Легко представить себе, что кирпич обладает некоторой массой. Его берешь в руки и ощущаешь некоторый вес. Это не вызывает сомнений и кажется рациональным. Также сложно подставить под сомнение, что обладает массой молекула вещества. Ну а поскольку молекула состоит из атомов, то и атом обладает весом и это легко принимается нашим восприятием.
Но есть такие частицы, которые называются частицами, но лишены массы. Или вроде как лишены массы. Почему "вроде как"? Для примера возьмем фотон. Это частицы, из которых "состоит свет". Его принято называть виртуальной частицей, не обладающей массой, но зато неплохо демонстрирующей свойства, характерные для частиц. Или, правильнее сказать, масса его не была измерена и определена, а потому физику прировняла её к нулю.
Представить себе частицу, которая есть, но не обладает массой весьма проблематично. Напрашивается старый добрый пример про кота Шредингера, который то ли жив, то ли мёртв, или одновременно и жив и мёртв, что логика принять отказывается. Ведь масса - это главный атрибут существования любой материи. Если нет массы, то это либо не материя, либо что-то невероятное. И логика сразу же ставит знак равенства между материальной частицей и наличием массы.
Но современная физика даёт этому явлению некоторое объяснение. По имеющимся представлениям, материя во вселенной не стоит на месте. Она постоянно перемещается с некоторой скоростью в пространстве. Просто наше восприятие видит это как состояние покоя. Что, в общем-то, легко представить. Ведь если поезд будет ехать бесшумно и не трястись, то внутри этого поезда, когда он уже движется без ускорения, мы не ощутим факт самого движения.
Когда материя перемещается в пространстве, она проходит через так называемое поле Хиггса. Это поле, которое пронизывает всю вселенную. На данный момент физика не до конца понимает и может объяснить, что это такое и из чего состоит. Понятно только, что оно обладает не-нулевым потенциалом (т.е. может взаимодействовать с другими объектами). Ученые называют его квантовым полем.
Дальше начинается самое интересное. Масса любой материи обусловлена массой атомов, из которых она собрана. Сами атомы состоят известно из чего, протоны, нейтроны, электроны. Масса всего атома формируется преимущественно благодаря массе протонов и нейтронов в ядре. Сами же эти объекты состоят из кварков (и ряда других частиц).
Они объединены в ядро как мыши, залезшие в мешок.
Все эти частицы, проходя через поля Хиггса (а движение, как мы помним, постоянное, если верить современной теории), взаимодействуют с ним, что и порождает массу вещества. Воздействие поля = масса. Но при этом частицы, не имеющие массу, при этом с таким полем не взаимодействуют. Так, фотон проходит через поле совершенно "безнаказанно" и массой не обрастет. Этот взгляд позволяет понять, откуда берутся разговоры в физике о том, что есть частицы с массой, а есть частицы без массы.
Соответственно, отсутствие взаимодействия с полем Хиггса позволяет фотонам перемещаться с максимально возможной скоростью для нашей вселенной или со скоростью света.
П.с. Статья написана с заведомым упрощением всей сложнейшей теории и ориентирована на общее ознакомление с современными представлениями. Понятно, что доктор физических наук найдет тут много неточностей и ничего нового не узнает :)
Полезная книга от меня по основам физики (механики)
------------
Обязательно оцените статью лайком, напишите комментарий и подпишитесь на проект! Это очень важно для развития канала.
-------------
Советую также прочитать на нашем канале:
-----
