Tak bardzo przyzwyczailiśmy się ,że wszystko co nas otacza ma masę i tym samym, w sposób naturalny jest ciężkie, że pomysł fizyków , specjalistów w dziedzinie cząstek elementarnych, by przyczynę tego widzieć nie w ciałach, lecz w otaczającej je próżni, może wywoływać zdumienie.Odkąd fizyka jest fizyką, masa ciała (nie mylić z ciężarem!),to cecha lub właściwość wewnętrzna tego ciała niezależna od otoczenia, od środowiska, w którym ciało się znajduje i równoważna – od czasu wystąpienia Alberta Einsteina – energii.Tymczasem nowoczesną fizyką rządzi idea symetrii i jej spontaniczne łamanie (zob. poprzedni wpis).Właściwie, jest to nowa , fundamentalna zasada przyrody. Różnorodność świata, istnienie całego “ogrodu zoologicznego” cząstek elementarnych oraz ich tzw. parametrów swobodnych jak np. :ładunku elektrycznego, masy, spinu, typów oddziaływań między nimi, całe uposażenie jakościowe agregatów tych cząstek (czyli ciał makroskopowych) jest wywołane zjawiskiem spontanicznego łamania ukrytej ,silniejszej symetrii.Pierwsze zastosowanie tej idei pozwoliło zunifikować dwa odrębne oddziaływania: słabe i elektromagnetyczne w jedną siłę – elektrosłabą.(Weinberg, Salam, Ward i Glashow)[1].Hipotezą roboczą była myśl ,że w warunkach bardzo wczesnego wszechświata istniała ukryta symetria, która przy przejściu fazowym spowodowanym przez obniżenie temperatury do 10E15 uległa spontanicznemu złamaniu z jednoczesnym pojawieniem się nowych cząstek i nowych sił oddziaływania między nimi. Te nowe siły to : oddziaływanie słabe i oddziaływanie elektromagnetyczne oraz cząstki(kwanty): wuony, zetony i foton.Jednak fundamentalnym aspektem łamania tej kosmicznej symetrii ma być pojawienie się pola/cząstki Higgsa ,które istnieje po dziś dzień i ma istotne znaczenie dla wszystkich obiektów przyrody. Ażeby eksperymentalnie zweryfikować tę hipotezę należy dysponować energią rzędu 100 GeV i odpowiadającą jej temperaturą 10E15 K. Eksperymenty takie wykonano i stwierdzono obecność wuonów oraz zetonów o charakterystykach przewidzianych przez teorię.[2]Niestety, do tej pory doświadczalnie nie odkryto cząstki Higgsa. Cząstka Higgsa zwana w literaturze “boską cząstką” z uwagi na jej nadzwyczajną rolę w unifikacji dwóch odrębnych oddziaływań podstawowych, powinna mieć bardzo dużą masę i aby stwierdzić jej istnienie trzeba zastosować wielkie energie (i temperatury) rzędu 10E2 i 10E15 K. Dla porównania ,temperatura wnętrza gwiazdy może wynosić 10E7 K. Prawdopodobnie dojdzie do takiego eksperymentu w przyszłym roku w Genewie, gdzie rozpocznie pracę supermocny akcelerator hadronów (LHD).Pole Higgsa ( i kwanty tego pola), to rzeczywistość istniejąca, ale nie widzialna. Tam gdzie nic niema, tam gdzie jest idealna próżnia według naszych dotychczasowych przeświadczeń, tam jest ocean cząstek Higgsa, tam jest pole Higgsa. Miał więc rację Arystoteles, gdy w swojej Fizyce napisał:“wynika zatem jasno, że próżnia nie istnieje ani poza ciałami ,ani w ciałach, ani w sensie absolutnym, ani potencjalnie..”[3]Dowód tej tezy jest finezyjny i warto przy tym zapamiętać ,że to Arystoteles odkrył grubo przed nami ,że próżnia, gdyby istniała, to by była doskonale, idealnie symetryczna. Pole Higgsa ,ponieważ jest fizyczną próżnią( czyli próżnią pozorną),którą obserwujemy w eksperymentach, ma symetrię nieco słabszą od pola, z którego powstało, tuż zaraz po eksplozji kosmicznej osobliwości początkowej(Big Bangu).Idealna próżnia jest zatem tworem wysoce niestabilnym i natychmiast zamienia się w próżnię fizyczną generując pola i cząstki(kwanty) o mniejszej symetrii. Fizyka współczesna daje więc odpowiedź na niepokojące pytanie Leibniza: “Dlaczego istnieje raczej coś , aniżeli nic?”Odpowiedź jest kosmicznie krótka : Bo “ nic” jest niestabilne.W jakimś sensie pole Higgsa jest także powrotem do dziewiętnastowiecznej hipotezy kosmicznego eteru. Jednak pole Higgsa jest bardziej aktywne od eteru.W matematycznej teorii zespołu pól /cząstek Higgsa jednoznacznie widać, że zjawisko posiadania przez większość obiektów przyrody masy ,jest skutkiem obecności oceanu pól Higgsa.Bowiem,gdy cokolwiek porusza się w oceanie Higgsa, to musi natrafiać na opór.I ten opór sprawia ,że cząstki elementarne ,które stanowią składniki budowy ciał , nabywają masy.Z pewnym uściśleniem : tylko ruch przyspieszony przez ocean Higgsa powoduje pojawienie się parametru ciał zwanego masą. Pola Higgsa ignorują spoczynek ciał lub ich ruch jednostajny prostoliniowy i wtedy nie generują masy tych ciał.[4]Wobec tego odpowiedź na tytułowe pytanie brzmi: gdy nie przyspiesza !W przeciwnym razie, staje się “ puszysta” i nie przypomina motylka. Nie wykluczone ,że niektórych z nas ,to nie zmartwi. Literatura[1] M.Kaku,Quantum field theory:a modern introduction,Oxford,1993[2] R.Penrose,Droga do rzeczywistości,Warszawa,2007,s.600-627[3] Arystoteles. Dzieła wszystkie, tom 2,Warszawa,1990,s.104.[4] J.Gribbin, W poszukiwaniu Susy ,Poznań,2000.
No modern scientist comes close to Einstein's moral as well as scientific stature (John Horgan)
Nowości od blogera
Inne tematy w dziale Kultura
