Помните про корпускулярно-волновой дуализм и некую сущность волна-частица? Есть современная и общепринятая теория в физике, которая утверждает, что на самом деле, нет никаких частиц и волн. Есть только поля. И «частицы», и «волны» - это всего лишь два способа, которыми мы наивно интерпретируем квантовые поля.
Для каждого типа частиц есть собственное поле. Поле для всех фотонов во вселенной, одно поле для всех электронов и так далее. И эти поля существуют везде и простираются на бесконечные расстояния. Они же легко проходят через абсолютно любые преграды и материальные тела.
Чтобы «извлечь» частицу из поля, нужно дать полю энергию. Если дать ему достаточно энергии, поле перейдет в более высокое энергетическое состояние . Эти состояния мы и интерпретируем как частицы.
Точка в поле, куда вы передали энергию, будет выглядеть как частица, и по мере распространения энергии через поле будет казаться, что частица движется. Некоторые поля требуют больше энергии, чем другие, чтобы создать частицу. Количество энергии пропорционально массе связанной частицы.
Например, бозон Хиггса гораздо массивнее электрона. Поэтому электроны очень легко создать, а вот бозоны Хиггса создать очень сложно. Вот почему нам потребовалось так много времени, чтобы открыть бозон Хиггса. Нам пришлось построить огромную машину, Большой адронный коллайдер, которая была способна дать полю Хиггса достаточно энергии, чтобы создать из него бозоны Хиггса.
Представьте себе поля как автомат с сэндвичами или газировкой. Полагаю, что вы встречали их в торговых центрах или в метро. Кстати, в метро их в последнее время почему-то ставят очень активно. Чтобы воспользоваться автоматом, вы пропускаете купюру через купюроприёмник или прикладываете карточку. Ну или платите через СБП. Важен факт того, что вы заплатили. Платите достаточно денег, получаете TWIX или сэндвич. Платите ещё больше денег, получаете еще одну конфетку.
Деньги в этой аналогии - это энергия, а конфеты или бутерброд - это частицы. Так что если у вас достаточно энергии, вы можете получить столько частиц, сколько захотите.
Обратите внимание, что деньги (энергия) всегда сохраняются: если у вас есть 10 монет и вы кладете 5 из них в автомат, то теперь у вас есть 5 монет, а в автомате еще 5, но общее количество монет по-прежнему равно 10. Вот он, тот самый закон сохранения.
Однако количество сэндвичей (частиц) не сохраняется: вы можете их съесть, и они исчезнут, или фабрика изготовит новые (и придет техник и пополнит запасы машины).
Таких машин (насколько нам известно) существует 18. Каждый автомат производит собственные частицы из соответствующего поля. Можно пойти, например, к автомату с электронами, заплатить немного денег и получить электрон. А потом можно пойти к фотонному автомату, заплатить немного денег и получить фотон.
Важно то, что поля также взаимодействуют и обмениваются энергией друг с другом. Представьте себе сложную сеть трубок между различными автоматами, которые могут передавать монеты из одной машины в другую.
Однако все эти обмены происходят внутри трубок, скрытых от глаз. Никаких реальных шоколадок в этом процессе не обменивается.
То же самое происходит и с полями: они взаимодействуют «за кулисами», не обмениваясь частицами, а обмениваясь энергией между собой.
На самом деле все гораздо сложнее, но это все, на что способна такая простая аналогия. Главная мысль простая - есть поля и есть энергия. Частица есть энергия в этом поле, которая вызывает колебание. Именно это мы видим, как новую частицу с материальными свойствами.
💗👍 Не забывайте ставить лайки и подписываться на канал, если материал понравился! Так вы увидите больше интересных материалов и не пропустите обновления, а каналу это поможет развиваться.