Конспект лекции Сергея Троицкого «Вселенная как лаборатория физики частиц»
Лекция «Вселенная как лаборатория физики частиц» Сергея Троицкого прошла 8 октября в рамках VII Всероссийского фестиваля «Наука 0+». Корреспондент лаборатории Мария Локтионова записала ее главные пункты.
Сергей Троицкий — старший научный сотрудник Института ядерных исследований РАН. Главной тему он обозначил как изучение свойств элементарных частиц без использования лабораторных экспериментов. По мнению С. Троицкого, подходящим «оборудованием» для исследований в этой области являются астрофизические объекты, которые в повседневной жизни мы называем небесными телами.
Взаимодействие элементарных частиц лектор предложил рассмотреть на двух примерах: солнечный нейтрино и вся Вселенная.
Солнечный нейтрино — бесструктурная элементарная частица, участвующая в термоядерных реакциях.
«Из ядер водорода получаются ядра гелия и при этом выделяется определенная энергия. Однако продуктом реакции также являются нейтрино. Они покидают область, где происходят ядерные реакции и во все стороны от солнца летят в большом количестве. Тоже самое касается ядерных бомб и электростанций», - рассказывает Сергей Троицкий.
Нейтрино интересны науке из-за своей природной «неуязвимости». Эти частицы сложно зарегистрировать, так как они обладают проникающей способностью. Их путь по вселенной беспрепятственен: они проходят толщу солнечного вещества, достигают Земли и также свободно перемещаются сквозь нашу планету без единого взаимодействия с материей.
Неуязвимый нейтрино, на самом деле, содержит в себе уникальную информацию о том, что происходит в центре солнца. Просвечивая астрофизический объект, элементарные частицы выходят с полноценной картиной распределения плотности внутри просвечиваемого небесного тела.
К сожалению, доступа к сведениям, находящимся в этом «космическом киндер-сюрпризе», на данный момент люди не имеют. Изучать нейтрино можно лишь отчасти, заставляя их взаимодействовать с другими частицами.
«Существует модель, которая согласует солнечные нейтрино с химическим составом и иная модель, взаимодействующая с сейсмическими движениями поверхности солнца. При этом данные могут расходиться», — подчеркивает С. Троицкий, но уверяет, что солнечные нейтрино не останутся неизведанными. Физики всего мира заинтересованы в разгадке тайны «рентгена для звезд».
Вселенная непрозрачна, потому что светят звезды (или Небесные тела делают Вселенную непрозрачной)
Вся наша солнечная система представляет собой лишь крохотную часть огромной гигантской Вселенной. Что уж говорить об микроскопических элементарных частицах, взаимодействию которых во Вселенной С. Троицкий посвятил оставшуюся часть лекции.
«Вселенная наша непрозрачна. Если мы выйдем на улицу поздним вечером или ночью, то кажется, что вселенная прозрачна: ничего нам не загораживает звезды и, если мы посмотрим в телескоп, то даже далекие галактики можем наблюдать. Но, на самом деле, то, что мы видим звезды и означает, что вселенная непрозрачна, потому что звезды светят и из этого следует, что вся вселенная заполнена светом звезд. Это мы подтверждаем каждую ночь», - говорит С. Троицкий, и слова его сопровождаются презентацией с картинками нашей Вселенной, на которых она, действительно, непрозрачна и прекрасна.
Гипотезу лектор подкрепляет рассказом о перемещении света звезды, фотона. Если фотон звезды встречает во вселенной гамма-излучение, которое является самой сильной формой излучения во Вселенной, то он перестает существовать. Происходит поглощение «меньшей» энергии, что и является причиной непрозрачности Вселенной.
Сергей Троицкий таким образом поделился на лекции с аудиторией способом продвинуться в изучении элементарных частиц, выходя за пределы стандартной модели.
«Стандартная модель физики частиц очень хороша, — уверяет научный сотрудник РАН, — но совершенно точно знаем, что она неполна. Эксперименты в области физики частиц проводятся на пределе технологических и принципиальных возможностей человека, однако для задач физики частиц этого все равно мало. Впереди нас ждет множество научных открытий».