О, сколько людей желают получить вразумительный ответ на этот простой вопрос. Все просто жаждут простого объяснения из чего состоит материя и как она образуется.
К слову сказать, ученые пытаясь осветить квантовые вопросы простыми словами часто теряются в словарном запасе и еще больше запутывают достопочтенную публику.
Например, десятки источников объясняют, что «кварки сделаны из «возбуждения кваркового поля», которое пронизывает Вселенную», или «Кварки формируются и набирают массу в результате их взаимодействия с бозонами Хиггса, опосредующими поле Хиггса», или «Частицы — это свернутые волновые функции» и так далее.
Но что все это значит? Что такое поле? Что такое возбуждение поля? Что означает «опосредующими»? Что такое волновая функция? Есть объяснения типа - кварки являются своего рода проявлением 4-х мерных пространственных сфер Планка. Каково?
Является ли кварк маленькой частицей материи, образующейся на вершине некоего колеблющегося поля энергии, которое колеблется во всем пространстве? Является ли кварк чем-то вроде белой пены, которая образуется на вершине движущейся океанской волны? Можем ли мы так представлять его формирование?
Если да, то что такое поле Хиггса? Предполагается, что оно пронизывает всю Вселенную. Недавние открытия подтверждают, что поле Хиггса играет важнейшую роль в увеличении массы таких частиц, как кварки. Если это так, то… являются ли кварки «возбуждениями кваркового поля и поля Хиггса»?
Нам говорят, что подавляющее большинство кварков в нашей Вселенной возникло давным-давно, когда чистая энергия, заполняющая пространство после Большого Взрыва миллиарды лет назад, «остыла и сконденсировалась в кварки и лептоны». Если да, то один ответ на вопрос «Как создаются кварки?» уже есть. Получается, что кварки возникают, когда энергия меняет форму от «волнообразных фотонов», движущихся со скоростью света через Вселенную, до дискретных «частиц» материи, обладающих массой, очень медленно движущихся по Вселенной. Это изменение происходит в соответствии со знаменитым уравнением E=MC^2.
Согласно этому сценарию, чтобы создать верхний кварк, необходимо каким-то образом преобразовать в материю примерно 2,2 мегаэлектронвольт чистой энергии. Чтобы сделать нижний кварк 4,7 МэВ энергии должны быть преобразованы в материю. Хорошо, но КАК энергия становится материей? Энергетические фотоны сталкиваются в космосе, и вдруг… пуф… появляется кварк? Можем ли мы на самом деле направлять лазерные лучи в коробку, концентрировать их на крошечной точке в пространстве и наблюдать, как появляется кварк?
13,8 миллиарда лет назад большая часть энергии, пронесшейся через быстро расширяющуюся Вселенную внезапно столкнулась, слилась, сконденсировалась и сформировала множество кварков, которые сразу же замедлились и начали дрейфовать в виде крошечных кусочков материи? ТАК ли образуются кварки? Если да, то при чем здесь «поля»?
Физики утверждают, что кварки могут образовываться, когда две более крупные частицы, такие как протоны, сталкиваются на высоких скоростях. Столкновение, по-видимому, разбивает их на части и превращает некоторые из этих частей в энергию, которая каким-то образом сразу же конденсируется обратно в новые пары кварк/антикварк. Если это так, то другой ответ на вопрос «Как образуются кварки?» состоит в том, что кварки образуются в результате столкновений частиц, которые испаряются в энергию, а затем снова превращаются в новые частицы материи. Если это так, то какое отношение все это имеет к кварковым полям или полю Хиггса?
Нам также говорят, что кварки могут состоять из крошечных 11-мерных «струн», которые заполняют все пространство, согласно теории струн. Допустим. Но сколько нужно струн, чтобы сделать кварк? Как мы узнаем, что они объединились? Должны ли струны физически сталкиваться, чтобы образовались кварки? И как струны связаны с квантовыми полями в пространстве?
Нам говорят, что кварки никогда не существуют сами по себе. Они ДОЛЖНЫ существовать только парами, тройками или четверками. Если это так, то как вообще может быть создан один кварк? Должен ли он немедленно связаться с другим кварком или же исчезнуть? Если да, то думаем ли мы, что эти кварки на самом деле сталкиваются друг с другом? На что это похоже? Если кварки и антикварки созданы вместе, почему они не столкнутся сразу же и не аннигилируют друг друга? Насколько я знаю, вся эта линия исследований называется квантовой хромодинамикой. Но есть ли способ более просто обобщить все это?
Я понимаю, что с ходу накидал много непростых вопросов и вряд ли кто-то сможет описать динамику квантовых частиц в одном ответе. Однако, может быть, какой-нибудь ученый или просто ясно мыслящий человек расскажет нам о том, как образуются кварки? Но так, чтобы это было понятно большинству людей и достаточно коротко, чтобы подытожить.
Жду ваших ответов.
