен нулю, а спин фотона равен 1.
http://femto.com.ua/articles/part_2/3813.html
Все во Вселенной можно описывать исходя из представления о частицах, с учетом корпускулярно-волнового дуализма. Частицы имеют некую вращательную характеристику - спин (spin - вращаться, крутиться).
Представим себе частицы в виде маленьких волчков, вращающихся вокруг своей оси. Правда, такая картина может ввести в заблуждение, потому что в квантовой механике частицы не имеют вполне определенной оси вращения. На самом деле спин частицы дает нам сведения о том, как выглядит эта частица, если смотреть на нее с разных сторон.
Частица со спином 0 похожа на точку. Она выглядит со всех сторон одинаково.
Частицу со спином 1 можно сравнить с односторонней стрелкой. С разных сторон она выглядит по-разному и принимает тот же вид лишь после полного оборота на 360 град.
Частицу со спином 2 можно сравнить с двухсторонней стрелкой. Любое ее положение повторяется после полуоборота на 180 град.
Аналогичным образом частица с более высоким спином возвращается в первоначальное состояние при повороте на еще меньшую часть полного оборота.
Существуют частицы, которые после полного оборота не принимают прежний вид. Их нужно дважды полностью повернуть! Говорят, что такие частицы обладают спином 1/2.
Все известные частицы во Вселенной можно разделить на две группы:
1) частицы со спином 1/2, из которых состоит вещество во Вселенной;
2) частицы со спином 0, 1 и 2, которые создают силы, действующие между частицами вещества.
Вот какое описание "бозону Хиггса" дал профессор Геннадий Михайлович ЗИНОВЬЕВ - один из руководителей коллаборации ALICE в ЦЕРНе:
- Бозон Хиггса могут найти. Но все-таки могут и не найти. Хотя, исходя из моих личных представлений о физическом мире, хотелось бы, чтобы его не нашли. Но если ничего не откроем, человечество будет наверняка обижено на нас. И тогда, я подозреваю, с бюджетами скорее всего начнутся трудности. Если откроем - будет замечательно. Надо открыть! А в общем складывается странная картина, потому что в принципе за создание Стандартной модели дали Нобелевскую премию. Но центрального объекта этой модели - бозона Хиггса - никто не видел. Дали как бы авансом. Так что если не откроют, будет плохо для теории. Сама модель дала очень много и концепция очень красивая. Но если Хиггса, как мы его понимаем сегодня, не будет, тогда возможно придется опереться не на такие скалярные, бесструктурные объекты, а на структурные образования. Это следующий шаг и может быть он позволит продвинуться в понимании природы даже темной материи...
Думаю, даже не всем физикам они говорят о многом. Это очень специфическая область науки, связанная с красивыми физическими явлениями. Простейшую суть попробую объяснить с помощью образа с двумя лодками на воде, который я где-то прочитал. Итак, в каждой лодке сидит по человеку. Один бросает в другую лодку рюкзак с грузом. Там его ловит коллега и из-за этого лодки начинают двигаться в противоположных направлениях. То есть рюкзак стал переносчиком взаимодействия.
А теперь, внимание!
Где мы имеем противоречия в описаниях физических свойств бозонов в целом и бозона Хиггса в частности?
Противоречие ?1: неограниченное число бозонов может иметь одно и то же квантовое состояние.
Представляете, что это значит с физической точки зрения? Первым из ученых по этому поводу дал разъяснение Эммануэль Сведенборг еще в 1756 г.:
У частиц вовсе нет ни мысли, ни понятия о месте и пространстве...
Всякое перемещение или передвижение в мире частиц совершается вследствие внутреннего состояния самих частиц, т.е. передвижения там суть не что иное, как изменения в состоянии. Вот почему расстояния для них не существуют; если же нет расстояний, то нет и пространства, а вместо тех и других - состояния и изменения в них...
Если всякое передвижение совершается т.о., то очевидно, что приближение происходит от сходства в состоянии внутренних начал, а удаление от несходства; вот почему вблизи друг друга живут те, кои в сходном состоянии, а вдалеке те, кои не в сходном; и пространство суть не что иное, как внешние состояния, соответствующие внутренним...
На этом же основании всякая частица в мире немедленно является внутри другой, если только перейдет в сходное состояние...
Говоря языком современной физики "одно и то же квантовое состояние у неограниченного числа бозонов" означает нахождение "неограниченного числа бозонов" в одной точке пространственно-временного континуума.
В физике часто забывают разграничить термин "частица" и термин "система частиц" ("тождественные частицы").
Поэтому равноценным термину "квантовое состояние частицы" можно считать термин "пси-функция (волновая функция) частицы", который ввел в физику Эрвин Шредингер.
Пси-функция (волновая функция) - в квантовой механике основная физическая характеристика квантовой системы, функция динамических переменных (координат, времени), полностью описывающая состояние системы.
http://estestvoznanie.academic.ru/1027/%D0...%D0%B8%D1%8F%29
В определении этого термина присутствуют понятия "координаты" и "время", что и требовалось доказать.
Отсюда вывод:
Для частиц вещества это в принципе невозможно, но это возможно для волн.
Противоречие ?2: бозон Хиггса обладает конечной массой.
Это утверждение несовместимо с утверждением из Противоречия 1: неограниченное число бозонов может иметь одно и то же квантовое состояние.
Отсюда следует:
бозон Хиггса не может обладать конечной массой как частица вещества, но как волна может оказывать давление на физическое тело, т.е. ему присущ механический импульс, и он может быть звеном, передающим силу.
Хотя, в принципе, наличие хиггсовского импульса позволяет ввести понятие виртуальной хиггсовской массы (по аналогии с электромагнитной массой).
Противоречие ?3: бозон Хиггса не имеет спина.
Спин - это собственный момент количества движения элементарной частицы, который измеряется в единицах h и равен Jh, где J - характерное для каждого сорта частиц целое (в т.ч. нулевое) или полуцелое положительное число (т.н. спиновое квантовое число), которое обычно называют просто спин:
s = J * h = 0
h = const
J = 0
Частица со спином 0 - это фактически материальная точка. Она выглядит со всех сторон одинаково.
Механическая энергия может быть запасена материальной точкой лишь в виде кинетической энергии ее движения в пространстве и (или) потенциальной энергии взаимодействия с полем. Это автоматически означает неспособность материальной точки к деформациям (материальной точкой может быть названо лишь абсолютно твердое тело), к вращению вокруг собственной оси и к изменениям направления этой оси в пространстве.
Если бозон Хиггса как частица "обладает конечной массой" и "является материальной точкой", то он должен быть "абсолютно твердым невращающимся телом".
Известно ли что-то подобное в природе? Может быть бозон Хиггса - это микроминиатюрная "черная дыра"?
Если бозон Хиггса как волна "обладает конечной виртуальной массой (импульсом)" и "нулевым спином", то ему ("фотону с нулевым спином") должно соответствовать качественно новое физическое образование - "сферическая волна", расходящаяся радиально, как волна от камня, брошенного в воду.
Такая волна, вроде бы, не должна иметь корпускулярных свойств, поэтому, возможно, она до сих пор неизвестна науке.
Заглянем в интересную статью:
"Поиск хиггсовского бозона на LHC"
http://elementy.ru/LHC/LHC/tasks/higgs
Из нее получаем четвертое противоречие.
Противоречие ?4: хиггсовский бозон нестабилен.
Ранее (см. Противоречие ?3) мы выяснили:
1) бозон Хиггса как частица должен быть "абсолютно твердым невращающимся телом";
2) бозон Хиггса как волна должен быть "сферической волной".
О какой нестабильности в этих двух случаях можно вести речь? Тем более, что "микроминиатюрные сферические волны" пока науке неизвестны...
Делаем вывод:
Бозон Хиггса - это стабильный физический объект.
Заглянем еще раз в интересную статью:
"Поиск хиггсовского бозона на LHC"
http://elementy.ru/LHC/LHC/tasks/higgs
И там же получаем пятое противоречие.
Противоречие ?5: доминирующим на LHC будет возникновение хиггсовского бозона в глюон-глюонных столкновениях.
Заглянем в "Физическую энциклопедию" по поводу толкования термина "глюоны".
ГЛЮОНЫ (от англ. "glue" - "клей") - нейтральные частицы со спином 1 и нулевой массой, обладающие специфическим цветовым зарядом (цветом). Являются переносчиками сильного взаимодействия между кварками и "склеивают" их в адроны. В современной теории сильного взаимодействия - квантовой хромодинамике (КХД) глюоны выступают как кванты векторного поля, обеспечивающие калибровочную симметрию теории относительно цветовой группы SU(3), подобно фотону в квантовой электродинамике
http://femto.com.ua/articles/part_1/0817.html
Другими словами глюоны ("нейтральные частицы со спином 1 и нулевой массой") по физической природе аналогичны фотонам.
ФОТОН (от греч. "photos" - "свет") - элементарная частица, квант электромагнитного поля. Масса покоя фотона равна нулю и поэтому его скорость равна скорости света. Спин фотона равен 1 (в единицах h), и, следовательно, фотоны относится к бозонам
http://femto.com.ua/articles/part_2/4373.html
Глюон (как и фотон) - это по сути волна электромагнитного излучения.
Следовательно:
результатом глюон-глюонных столкновений также будут глюоны (волны), физические характеристики которых не будут отличаться от исходных глюонов (волн), потому что их взаимодействие происходит в линейной среде физического вакуума.
Для подтверждения этого факта достаточно заглянуть в соответствующую научно-техническую литературу о "параметрической генерации", "параметрическом преобразовании частоты", "параметрическом усилении" и "параметрическом резонансе" электромагнитных колебаний:
1. Люнселл У. "Связанные и параметрические колебания в электронике", пер. с англ., М., 1964.
2. Эткин В.С., Гершензон Е.М. "Параметрические системы СВЧ на полупроводниковых диодах", М., 1964.
3. Каплан А.Е., Кравцов Ю.А., Рылов В.А. "Параметрические генераторы и делители частоты", М., 1966.
4. "Основы теории колебаний", 2 изд., М., 1988.
5. Мандельштам Л.И. "Лекции по теории колебаний", М., 1972.
6. Рабинович М.И., Трубецков Д.И. "Введение в теорию колебаний и волн", М., 1984.
Отсюда делаем вывод:
возникновение бозона Хиггса в глюон-глюонных столкновениях сомнительно из-за действия физических законов в процессе "параметрического преобразования частоты".
Заглянем еще в одну в интересную статью:
"Хиггсовский механизм нарушения электрослабой симметрии"
http://elementy.ru/LHC/HEP/higgs_theory
Из нее получаем шестое противоречие.
Противоречие ?6: присутствие фонового хиггсовского поля сказывается на движении частиц строго определенным образом - оно затрудняет ускорение частиц, но не мешает их равномерному движению.
Хиггсовское поле устроено особым образом - у него вакуум ненулевой. Иными словами, состояние с наинизшей энергией хиггсовского поля - это когда все пространство пронизано хиггсовским полем определенной силы, на фоне которого движутся остальные частицы. Колебания хиггсовского поля относительно этого "вакуумного среднего" - это хиггсовские бозоны, кванты хиггсовского поля.
Есть старая русская поговорка "Хочешь от медведя убежать - придется шубу снимать" и есть старая английская поговорка "Take off a fur coat in a time of trip" ("Снимите шубу на время путешествия"). Практически все частицы вещества также обладают оболочкой ("шубой"). Например, протон имеет "шубу" из более 500 распределенных радиальных слоев частиц.
Осталось только почитать публикации советских ученых прошлого века и выяснить:
что представляют из себя частицы "шубы" протона?
Может среди частиц "шубы" протона "найдутся" и бозоны Хиггса?
Отсюда автоматически вытекает еще одно противоречие.
Противоречие ?7: бозоны Хиггса по теории должны находиться вне частиц вещества, а их пытаются получить путем столкновения частиц вещества.
Если я неправ, то зачитайте мне мои права (шутка).