С 30 ноября по 4 декабря в Москве пройдет Фестиваль мировых идей ВОКРУГ СВЕТА, посвященный 150-летию журнала «Вокруг света». Политехнический музей выступает партнером мероприятия и при поддержке Фонда Дмитрия Зимина «Династия» представит двух спикеров на площадке Лектория.
Лекция Давида Гросса «Будущее современной физики»
В рамках лекции профессор Гросс постарается наметить 25 основных направлений, в которых будет развиваться современная физика. Рассказ затронет широкий спектр физических наук, от космологии («Каково происхождение Вселенной?») до биофизики («Какова природа сознания?»)
Наша Вселенная образовалась около 13 миллиардов лет назад, в результате
"Большого Взрыва". Недавно удалось воссоздать в лабораторных условиях
состояние вещества Вселенной, каким оно было всего лишь одну микросекунду
после "Большого Взрыва". Оказалось, что Вселенная состояла из кварков и
глюонов, которые сейчас не наблюдаются вовсе в свободном состоянии. Более
того, оказалось, что свойства этой смеси кварков и глюонов близки к
свойствам жидкого гелия при очень низких температурах: жидкость течет
практически без трения. Новое состояние вещества, наблюденное в лаборатории,получило название кварк-глюонной плазмы.
Откуда в природе взялось все это разноообразие - более ста химических элементов таблицы Менделеева? Современная астрофизика уже дает некоторые ответы на этот вопрос.Самые легкие элементы - водород, гелий и литий, их различные изотопы - сформировались в горячей Вселенной в первые 20 минут после Большого Взрыва. Совпадение предсказаний теории "первичного нуклеосинтеза" с реальными данными астрономических наблюдений относительно обилий легких элементов в космосе - одно из самых весомых доказательств того, что Большой Взрыв действительно был. Более тяжелые элементы появились позже в результате термоядерных реакций в звездах - и продолжают пополнять запасы Вселенной до сих пор, поскольку новые звезды продолжают рождаться, гореть и умирать. В лекции будет рассказано о происхождении различных групп химических элементов, выявлена их связь с возможными стадиями эволюции звезд разных масс, а также описаны последствия для наших представлений об эволюции галактик в целом того, что мы уже знаем о химизме в космосе.
Одна из наиболее интересных загадок современной физики - почему наблюдаемая часть нашей Вселенной состоит почти исключительно из вещества, в то время как во время Большого Взрыва 14 миллиардов лет назад родилось одинаковое количество вещества и анти-вещества.
Предполагается, что сильная асимметрия между материей и анти-материей возникла в первые доли секунды после Большого Взрыва в результате нарушения зарядово-пространственной (CP) инвариантности в слабых взаимодействиях частиц. Это явление хорошо известно в физике элементарных частиц. Работы в этой области физики были отмечены присуждением двух Нобелевских премий. Однако, требуемая для объяснения дисбаланса между материей и анти-материей во Вселенной величина эффекта во много раз превышает значение наблюдаемое в эксперименте. Основная цель эксперимента LHCb, начавшего работать на Большом Адронном Коллайдере в ЦЕРН, заключается в поиске новых источников нарушения CP - инвариантности в реакциях с участием прелестных и очарованных кварков. В лекции будут подробно обсуждаться принципы работы установки LHCb и основные задачи физической программы эксперимента.
В 1827 году знаменитый шотландский ботаник Роберт Браун, рассматривая под микроскопом пыльцу, заметил хаотичное движение маленьких частиц внутри ее зерен. Несмотря на работу многих ученых, только в 1905 году Альберт Эйнштейн объяснил наблюдения Брауна, получив одно из первых подтверждений молекулярного строения материи. Прошло сто лет, но случайные блуждания остаются темой активных исследований, и применяются во многих областях: от описания распространения лесных пожаров или предсказаний цен акций до поисковых систем для интернета.
На лекции без формул, но с использованием рисунков, будет рассказано о том, что такое черные дыры. О том, как они могут образовываться и какие у них свойства. А так же о том, как черные дыры могут распадаться через излучение Хокинга, и какое все это может иметь отношение к Большому Адронному Коллайдеру.
Все окружающие нас материальные предметы состоят из молекул, молекулы - из атомов, атомы – из электронов и ядер, ядра атомов - из протонов и нейтронов, протоны и нейтроны – из кварков и глюонов. На этом заканчиваются известные науке уровни строения вещества. В действительности никто не наблюдал кварки и глюоны как отдельные частицы, они всегда "спрятаны" внутри протонов, нейтронов или других элементарных частиц. Это знаменитое явление получило название"невылетание цвета".
Знаменито оно, в частности, тем, что не находит объяснения в теории сильных взаимодействий. Ситуация весьма необычная: теория сильных взаимодействий существует около сорока лет, никто не сомневается в правильности теории, однако самое яркое явление, невылетание цвета, теория объяснить не может: получающиеся уравнения слишком сложны, чтобы понять почему кварки и глюоны "не вылетают".
Оказывается, что сильные взаимодействия можно моделировать на компьютерах, и свойство невылетания цвета очень хорошо видно в численных расчетах. Возникает парадокс – современный персональный компьютер может численно "доказать" невылетание за два часа работы, а исследователи сорок лет не могут это сделать аналитически, причем не будет преувеличением сказать, что задачей занимались одни из лучших физиков нашего времени.
