Вопрос существования массы как "физического явления" вызывает оправданный интерес у ученых. Ведь если удастся ответить на вопрос "откуда берётся масса", то где-то рядом можно нащупать ответ и на ещё более интересный вопрос "Почему материя вообще существует?"
Кроме того, масса участвует во множестве фундаментальных закономерностей классической физики и считается чем-то неизменным и всегда существующим. Не так давно мы разбирали что будет с физикой, если допустить существование отрицательной массы. Поэтому, даже если не лезть в тонкую природу материи, понимание причины появления массы поможет создать новые подходы для решения стандартных задач.
О причинах появления массы как таковой разговоров ходит много. Но в последнее время все научно-популярные источники в один голос твердят о том, что масса - это результат взаимодействия частицы с полем Хиггса.
Сразу отмечу, что твердят не безосновательно. Исследования на коллайдере подтвердили уместность этой логики. Удалось обнаружить бозон Хиггса. Вот только далеко не всегда раскрывается суть этого вопроса. В итоге никто всё равно толком не понимает, откуда масса появляется. Попробуем разобраться с тем, что означает "взаимодействие с полем Хиггса".
Вспомним, что такое поле для физики. Тут ничего нового нет. Поле - это особый вид материи. При этом поле Хиггса имеет весьма мудрёное описание, но при этом смысл остаётся таким же - это некоторая энергия в определённой форме.
Важно понимать, что у нас нет окончательного ответа на вопрос "что такое поле". Да и, наверное, пока не будет. Поэтому, работаем с абстракциями.
Сами частицы, как мы помним, не находятся в покое. Они путешествуют в пространстве с некоторой скоростью и взаимодействуют с полем Хиггса. И вот тут-то и появляется масса! Вопрос теперь в другом - что значит "взаимодействие"?
Если коротко, то взаимодействие означает, что между полями и частицей может происходить обмен энергией.
Прежде, чем перейти к некоторой "понятной модели", нужно ещё вспомнить, что частицы, о которых идёт речь - штука корпускулярно-волновая (обладает свойствами и частицы, и волны).
Поле можно изобразить этаким эластичным листом из полимера. Частицы при этом - это маленькие локализованные волны, движущиеся по такому листу и несущие импульс. Как будто лист вытряхают, как ковёр или плед. Листов одновременно может быть очень много, и они заполняют абсолютно все пространство во Вселенной. В итоге частицы могут одновременно плыть по полю Хиггса, по гравитационному полю, по электрическому полю и т.п. (или перемещаться по нескольким листам сразу).
Прохождение частицей поля и есть взаимодействие. Из нашего примера очевидно, что если лист имеет разные параметры (разная толщина, разный материал), то и взаимодействие будет разным. Это эквивалент разных физических полей.
Если частица проходит поле Хиггса, то результатом взаимодействия, согласно теории, становится масса тела. Этакая побочка. Само взаимодействие - это просто прохождение частицы сквозь поле.
Уместно вспомнить и другие физические примеры взаимодействий. Скажем, движущийся заряд в магнитном поле испытывает на себе действие силы Лоренца. Также и поле Хиггса воздействует на любой объект. В случае силы Лоренца результатом является отклонение заряда. В случае поля Хиггса - появление массы. Основная частица как будто бы тонет в поле.
Ну и если копать глубже, то для осуществления передачи "взаимодействия с полем", нужна частица-носитель. Тут очень объемное описание логики, но принцип примерно этот. Такой частицей является бозон Хиггса, который был обнаружен на коллайдере. Бозон позволяет обмениваться основной частице с полем. Об этом поговорим как-нибудь отдельно.
⚡ Подпишитесь на Telegram проекта и читайте эксклюзивные статьи!!!
👉💖 Ставьте лайки материалу, чтобы поддержать проект. Это правда поможет развитию
👍✅ Подписывайтесь и обязательно возвращайтесь за новыми интересными материалами!