Можно потратить годы жизни на определение того, что такое время. Это личное дело каждого человека, занимающего свою цивилизационную нишу. Безусловно, попытка отвечать на такие вопросы — это часть человеческой культуры. Но для ученого-физика важны связи между разными субстанциями, причем соотношения не словесные, а формульные. В качестве примера такого соотношения можно привести второй закон Ньютона. Он утверждает, что F=ma — сила приводит к тому, что тело с массой m движется с ускорением a. Можно потратить годы жизни на то, чтобы определять смысл силы. Можно потратить годы жизни на то, чтобы определять, в чем состоит субстанция массы. Но для физика важно формульное соотношение между силой, массой и ускорением. Сейчас подчеркну, в каком смысле. Физик Эмиль Ахмедов о втором законе Ньютона, метрике Минковского и природе пространства-времени.

XVIII–XIX века прошли под знаком успеха механики Ньютона, которая показала поразительную эффективность при описании движения планет Солнечной системы. Но наука начала двигаться вперед, когда отказалась от этого механистического подхода. Под знаком всего этого происходящего возник такой парадокс Лапласа, который говорит о том, что везде отсутствует воля. То есть человек не может поступать по собственной воле, все предопределено и предсказуемо. Физик Эмиль Ахмедов о дифференциальных уравнениях, идеальных линиях и точках и решении парадокса Лапласа.

Практически все знают соотношение E0=mc^2. Любой образованный человек знает, что E=mc^2. При этом забывают, что если тоньше приглядеться и неколлоквиально смотреть на него, то соотношение выглядит как E0=mc^2, у E есть индекс 0, и оно связывает энергию покоя с массой и скоростью света. При этом надо помнить, что энергия здесь ключевое понятие. Значит, коллоквиально говоря, это соотношение говорит о том, что любая масса — это энергия, но не любая энергия — это масса. Вот об этом не надо забывать, что не любая энергия — это масса! Любая масса — это энергия, но обратное неверно. И не для любой энергии, а только для энергии покоя верно, что она равна mc^2. Откуда следует это соотношение? Физик Эмиль Ахмедов о соотношении массы и энергии, пространстве-времени Минковского и координатах 4-вектора.

Известна олимпиадная задача: На плоском столе лежат монеты (выпуклые фигуры). Тогда одну из них можно стащить со стола, не задевая остальных. Долгое время математики пытались доказать пространственный аналог этого утверждения, пока не был построен контрпример! Возникла идея: в малом зерне часто нет трещины, трещина за границу зерна не вырастает, а трещины друг друга держат. Эта идея теоретически позволяет создавать композиты в которых не растут трещины, в частности, броню из керамики.

Лекция будет посвящена некоторым нестандартным аспектам элементарной симплектической геометрии и линейной алгебры и их применению для нужд квантовой теории рассеяния. Для большинства математиков этот язык непривычен, поэтому все необходимые понятия будут введены самым элементарным образом.

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 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.

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.

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.

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 законы сохранения связаны с симметрией? На каких группах симметрии основана Стандартная модель? Какие примеры нарушенной симметрии существуют в физике элементарных частиц? О типах преобразований в физике частиц, лоренц-инвариантности и нарушениях симметрии рассказывает доктор физико-математических наук Дмитрий Казаков.

Как квантовая механика изменила представление об устройстве атома? Какие элементарные частицы были обнаружены в космических лучах? Какие существуют подходы к классификации элементарных частиц? На эти и другие вопросы отвечает 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.

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 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.

Я расскажу, что такое суперсимметрия. Суперсимметрия — это пока экспериментально не обнаруженное явление, но на нее возлагались, во-первых, большие надежды в момент, когда она зародилась, а во-вторых, она является важной частью математической физики и математики. Несмотря на то что ее экспериментально не обнаружили на данный момент, никто не сказал, что в дальнейшем не обнаружат, она является важной частью современной науки. Значит, для того, чтобы рассказать, что такое суперсимметрия, мне нужно сказать, что такое суперсимметричные координаты или вообще что такое координаты.

На какие вопросы отвечает теория Больцмана и какова была её судьба? Легко ли утверждались кинетические представления о веществе в физике? Какую роль в науке сыграло статистическое понятие энтропии? Наконец, что может предложить теория Больцмана сегодня? Об уравнении Больцмана, полемике Больцмана с Махом и современных приложениях кинетической теории рассказывает доктор физико-математических наук, сотрудник Вычислительного центра РАН Владимир Аристов.

Некоторое время назад мы с группой соавторов начали выводить второй закон термодинамики с точки зрения квантовой механики. Например, в одной из его формулировок, гласящей, что энтропия замкнутой системы не убывает, типично растет, а иногда остается постоянной, если система энергетически изолирована. Используя известные результаты квантовой теории информации, мы вывели некоторые условия, при которых это утверждение справедливо. Неожиданно выяснилось, что эти условия не совпадают с условием энергетической изолированности систем.