Что такое микромир и макромир? Из чего состоит темная материя? И что такое WIMP? Об общем энергетическом балансе Вселенной, теории скрытой массы и частицах темной материи этом рассказывает доктор физико-математических наук Дмитрий Казаков.
«Люди часто говорят о микромире и макромире. Микромир — это мир элементарных частиц, его масштабы очень малы, и их невозможно наглядно представить; но есть и другая крайность — это макромир. Галактики, скопления галактик, Вселенная — совсем другой язык, иные масштабы. Когда говорят о мире элементарных частиц, мы ставим эксперимент. Когда говорят о мире галактик, мы делаем наблюдения, ведь над галактикой и над Вселенной эксперимент поставить сложно. В области астрофизических наблюдений было замечено, что мир состоит не только из того, что доступно для глаза. Мы видим звезды, туманности, межгалактический газ — астрономические объекты. Из этих наблюдений следует, что то, что мы видим, — это, вероятно, не единственное, что существует во Вселенной.»
«В астрофизике существует термин WIMP (weakly interactive massive particle) — слабовзаимодействующая массивная частица. Фотино суперсимметричности — типичный WIMP. Предположительно, эти частицы составляют основу темной материи, они образуют гало нашей Галактики. Гало раз в 5 больше видимого размера Галактики, и поэтому эти частицы носятся со скоростью примерно 300 км/c. Мы пытаемся экспериментально обнаружить эти частицы, существуют специальные подземные установки, на которых пытаются WIMP’ы «поймать». Но пока результат отрицательный.»
«Когда Эйнштейн строил общую теорию относительности, изначально он хотел построить статическую модель Вселенной, нерасширяющуюся. Он ввел так называемый «лямбда-член», или космологическую постоянную. Потом он от нее хотел отказаться, затем ее снова вводили — это отдельная история. Космологическую постоянную иногда называют энергией вакуума — это и есть темная энергия. Что это такое как физическая субстанция, не совсем понятно. В уравнениях Эйнштейна это космологическая постоянная. Почему она такая маленькая — это остается загадкой для физиков. 73% кажутся очень большой долей во всей энергии Вселенной, но если ее пересчитать в единицы, которыми оперируют в физике частиц, то окажется, что это фантастически маленькая величина, масштаба которой в физике частиц нет. И поэтому некоторое время считалось, что эта величина равна нулю точности. И объяснить, почему она не ноль, а меньшее значение, никто не может. Это одна из главных задач физики частиц и космологии.»
Дмитрий Казаков, доктор физико-математических наук, главный научный сотрудник лаборатории теоретической физики ОИЯИ.
Почему физики так уверены в существовании темной материи? Ее никто никогда не видел. Если наша теория указывает на ее существование, а мы ее не видим, может, нам стоит менять теорию? Каковы свойства темной материи? Может ли существовать параллельный мир со звездами из темной материи? Академик Валерий Рубаков приводит доказательства существования темного вещества и описывает его удивительные свойства. Ведет передачу Алексей Семихатов.
Как происходит регистрация нейтрино? Чем дираковские частицы отличаются от майорановских? Какие существуют источники нейтрино? О трех поколениях лептонов, эффекте нейтринных осцилляций и роли нейтрино в космологии рассказывает доктор физико-математических наук Дмитрий Казаков.
С какими проблемами сталкиваются ученые при построении гравитационной теории? Какие пути решения проблемы предлагает современна физика? И где можно наблюдать подобные эффекты? Об этом рассказывает доктор физико-математических наук Дмитрий Казаков. В момент создания общей теории относительности Эйнштейна в начале прошлого века было сломано много копий в попытках проквантовать общую теорию относительности. Сейчас есть квантовая теория электромагнитного взаимодействия, слабого и сильного взаимодействия. В квантовой гравитации ситуация намного сложнее.
Что представляет собой структура Стандартной модели? Какими свойствами обладают частицы, входящие в Стандартную модель? Возможно ли существование четвертого поколения элементарных частиц? О структуре Стандартной модели, свойствах элементарных частиц и бозоне Хиггса рассказывает доктор физико-математических наук Дмитрий Казаков.
Какие силы природы называют фундаментальными? На каком принципе строятся фундаментальные взаимодействия? Возможно ли существование нового фундаментального взаимодействия? О фундаментальных силах, особенностях гравитации и теориях Великого объединения рассказывает доктор физико-математических наук Дмитрий Казаков.
Как адроны классифицируются по угловому моменту? Как кварковая схема объясняет структуру матриц, в которые складываются адроны? Почему при столкновении адронов в ускорителе частиц рождаются новые адроны? О мире мезонов и барионов, свойствах кварков и адронных резонансах рассказывает доктор физико-математических наук Дмитрий Казаков.
Как можно классифицировать элементарные частицы? Какие виды фундаментального взаимодействия предусматривает Стандартная модель? И почему мы не можем увидеть один кварк, а лептоны по отдельности можем? О поколениях лептонов и кварков, последней открытой элементарной частице и главных фундаментальных взаимодействиях рассказывает главный научный сотрудник Лаборатории теоретической физики ОИЯИ Дмитрий Казаков.
Какими особенностями обладают различные элементарные частицы? Когда была была предложена теория, предполагающая связь между бозонами и фермионами? И какие перспективы у теории суперсимметрии? Физик Дмитрий Казаков о связи бозонов и фермионов, внедрении теории суперсимметрии и поисках ее подтверждения на коллайдерах.
Какие задачи не удалось решить в рамках квантовой механики? Какое применение нашла квантовая теория поля? И какое значение приобрели диаграммы Фейнмана для квантовой теории поля? О понятии квантового поля, теории перенормировок и диаграммах Фейнмана рассказывает доктор физико-математических наук Дмитрий Казаков.
Как были открыты три поколения кварков? Какие теории описывают взаимодействие частиц? Какими свойствами обладают кварки? О типах элементарных частиц, теории групп и открытии трех поколений кварков рассказывает доктор физико-математических наук Дмитрий Казаков.