Three quarks for Muster Mark!
Важную роль в описании явлений природы играет симметрия. Если солнце круглое, значит оно излучает одинаково по всем направлениям, более-менее не важно, как оно повернуто. А какие бывают симметрии и можно ли их классифицировать? В первой половине XX века люди задались этим вопросом. За несколько десятилетий была развита теория групп симметрий норвежского математика Софуса Ли (конечно вместе с Ли её развивало огромное количество людей), которая показала следующее: если мы считаем, что есть симметрии (причем неважно у чего: у текущей воды, у летящей звезды), то они непременно лежат в каком-то классе. Возникли учебники, в которых были полностью описаны эти классы.
Наступила вторая половина XX века, физика стала активно развиваться, и люди открывали все больше и больше элементарных частиц. Сначала их было 2, потом 10, потом 15. Когда мы проникаем вглубь, нам хочется, чтобы структурных элементов было меньше. Например, химических соединений вокруг нас бесконечное количество, а элементов, что находятся в таблице Менделеева, порядка сотни. Но дальше дело обстояло хуже. Выяснилось, что, если построить ускоритель чуть посильнее (ерунда по сравнению с Большим адронным коллайдером), возникали новые частицы. Их скоро стало 50, 100, 150, и стало ясно, что конца им не видно. Они ни из чего не состоят, превращаются друг в друга, настоящий зоопарк, в котором разобраться казалось бы не представлялось возможным.
Что делает в таких случаях феноменолог? Феноменолог начинает пытаться классифицировать это неведомое количество элементов. И выясняется, что частицы группируются в некоторые семейства: по 8 частиц, по 15 и так далее. Их классификация пролила свет на правила жизни зоопарка. Оказалось, что нужно протянуть руку, снять с полки учебник математики, той самой классификации групп Ли, которая к тому времени была полностью закончена, где ровно тот же самый список: семейства из 8 элементов, потом из 15 и так далее. Природа каким-то непостижимым образом реализовала один из списков из этого учебника. Другое дело, что в учебнике математики таких списков много. Природа выбрала один.
История на этом не закончилась. Как стало видно - соответствие было неполное. В учебнике присутствует первый элемент списка, которого люди не видели на ускорителях. Есть самое маленькие семейство, которые на языке ускорителей означало бы, что в нем всего три частицы. Более того у них очень странные свойства, например, дробный электрический заряд, который никогда до этого не наблюдался. Логический скачок, который сделали М. Гелл-Манн и независимо от него Дж. Цвейг в 1964 году, и который принес Гелл-Манну Нобелевскую премию, состоял в предположении существования этих трех частиц, что список из учебника реализован полностью. Но в учебнике написано еще одно замечательно свойство: взяв это семейство можно получить все остальные частицы. Они - кирпичики, из которых состоит огромный класс частиц, адроны.
Так и оказалось. Это кварки. Из них сложена добрая половина окружающего нас мира. Для меня удивительно то, что развивая вещи, казалось бы, совершенно не связанные с нашим миром, абстрактно математические, мы получаем ответы на вопросы мироздания. По какой-то причине природа реализует именно математику. Или же мы воспринимаем мир именно так? Почему? Пожалуй, пока что на эти вопросы нет ответов.
Кстати, имя кваркам дал Гелл-Ман. Он увидел его в книге Джеймса Джойса "Поминки по Финнегану", где звучит фраза "Three quarks for Muster Mark!", а так как кварков было 3, то название подходило. Цвейг же называл их тузами, но тузов, к сожалению, было на один больше и название не прижилось. Правда по поводу открытия кварков есть неприятный эпизод, связанный с Ювалем Неэманом, но это уже предмет другого разговора)
Источник: Лекции Алексея Семихатова.
Важную роль в описании явлений природы играет симметрия. Если солнце круглое, значит оно излучает одинаково по всем направлениям, более-менее не важно, как оно повернуто. А какие бывают симметрии и можно ли их классифицировать? В первой половине XX века люди задались этим вопросом. За несколько десятилетий была развита теория групп симметрий норвежского математика Софуса Ли (конечно вместе с Ли её развивало огромное количество людей), которая показала следующее: если мы считаем, что есть симметрии (причем неважно у чего: у текущей воды, у летящей звезды), то они непременно лежат в каком-то классе. Возникли учебники, в которых были полностью описаны эти классы.
Наступила вторая половина XX века, физика стала активно развиваться, и люди открывали все больше и больше элементарных частиц. Сначала их было 2, потом 10, потом 15. Когда мы проникаем вглубь, нам хочется, чтобы структурных элементов было меньше. Например, химических соединений вокруг нас бесконечное количество, а элементов, что находятся в таблице Менделеева, порядка сотни. Но дальше дело обстояло хуже. Выяснилось, что, если построить ускоритель чуть посильнее (ерунда по сравнению с Большим адронным коллайдером), возникали новые частицы. Их скоро стало 50, 100, 150, и стало ясно, что конца им не видно. Они ни из чего не состоят, превращаются друг в друга, настоящий зоопарк, в котором разобраться казалось бы не представлялось возможным.
Что делает в таких случаях феноменолог? Феноменолог начинает пытаться классифицировать это неведомое количество элементов. И выясняется, что частицы группируются в некоторые семейства: по 8 частиц, по 15 и так далее. Их классификация пролила свет на правила жизни зоопарка. Оказалось, что нужно протянуть руку, снять с полки учебник математики, той самой классификации групп Ли, которая к тому времени была полностью закончена, где ровно тот же самый список: семейства из 8 элементов, потом из 15 и так далее. Природа каким-то непостижимым образом реализовала один из списков из этого учебника. Другое дело, что в учебнике математики таких списков много. Природа выбрала один.
История на этом не закончилась. Как стало видно - соответствие было неполное. В учебнике присутствует первый элемент списка, которого люди не видели на ускорителях. Есть самое маленькие семейство, которые на языке ускорителей означало бы, что в нем всего три частицы. Более того у них очень странные свойства, например, дробный электрический заряд, который никогда до этого не наблюдался. Логический скачок, который сделали М. Гелл-Манн и независимо от него Дж. Цвейг в 1964 году, и который принес Гелл-Манну Нобелевскую премию, состоял в предположении существования этих трех частиц, что список из учебника реализован полностью. Но в учебнике написано еще одно замечательно свойство: взяв это семейство можно получить все остальные частицы. Они - кирпичики, из которых состоит огромный класс частиц, адроны.
Так и оказалось. Это кварки. Из них сложена добрая половина окружающего нас мира. Для меня удивительно то, что развивая вещи, казалось бы, совершенно не связанные с нашим миром, абстрактно математические, мы получаем ответы на вопросы мироздания. По какой-то причине природа реализует именно математику. Или же мы воспринимаем мир именно так? Почему? Пожалуй, пока что на эти вопросы нет ответов.
Кстати, имя кваркам дал Гелл-Ман. Он увидел его в книге Джеймса Джойса "Поминки по Финнегану", где звучит фраза "Three quarks for Muster Mark!", а так как кварков было 3, то название подходило. Цвейг же называл их тузами, но тузов, к сожалению, было на один больше и название не прижилось. Правда по поводу открытия кварков есть неприятный эпизод, связанный с Ювалем Неэманом, но это уже предмет другого разговора)
Источник: Лекции Алексея Семихатова.