Скачать "Квантовая теория – курс Эмиля Ахмедова / ПостНаука"

Обложка аудиозаписи

Подождите немного, мы готовим ссылки для удобного просмотра видео без рекламы и его скачивания.

Предыдущее видео: Почему на Земле тает лёд?Следующее видео: Этика в цифровую эпоху — Игорь Чубаров / ПостНаука

0:00

Происхождение квантовой механики

13:42

Корпускулярно-волновой дуализм

24:56

Парадокс кота Шредингера

34:28

Парадокс Эйнштейна — Подольского — Розена

43:32

Корреляции в квантовой теории поля

55:55

Топологические дефекты и фазовые переходы

1:08:03

Рождение частиц в сильных полях

1:20:10

Эффекты Унру и Соколова — Тернова

1:33:56

Информационный парадокс Хокинга

1:47:41

Универсальность в квантовой теории поля

2:09:35

Ренормализационная группа

2:19:54

Суперсимметрия и суперкоординаты

2:33:56

Суперсимметричные модели в квантовой теории поля

доктор физико-математических наук, ведущий научный сотрудник и профессор МФТИ и ИТЭФ

Эмиль Ахмедов - доктор физико-математических наук, ведущий научный сотрудник и профессор МФТИ и ИТЭФ

ПостНаука

postnauka

лекция

наука

квантовая теория

кванты

физика частиц

Эйнштейн

физика

понять квантовую теорию

теория относительности

Шрёдингер

суперпозиция

Кот Шредингера

00:00:05

я расскажу историю о том как могла бы

00:00:07

создаваться квантовая механика в

00:00:09

реальности она конечно не так

00:00:10

создавалась но мне по определенным

00:00:12

причинам чтобы подчеркнуть Как

00:00:14

развивается научный процесс хотелось бы

00:00:16

рассказать её так как я сейчас расскажу

00:00:19

я буду использовать как будто бы это

00:00:23

делал один ученый я буду считать что это

00:00:25

все делал один ученый конечно это

00:00:27

идеализация мы будем считать

00:00:29

какой-нибудь основательно учёного

00:00:30

который основательно подходит к изучению

00:00:33

предмета Ну вот на эту роль Хорошо

00:00:34

подходит

00:00:36

рентген как это ни странно звучит потому

00:00:38

что обычно считается что он случайно

00:00:40

открыл свои электромагнитные волны

00:00:44

рентгеновские волны

00:00:46

значит из рентгеновское излучение на

00:00:48

самом деле он не только их открыл

00:00:50

действительно случайно он их еще

00:00:52

основательно столь основательно изучил

00:00:53

что в течение 20 лет пока его излучение

00:00:57

не стали рассеивать на кристаллах ничего

00:00:59

нового про них сказать не могли Вот

00:01:02

и даже при жизни Резерфорда

00:01:06

рентген считался лучшим

00:01:07

экспериментатором человечества вот

00:01:10

значит

00:01:11

Ну и помимо этого он известен был своей

00:01:14

скромностью и это связано с его

00:01:16

основательностью Значит мы об этом тоже

00:01:20

поговорим значит Представьте себе что

00:01:23

рентген знает о планковском спектре

00:01:26

излучения абсолютно черного тела знает о

00:01:30

том что для того чтобы интерпретировать

00:01:32

этот Спектр нужно

00:01:34

предположить что свет поглощается

00:01:37

излучается квантами а помимо этого он

00:01:40

знает бенштейновском бенштейновской

00:01:43

интерпретации фотоэффекта В чем

00:01:46

заключается фотоэффект представьте себе

00:01:48

поверхность металла представьте себе

00:01:50

разность потенциалов между металлом и

00:01:53

какой-то подложкой и вы направляете

00:01:56

Понятное дело что так как это воздух в

00:01:59

промежутке между металлом и этим

00:02:02

подложкой то никакого нету Вы можете

00:02:06

направить на металл

00:02:08

как его электромагнитные волны например

00:02:11

свет и вы видите следующее явление что

00:02:14

если вы зафиксируете частоту этого света

00:02:16

не меняйте его частоту мы меняете

00:02:18

интенсивность ток не появляется если

00:02:20

частота достаточно маленькая потом

00:02:22

вместо того чтобы наращивать

00:02:23

интенсивность вы фиксируете

00:02:25

интенсивности начинаете наращивать

00:02:27

чистоту и видите что происходит начиная

00:02:30

с некоторой частоты начинается

00:02:32

ток появляется ток При этом если вы при

00:02:36

этой чистоте начнете увеличивать

00:02:38

интенсивность интенсивность только

00:02:39

повышается то есть только начинает течь

00:02:41

начиная с какой-то чистоты интерпретация

00:02:43

этого явления дал Эйнштейн заключающийся

00:02:46

в том что электромагнитные волны состоят

00:02:49

из потока частиц каждый из которых несет

00:02:51

энергию пропорционально ее чистоте и так

00:02:54

как когда начиная с определенной частоты

00:02:57

фотоны могут сообщить электронам в

00:03:00

металле определённую энергию а электроны

00:03:03

начиная с какой-то энергии

00:03:05

у них есть порог начиная с какой-то

00:03:07

энергии они способны вылетать из металла

00:03:09

поэтому появляется ток значит с этой

00:03:14

интерпретацией несмотря на Ну Эйнштейн

00:03:17

пошел дальше он как бы считал что

00:03:19

электромагнитные волны состоят из

00:03:21

квантов значит но с этого интерпретации

00:03:24

не был согласен даже Планк и много кто

00:03:27

другой и даже когда Нобелевскую премию

00:03:29

эйнштейну фактически давали за

00:03:30

фотоэффекта планка специально оговаривал

00:03:32

что Несмотря на то что это ересь вот

00:03:35

заслуживает этого это было уже в

00:03:38

двадцатые годы значит Ну представьте

00:03:40

себе что рентген решил проверить эту

00:03:43

мысль Этот спор между эйнштейном

00:03:46

импланктом решил проверить кто из них

00:03:48

прав Действительно ли электромагнитные

00:03:50

волны состоят из отдельных частиц

00:03:52

квантов значит он знает что свет

00:03:56

проявляет свои волновые свойства в

00:03:59

интерференционном эксперименте В чем

00:04:01

заключается этот эксперимент известно

00:04:02

времён Ньютона который поставил его

00:04:05

вот таким образом он использовал дневной

00:04:06

свет тогда ламп не было То есть

00:04:08

солнечный свет солнечный свет он белый

00:04:10

он не манхроматичный некогерентный

00:04:13

поэтому на нем интерференционную картину

00:04:14

не построишь Но если его пропустить

00:04:16

через цветное стеклышко то у вас

00:04:19

получается почти когерентный свет с

00:04:21

какой-то характерной частотой

00:04:23

например Вы можете через красные

00:04:25

стеклышко или через зеленое пропустить

00:04:26

вот значит после этого этот цвет

00:04:28

пропускается через экран в котором

00:04:30

сделаны две маленькие близко

00:04:32

расположенные дырочки А на экране на

00:04:35

котором вы наблюдаете интерференционную

00:04:36

картину видно следующее У вас такие

00:04:38

концентрические кольца у нас там белое

00:04:40

пятно потом кольцо Тёмное не белое

00:04:43

светлое пятно Тёмное светлое Тёмное Ну

00:04:46

соответствующего цвета понятно дело

00:04:47

значит Ясное дело что идеальности

00:04:50

идеальность картина зависит от

00:04:52

монохроматичности размеры дырок и близко

00:04:56

достаточно близко к их расположения А

00:04:58

так как идеальный монхроничности и когда

00:05:01

в идеале достичь невозможно то картина

00:05:04

всегда приблизительно размытая чем ближе

00:05:07

к идеальности тем более четкая Ну вот

00:05:09

здесь как бы свет проявляет свои

00:05:10

волновые свойства Какие тут могут быть

00:05:13

вопросы где здесь частицы вообще

00:05:14

непонятно допустим

00:05:16

рентген значит умеет понижать

00:05:18

интенсивность этого света он говорит Ага

00:05:20

значит если он состоит из частиц то я

00:05:22

подъезжаю интенсивность добьюсь того что

00:05:24

у меня будет свет состоять из отдельных

00:05:26

просто

00:05:27

из одной двух-трех частиц значит вот он

00:05:31

понизил интенсивность очень низко очень

00:05:34

низкую добился и пусть у него экран

00:05:36

достаточно чувствительный что он может

00:05:37

видеть отдельные фотоны чувствовать

00:05:38

отдельные фотоны Это значит что

00:05:40

чувствительность экрана в 10 раз

00:05:41

превышает чувствительность человеческого

00:05:43

глаза тогда что он видит он видит не

00:05:45

цельную интрафикационную картину с

00:05:47

концентрическими кольцами такие

00:05:48

отдельные всплески действительно

00:05:49

Выглядит как будто бы отдельная частица

00:05:51

пролетела через дырку и попал туда но

00:05:53

при этом он видит картину достаточно

00:05:55

странную действительно свет состоит из

00:05:58

частиц Казалось бы можно остановиться на

00:06:00

этом но если бы состоял бы просто из

00:06:02

частиц получалось бы картина следующая

00:06:04

частица пролетает через дырку и он бы

00:06:06

видел бы два пятна но он не это видит он

00:06:09

то есть смысле

00:06:10

он видит что эти фотоны попадают не в

00:06:13

эти конкретные области в которых два

00:06:15

пятна должны быть а потом попадают

00:06:17

более-менее на в любую точку на экране

00:06:19

соответственно он задаётся вопросом Ну

00:06:23

он человек основательный Он говорит

00:06:24

Давайте посмотрим какая картина

00:06:26

наберётся если подождать Достаточно

00:06:28

долго Пусть у него экран может

00:06:29

записывать куда попали фотоны если

00:06:31

потихонечку он набирает точек вот

00:06:34

буквально эти же концентрические Кольца

00:06:35

как были от сплошного потока

00:06:38

электромагнитной волны то есть с одной

00:06:40

стороны и действительно свет состоит из

00:06:42

частиц но на удивление это каждая из

00:06:44

частиц себя ведёт как волна

00:06:46

то есть она как бы интерферирует сама на

00:06:50

себе на этих двух дырках значит но даже

00:06:54

на этом

00:06:56

рентген человек основательный мы знаем

00:06:58

Он даже на этом не останавливается он

00:07:00

задается вопросом есть другое проявление

00:07:03

волновых свойств Света известно что свет

00:07:06

рассеивается на заряженных частицах как

00:07:08

это рассеяние происходит это не какая-то

00:07:10

дифракция просто у вас есть точечная

00:07:13

заряженные частицы на неё налетает

00:07:14

электромагнитная волна электромагнитная

00:07:16

волна воздействует на эту заряженную

00:07:17

частицу начинает её колебать колеблют

00:07:20

она её с той же частотой С какой упала

00:07:21

значит и рождает

00:07:25

частица движется с ускорением

00:07:27

соответственно излучает рождает

00:07:29

электромагнитные волны с той же частотой

00:07:31

только во всех направлениях так как они

00:07:34

с той же частотой они монохроматичны или

00:07:36

когерентны с падающие волны

00:07:37

соответственно можно построить

00:07:38

интерферационную картину из этих двух

00:07:40

волн

00:07:41

ну Давайте попробуем и о чудо

00:07:44

интерференции если чувствительный прибор

00:07:46

достаточно видно что интерференционная

00:07:48

картина размывается

00:07:50

размывание связано с тем что

00:07:53

рассеянная волна несет частоту меньшую

00:07:55

чем падающая и выглядит так как будто бы

00:07:58

не электромагнитная волна упала на

00:07:59

электронную его зашатала а как будто бы

00:08:01

частица шандарахнула по частице

00:08:03

электрону Электрон сообщила ему энергию

00:08:06

Сама потеряла соответственно частота

00:08:08

уменьшилась и она рассеялась и у вас

00:08:10

падающий свет и рассеянный имеют

00:08:12

отличный частоты и поэтому не

00:08:15

интерферируют друг с другом Но даже на

00:08:18

этом рентген не останавливались он

00:08:19

человек основательный ему не надо писать

00:08:22

Гранты и он известный на весь мир за

00:08:24

счёт своего рентгеновского излучения он

00:08:26

спокоен уверен в себе и он продолжает

00:08:28

дальше исследовать он э пытается

00:08:31

посмотреть на интерферационную картину

00:08:34

ещё глубже допустим он может не просто

00:08:37

стёклышко как Ньютон менять стёклышки он

00:08:40

может

00:08:41

к это подстраивать чистоту излучения

00:08:44

электромагнитного и он видит следующую

00:08:46

картину что меняя частоту у него

00:08:49

интерференционная картина все ближе и

00:08:51

ближе становится когда он увеличивает

00:08:52

частоту все ближе и ближе становится к

00:08:54

двум просто окружностям То есть если

00:08:57

частота очень высокая то есть длина

00:09:00

волны очень короткая свет ведет себя

00:09:02

вообще просто

00:09:04

четко как частицы просто пролетая через

00:09:07

эти две дырки практически не

00:09:09

интерферируя на них когда очень

00:09:11

маленькая частота то есть эти дырки

00:09:13

очень большие по сравнению с ней в общем

00:09:16

у него создается некоторая цельная

00:09:17

картина в добавление к этому но он у нас

00:09:21

не супер человек Он поэтому все не может

00:09:23

сразу делать добавление к этому

00:09:24

параллельно идут опыты Резерфорда

00:09:27

которые убеждают человечество в том что

00:09:29

атом - это

00:09:31

маленькое ядро окруженное электронной

00:09:34

оболочкой в том смысле что электроны

00:09:37

вращаются как планеты вокруг Солнца

00:09:39

воплощаются вокруг ядра но многие не

00:09:42

знали что это не совсем так вот они

00:09:44

предполагали что это так но тогда

00:09:46

возникало вопрос что же это такое как

00:09:49

так Электрон может вращаться и не

00:09:51

излучать Потому что если он вращается он

00:09:53

движется с ускорением и должен излучать

00:09:55

должен терять энергию со временем упасть

00:09:58

на ядро Вот но этого не происходит

00:10:00

соответственно попутно с этим возникает

00:10:04

предположение Нильса Бора о том что

00:10:07

энергия электронов могут только

00:10:10

квантоваться то есть они могут

00:10:11

приобретать какие-то конкретные значения

00:10:13

они не все значения непроизвольные

00:10:17

значит Воспользуйтесь этой идеей он

00:10:19

получает спектры атомов просто

00:10:21

теоретически предсказывает те спектры

00:10:23

атомов которые наблюдаются на

00:10:25

эксперименте вот Однако не понятно

00:10:27

Почему Электрон может иметь только этот

00:10:30

дискретный набор уровней энергии

00:10:32

безусловно идея Не собора была И

00:10:35

спирирована вот этими вот квантами

00:10:38

Эйнштейна планка или

00:10:42

рентген здесь конечно не исторический

00:10:45

вымышленные персонажи в данном случае

00:10:47

вот значит

00:10:49

и он предположил что электроны могут

00:10:52

приобретать определенные дискретные

00:10:54

энергии а непроизвольные не очень

00:10:56

понятно почему вот значит помимо этого

00:10:59

значит попутно с электронами ставится

00:11:03

тоже эксперименты

00:11:05

которые Значит мы у фотонов повседневной

00:11:08

жизни с легкостью видим волновые

00:11:10

свойства света с лёгкостью видимо

00:11:12

волновые свойства А чтобы увидеть

00:11:14

свойства частиц у Света такие странные

00:11:17

свойства частиц мы должны изощряться

00:11:20

что-то там придумать какой-то

00:11:22

эксперимент специально создавать условия

00:11:24

чтобы эти свойства увидеть в Электрон

00:11:26

всё наоборот они в повседневной жизни Ну

00:11:28

если мы их видим в повседневной жизни Ну

00:11:31

с лёгкостью они проявляют свои частичные

00:11:34

свойства электро а волновые свойства

00:11:37

чтобы они проявляли нужно что-то

00:11:39

исхитриться построить это эксперимент Ну

00:11:42

пусть Вот люди тоже исхитрились и

00:11:44

поставили Действительно это произошло и

00:11:46

поставили эксперимент в котором видна

00:11:48

интерпретационная картина на электронах

00:11:50

соответственно электроны ведут себя как

00:11:52

волны тоже вот то есть вот это вкупе

00:11:56

значит этот клубок приводит к тому что

00:12:00

открывается уравнение которое описывают

00:12:03

волновые свойства электронов это

00:12:05

уравнение Шрёдингера и решением этого

00:12:08

уравнения является как раз вот в случае

00:12:10

с присутствия ядра является спектры

00:12:13

атомов

00:12:15

спектры атомы водорода значит это уже

00:12:18

какая-то развитая теория это уже не

00:12:20

догадки значит другой стороны непонятно

00:12:23

волны чего электронные фотоны Ну

00:12:27

потихонечку приходит понимание что это

00:12:29

волны вероятности потому что у Вас как

00:12:32

бы есть волна вероятности что как бы

00:12:35

Фотон может пройти с какой-то

00:12:37

вероятностью через эту дырку через эту

00:12:39

дырку и есть интерференция между этими

00:12:42

двумя амплитудами вероятности которые

00:12:44

приводят к этой интерпретационной

00:12:45

картине для фотонов это уже какие-то

00:12:48

интерпретационные вещи

00:12:50

безусловно я вам рассказал то Что

00:12:52

наблюдается

00:12:53

интерпретационная вещь Она так устроена

00:12:55

Что пишется какой-то математический

00:12:57

аппарат при помощи этого математического

00:12:59

аппарата некачественно а точно

00:13:02

количественно описываются эти

00:13:03

эксперименты и количество вследствие

00:13:06

количественного совпадения утверждается

00:13:08

что это описание математическое

00:13:10

описывает природу а не просто измышления

00:13:12

из головы

00:13:14

вот так вот развивается события с

00:13:17

созданием квантовой механики я рассказал

00:13:20

какую-то сказку о том как создавалась

00:13:22

квантовая механика и не отдал должное

00:13:24

безусловно тем выдающимся людям которые

00:13:26

создании этой квантовой механики

00:13:28

участвовали безусловно Пусть они меня

00:13:30

простят за это вот значит

00:13:33

Ну просто сделал это чтобы подчеркнуть

00:13:37

как происходит процесс познания природы

00:13:42

Что такое частица

00:13:45

элементарная частица но слово частица

00:13:47

происходит от слова часть соответственно

00:13:50

обычно себе представляется как это

00:13:53

какой-то кирпичик из которого мы строим

00:13:56

целое

00:13:57

Как из кирпичиков но и кирпичик у нас

00:14:01

обычно ассоциируется с чем-то таким

00:14:04

цельным твердым компактным небольшим Ну

00:14:09

частица ассоциируется и шариком вот

00:14:13

первое что приходит в голову обывателя

00:14:16

когда говорят Элементарные частицы он

00:14:18

себе представляет шарик

00:14:20

возникает безусловно закономерный вопрос

00:14:22

у человека осведомленного как нас как

00:14:25

работают научные методы А из чего

00:14:28

состоит Этот шарик и откуда следует это

00:14:32

интуиция что частица должна быть шариком

00:14:36

Кроме того что используется слово

00:14:39

частица оно исходно возникло потому что

00:14:42

ассоциация была с каким-то шариком

00:14:44

человек который представляет себе

00:14:47

элементарную частицу в виде шарика

00:14:50

провел ли он эксперименты по проверке

00:14:52

того как себя элементарная частица

00:14:55

проявляет во всех ипостасях проверил ли

00:14:58

он что она себя ведет как шарик при

00:15:00

таких условиях при других условиях и

00:15:03

поставил ли все возможные эксперименты

00:15:06

так вот оказывается что не так что

00:15:09

частицы Элементарные то что называется

00:15:12

Элементарные частицы иногда себя ведет

00:15:15

как действительно шарик

00:15:18

или даже точка безразмерная а иногда

00:15:22

себя ведет совершенно по-другому так

00:15:26

устроена природное явление и я сейчас

00:15:28

словесно опишу

00:15:31

экспериментальные наблюдения которые

00:15:34

люди проделывают и откуда делают выводы

00:15:38

о корпускулярно-волновом дуализме начнем

00:15:41

мы со всем издалека про опыт Резерфорда

00:15:44

который был поставлен в начале 20 века

00:15:48

известным экспериментатором

00:15:51

резерфордом значит что проверялось

00:15:55

рассматривалась какая-то пленка Да

00:15:57

во-первых проверялась в Опере в опытах

00:16:00

Резерфорда модель атома томпсона который

00:16:03

заключалась следующим что атом это такой

00:16:06

пудинг который состоит нечто такого

00:16:10

какой-то ватной консистенции из ваты

00:16:13

внутри которой вкраплены

00:16:15

твердые шарики с отрицательным зарядом

00:16:19

электроны а сама вата имеет

00:16:21

положительный заряд значит

00:16:24

чтобы проверить эту модель резерфорд

00:16:28

решил рассеять на пленке тонкой пленке

00:16:32

насколько мне известно

00:16:34

из золота рассеять альфа-частицы Что

00:16:38

такое альфа частицы на тот момент

00:16:40

приблизительно было известно значит

00:16:45

Ну что запускался поток альфа-частиц

00:16:48

надо понимать что альфа-частицы в 4000

00:16:51

раз тяжелее приблизительно 4000 раз

00:16:53

тяжелее электронов и соответственно что

00:16:56

себе что надеялся увидеть резерфорд то

00:16:59

что этот поток из альфа-частиц просто

00:17:01

пройдет насквозь эту через эту пленку и

00:17:04

даже не заметит

00:17:05

потому что ну Представьте себе что у вас

00:17:08

кегли имеющие массу скажем там 1 грамм а

00:17:12

мимо идет Такая

00:17:13

шар гель-банной который весит 4 кг Как

00:17:19

вы думаете заметят ли он эти кегли на

00:17:22

своем пути Вот соответственно то что

00:17:24

резерфорд ожидал что все альфа-частицы

00:17:26

полетят пройдут сквозь и все вот но как

00:17:30

основательный человек Он проверил

00:17:32

вернее его сотрудники с его участием

00:17:36

проверили поток частиц во всех

00:17:38

направлениях не только сквозь что сквозь

00:17:41

прошло но и в других направлениях его

00:17:44

чудо они увидели что какие-то из Альфа

00:17:47

частиц отражаются от этой пластинки и

00:17:49

улетают обратно

00:17:50

это было совершенно невероятное

00:17:52

кегельбанный шар пролетая через нечто

00:17:56

состоящее из ватной консистенции с

00:17:59

вкрапленными туда шариками массой в 4

00:18:02

тысячи раз меньше пройдет через это не

00:18:05

заметив соответственно естественный

00:18:08

вывод который Ну на тот момент потому

00:18:10

что там была вторая альтернатива для

00:18:12

модели атома естественно вывод Который

00:18:14

он сделал что атом состоит по-другому не

00:18:16

как Путин А как нечто очень тяжелое с

00:18:20

массой сопоставимой с массой

00:18:22

альфа-частицы

00:18:23

сосредоточенная в том в маленьком центре

00:18:26

а вокруг неё летает Электрон значит если

00:18:31

это так то альфа-частица имеет массу

00:18:33

сопоставимую с ядром атома и при

00:18:37

столкновении с ним она безусловно Может

00:18:39

отразиться просто как есть такие

00:18:41

Германии шар попадет погибель банному

00:18:42

шару то он в принципе может лететь и

00:18:44

назад но какая-то часть из них отлетит

00:18:46

Туда туда во всех направлениях идет

00:18:48

какое-то число значит что было промерено

00:18:51

было проверено

00:18:53

резерфордом и его сотрудниками Какое

00:18:56

количество из общего потока альфа-частиц

00:18:59

летит в разных направлениях вот была как

00:19:01

составлена какая-то там как сказать

00:19:05

ну распределение это называется сечение

00:19:08

рассеяния поток частиц в этом

00:19:10

направлении деленное на общий поток

00:19:12

падающих и вот по всем направлениям

00:19:14

можно написать

00:19:16

после этого резерфорд будучи уже

00:19:19

40-летним известным ученым пошел

00:19:21

насколько мне известно учиться теории

00:19:23

вероятности в университет прослушал курс

00:19:26

и вывел форму для рассеяния эту формулу

00:19:30

можно найти например в первом Томе курса

00:19:32

ландау-лившица называется классическая

00:19:35

механика значит или механика просто

00:19:37

значит

00:19:40

и формула устроена так рассматривается

00:19:43

центр рассеивающий Но таких центров

00:19:46

понятное дело в пластинке много для

00:19:49

простоты Давайте посмотрим один

00:19:52

рассеивающий центр на него идет летит

00:19:54

альфа-частица поток из Альфа частиц

00:19:58

задается вопрос какое какая доля частиц

00:20:00

этих альфа-частиц полетит в том

00:20:02

направлении от общего потока падения от

00:20:06

общего падающего потока

00:20:08

в этой формуле существенно используется

00:20:11

то что у вас точечный центр существенно

00:20:13

используется то что у вас поток Альфа

00:20:17

альфа-частицы точечный существенно

00:20:20

используется что есть какой-то

00:20:21

прицельное расстояние тем чем больше

00:20:23

прицельное расстояние тем меньше

00:20:24

отклонение альфа-частицы Чем меньше

00:20:27

прицельная тем больше отклонение

00:20:29

альфа-частиц вот была написана такая

00:20:31

форма значит с использованием чисто

00:20:34

законов классической механики

00:20:37

Если же вы откроете третий Том ландау

00:20:41

лишиться который называется квантовой

00:20:42

механикой вы с удивлением увидите что та

00:20:46

же самая формула которая выведена в

00:20:49

первом этапе ландаво лишиться выводится

00:20:51

с использованием волн

00:20:53

в этой формуле рассматривается

00:20:55

рассеивающий центр он все еще центр

00:20:57

точечный на него идет поток

00:21:01

волн

00:21:02

коими являются альфа-частицы когда идет

00:21:06

волна она заполняет все пространство и

00:21:09

соответственно ей прицельного расстояния

00:21:11

не нужно

00:22:09

[музыка]

00:22:12

рассеивающем центре и дающий тот же ту

00:22:15

же формулу только уже с использованием

00:22:16

методов квантовой теории поля более того

00:22:19

Вы можете рассмотреть ядро как волну и

00:22:22

рассеять волну на волне и получите Ту же

00:22:25

самую формулу

00:22:27

такая вот удивительный факт

00:22:29

это просто как-то эксперимент дает

00:22:33

просто формулу количество летящих в том

00:22:35

или ином направлении

00:22:37

вероятность увидеть альфа-частицу

00:22:39

вылетающую в этом направлении а расчеты

00:22:42

Вы можете провести как частицами

00:22:44

точечными не имеющими размера вообще

00:22:48

либо как волнами которые заполняют все

00:22:51

пространство и получить тот же тот же

00:22:53

размер тот же ответ

00:22:56

Но на этом удивление не заканчивается

00:22:59

значит можно пойти дальше и посмотреть

00:23:02

как происходит рассеяние частиц в

00:23:05

ускорителях на ускорителях

00:23:09

исходно когда начиналась ускорительная

00:23:12

Эра

00:23:13

рассеивали нечто поток частиц на мишенях

00:23:17

то есть покоится мишень на ней на ней

00:23:20

рассеются какой-то поток частиц и это

00:23:22

было энергетически не выгодно Если вы

00:23:24

хотите структуру частицы изучать то

00:23:26

выгоднее Россия его частицы на частицах

00:23:28

потому что тогда в центре масс энергия

00:23:31

сильно выше чем если мишень покоится на

00:23:34

неё налетает частицы сильно выше выигрыш

00:23:37

в энергии Ну например в большом адронном

00:23:40

коллайдере Э не на мишени рассеивается

00:23:42

протоны на протонах и насколько мне

00:23:45

известно когда бункер

00:23:48

Я предлагал рассеивать частицы на

00:23:51

частицах над ним разные известные учёные

00:23:53

смеялись потому что говорили что он

00:23:55

собирается число Авогадро

00:23:57

рассеивать на числе Авогадро в том

00:23:59

смысле что поток попасть точкой в точку

00:24:02

соответственно действительно реально

00:24:04

когда вы на ускорителе рассеивающие

00:24:06

потоки частиц вам нужно два потока

00:24:09

совместить так чтобы они друг друга

00:24:11

попали там подкалибровывают в конце

00:24:14

концов сводят два потока в одну точку и

00:24:16

они действительно сталкиваются друг с

00:24:18

другом происходит рассеяние и

00:24:20

рассчитывают сечение рассеяния потоки

00:24:23

частиц в разных направлениях и при

00:24:26

расчетах сечений России

00:24:29

частиц получается

00:24:32

вы используете исключительно волны вы

00:24:36

используете методы квантовой Черри поля

00:24:37

рассеиваете волны и получаете формулы

00:24:40

которые хорошо описывают то что

00:24:42

происходит в детекторах какие частицы В

00:24:46

каких направлениях летят в результате

00:24:48

вот вам одновременное описание одних и

00:24:52

тех же явлений при помощи частиц и при

00:24:55

помощи волн

00:24:56

На мой взгляд наиболее сложные частью

00:25:00

психологически сложно и во многих других

00:25:04

отношений не их философские сложные

00:25:07

частью квантовой механики является ее

00:25:09

вероятностная интерпретация с этой

00:25:11

вероятностной интерпретацией

00:25:14

спорили многие люди Ну

00:25:17

например Эйнштейн

00:25:21

в опровержение этой

00:25:25

вероятности интерпретации вместе наряду

00:25:28

вместе вместе с подольским и розаном

00:25:31

придумали парадокс опровергающий

00:25:35

вероятностную интерпретацию

00:25:38

помимо них с вероятностью пытаться и

00:25:42

квантовой механики спорил также и

00:25:44

шелингер и в качестве

00:25:49

логического противоречия вероятно

00:25:52

конфликтации квантовой механики

00:25:53

швеллингер придумал так называемый

00:25:56

Парадокс кота шверингера который

00:25:59

заключается в следующем Но может

00:26:01

по-разному формулироваться Ну например

00:26:03

вот так скажем что у вас есть коробка в

00:26:05

которой сидит кот на кота направлен там

00:26:08

или Ну я не знаю в этой коробке и есть

00:26:12

там к этой коробке соединён какой-нибудь

00:26:14

там я не знаю

00:26:16

баллон со смертельным газом значит

00:26:21

допустим что Фотон

00:26:24

и к этому баллону

00:26:28

включатель этого баллона который

00:26:31

впускает или не впускает смертельный газ

00:26:34

подклю какой-то прибор

00:26:37

который работает следующим образом у вас

00:26:40

есть там какой-то

00:26:41

стекло

00:26:43

поляризующее если Фотон значит у вас

00:26:46

нужный поляризации то

00:26:49

значит

00:26:52

баллон

00:26:54

включается и газ поступает коту если

00:26:58

Фотон не той поляризации то баллон не

00:27:01

включается

00:27:03

ключ не включается и баллон не впускает

00:27:06

газ коту соответственно

00:27:10

Фотон допустим

00:27:12

циркулярно поляризован

00:27:15

прибор реагирует на линейную поляризацию

00:27:18

может быть это непонятно неважно с

00:27:20

какой-то вероятностью Фотон будет так

00:27:22

поляризован с какой-то вероятностью

00:27:23

будет так значит чайник соответственно

00:27:26

говорит получается такая ситуация что в

00:27:28

какой-то момент с какой-то

00:27:30

пока мы не открыли крышку не посмотрели

00:27:33

код мёртв или жив система замкнутая то

00:27:37

код будет находиться с какой-то

00:27:39

вероятностью быть живым С каким с

00:27:41

какой-то вероятностью будет мертвым Я

00:27:45

может быть очень небрежно форму

00:27:48

получается какая-то странная ситуация

00:27:50

что кот не живёт и не мертв В общем вот

00:27:52

так формулируется Парадокс чтобы его

00:27:55

объяснить нужно

00:27:57

На мой взгляд этот Парадокс имеет

00:27:59

совершенно четкое и ясное объяснение

00:28:02

это возможно моя личная точка зрения но

00:28:04

я сейчас попробую объяснить это значит

00:28:10

основным свойством

00:28:13

квантовой механики является следующее

00:28:16

что На мой взгляд квантовая механика

00:28:18

если описывают замкнутую систему то это

00:28:22

ничто иное как волновая механика

00:28:24

механика волн Вот это значит что она

00:28:27

описывается каким-то там

00:28:28

дифференциальными уравнениями ну неважно

00:28:31

решениями которых является волны там где

00:28:35

есть волны и дифференциальные уравнения

00:28:37

там есть и матрицы и так далее Но это

00:28:40

неважно очень это два эквивалентных

00:28:41

описания матричное описание волновое

00:28:44

описание матричное описание там

00:28:46

принадлежит гейзенбергу волновое

00:28:48

описание принадлежит описывает это одну

00:28:50

и ту же ситуацию

00:28:52

значит важно следующее что пока система

00:28:55

является замкнутой она описывается

00:28:58

волновым уравнением и с этой волной

00:29:03

Что происходит с этой волной описывается

00:29:06

при помощи какого-то вот такого вот

00:29:08

волнового уравнения

00:29:10

вся вероятность на интерпретация

00:29:12

квантовой механики возникает после того

00:29:15

как эту систему размыкают то есть смысле

00:29:19

что на нее воздействуют снаружи каким-то

00:29:23

большим

00:29:25

классическим не квантовым объектом

00:29:28

размыкает тогда нас какой-то

00:29:30

вероятностью

00:29:33

важно что на нее воздействует размыкает

00:29:36

в момент воздействия она перестает уже

00:29:39

описывается этим волновым уравнением

00:29:41

и возникает так называемая редукция

00:29:44

волновой функции и вероятность

00:29:46

интерпретация

00:29:47

до момента размыкания системы

00:29:50

эволюционирует

00:29:52

в соответствии с волновым уравнением

00:29:54

Теперь нужно сделать несколько замечаний

00:29:57

Чем отличается большая классическая

00:30:00

система от маленькой квантовой

00:30:04

значит вообще говоря и большая

00:30:06

классическую систему можно описывать при

00:30:09

помощи волнового уравнения Хотя это

00:30:11

описание

00:30:13

как правило вообще трудно

00:30:16

предоставить реально оно совершенно не

00:30:20

нужно потому что у большой Чем

00:30:23

отличается большая классическая система

00:30:25

от маленькой квантовой математически

00:30:28

отличается действием у так называемой

00:30:32

объект есть

00:30:35

механики в теории поля действия для

00:30:38

классической большой системы действия

00:30:40

огромная а для квантовой маленькой

00:30:43

системы действие маленькое более того

00:30:46

ингредиенты этого есть скорость

00:30:48

изменения этого действия во времени в

00:30:50

пространстве для уже классической

00:30:52

системы они огромные а для маленькой

00:30:55

квантовой маленькие

00:30:57

значит это вот основное отличие двух

00:31:00

систем из-за того что действие очень

00:31:02

большое для классической системы его

00:31:04

удобнее описывать не ее классическую

00:31:06

систему удобнее описывать никакими там

00:31:08

волновыми уравнениями а просто

00:31:09

классическими законами типа Ньютона и

00:31:12

так далее

00:31:13

значит

00:31:15

например по этой причине луна вокруг

00:31:18

Земли вращается не как

00:31:21

Электрон вокруг ядра атома А по

00:31:26

совершенно определенной четко заданной

00:31:28

орбите по классической орбите по

00:31:30

классической траектории В то время как

00:31:32

Электрон являясь маленькой квантовой

00:31:34

системой внутри атомы вокруг ядра

00:31:36

движется как стоячая волна его движения

00:31:39

описывают состоящие волной в этом как бы

00:31:41

отличие двух ситуаций Значит теперь что

00:31:45

такое измерение в квантовой механики это

00:31:48

когда вы большой классической системой

00:31:50

воздействуете на маленькую квантовую

00:31:52

после этого происходит редукция волновой

00:31:55

функции

00:31:56

вот на мой взгляд

00:31:59

присутствие там баллона или кота

00:32:03

в парадоксе

00:32:07

шеленгера

00:32:09

Это то же самое что наличие большой

00:32:12

классической системы

00:32:14

большое классическая система которая

00:32:16

измеряет поляризацию фотона

00:32:20

соответственно измерение происходит не в

00:32:22

тот момент когда Мы открываем крышку

00:32:25

ящика и смотрим кот жив или мертв

00:32:28

а в тот момент когда происходит

00:32:31

взаимодействие фотона с поляризационным

00:32:33

стеклом соответственно в этот момент

00:32:36

происходит редукция волновой функции

00:32:38

фотона

00:32:39

баллон оказывается совершенно

00:32:41

определенным состоянием либо он

00:32:43

открывается либо он не открывается и код

00:32:46

помирает или не помирает все никаких

00:32:49

никаких вероятностных котов что он там с

00:32:52

какой-то вероятностью жив какой-то

00:32:53

вероятностью мертв нету Значит когда я

00:32:57

говорил про то что у парадокса каташи

00:33:00

венгеры есть много разных формулировок Я

00:33:02

лишь говорил что есть много разных

00:33:03

способов придумать тот прибор который

00:33:06

умерщвляет или оставляет живым кота

00:33:11

по сути формулировка

00:33:14

парадокса не меняется значит я слышал и

00:33:19

про другие объяснения

00:33:20

попытки объяснения этого парадокса при

00:33:23

помощи множественности миров и так далее

00:33:26

На мой взгляд они все эти мнения не

00:33:29

выдерживают критики вот

00:33:32

значит то что я объяснил

00:33:36

в течение этого ролика словами можно

00:33:40

облечь в математическую форму и

00:33:42

проверить верность этого утверждения

00:33:45

значит еще раз подчеркиваю На мой взгляд

00:33:49

измерения и редукция волновой функции

00:33:52

маленькой квантовой системы происходит в

00:33:55

момент взаимодействия с большой

00:33:56

классической системой это таковое

00:33:59

большое классической системой является

00:34:00

код вместе с прибором который его

00:34:02

уменьшляет а не человек который

00:34:04

открывает коробку с котом и смотрит жив

00:34:07

кот или нет то есть измерение происходит

00:34:10

в момент взаимодействия этой системы с

00:34:13

квантовой частицей а не в момент

00:34:16

проверки кота все эти парадоксы На мой

00:34:20

взгляд имеют объяснение

00:34:22

находят объяснения с применения теории и

00:34:25

здравого смысла

00:34:27

Как ни странно квантовую механику

00:34:30

опровергают значительно реже чем теорию

00:34:34

относительности Вероятно это связано с

00:34:36

тем что её тяжелее понять или требуется

00:34:40

больше знаний чтобы освоить материал

00:34:42

связанный с квантовой механикой либо что

00:34:44

парадоксы формулируются сложнее чем для

00:34:47

теории относительности так вот чтобы

00:34:50

было понятно

00:34:53

[музыка]

00:34:54

в свое время между нильсом бором и

00:34:58

эйнштейном существовал

00:35:00

проходил очень интенсивный спор по

00:35:03

поводу основы квантовой теории основ

00:35:05

квантовой теории значит и в качестве

00:35:09

опровержения квантовой механики Эйнштейн

00:35:13

вместе с подольским розаном придумали

00:35:15

Парадокс противоречащий здравому смыслу

00:35:19

значит Парадокс заключается в следующем

00:35:23

Представьте себе что у вас рождается два

00:35:29

фотона это электро две электромагнитных

00:35:32

волны с нулевой поляризацией То есть у

00:35:36

вас рождаются две световых волны

00:35:38

электромагнитных с общей нулевой

00:35:41

поляризацией это значит что они движутся

00:35:45

значит противоположных направлениях а

00:35:47

поляризация у них общая нулевая Так что

00:35:49

они компенсируют друг друга при этом мы

00:35:52

не знаем отдельно поляризацию этого

00:35:53

фотона и поляризацию этого фотона но

00:35:57

общую поляризацию мы знаем

00:35:59

значит ставьте себе что этот Фотон

00:36:02

улетел там скажем на Марс А это Фотон

00:36:04

там на Венеру

00:36:06

и там кто-то на Марсе с прибором взял и

00:36:13

как его измерил поляризацию вот этого

00:36:16

фотона отдельного

00:36:19

в тот момент когда он измерил

00:36:22

поляризацию этого фотона сразу

00:36:25

определилась поляризация второго фотона

00:36:28

который находится на огромном расстоянии

00:36:30

от него сотни миллионов километров

00:36:32

мгновенно если они не потеряли

00:36:36

когерентность то есть они оставляли

00:36:38

замкнутой системе вот эти два фотона

00:36:41

оставались замкнутой системой на

00:36:42

протяжении всего времени разлет

00:36:46

получается парадокс что

00:36:48

Измеряя этот Фотон вы мгновенно влияете

00:36:52

на тот фотон

00:36:54

значит совершенно противоречит здравому

00:36:57

смыслу сразу следует оговориться что

00:37:00

Никакой передачи информации при помощи

00:37:04

такой операции проделать нельзя

00:37:08

последующей причине что

00:37:11

этот и этот Фотон вообще говоря не имеют

00:37:14

до момента измерения не имеют никакой

00:37:17

определенной поляризации определенную

00:37:19

поляризацию имеет только они вдвоем

00:37:21

вместе взяты как вот этот замкнутая

00:37:22

система каждый из них при этом может

00:37:25

иметь любую поляризацию а второй

00:37:28

компенсирующий её до

00:37:30

тривиальной поляризации значит

00:37:33

когда вы измеряете

00:37:36

поляризацию фотона на Марсе

00:37:39

вы на нее повлиять не можете в том

00:37:42

смысле что вы её не можете заставить

00:37:44

потом быть поляризованным вдоль этого

00:37:46

направления или вдоль этого направления

00:37:47

Вы можете только померить и он с

00:37:50

какой-то вероятностью окажется

00:37:52

так поляризовано Так поляризовано или

00:37:55

циркулярно поляризованным с какой-то

00:37:57

вероятностью он окажется поляризованным

00:37:59

тем или иным образом Это значит что тот

00:38:01

Фотон с такой же вероятностью окажется

00:38:04

противопороложно-поляризованным

00:38:07

но при этом Вы не можете заставить этот

00:38:09

Фотон оказаться поляризованным так

00:38:11

соответственно заставить тот быть

00:38:14

поляризованным так если бы вы могли бы

00:38:16

это сделать вы смогли передавать

00:38:17

информацию Но грубо говоря там сделали

00:38:20

Фотон поляризованным так тот оказался

00:38:22

так и тот товарищ там купи-продай или

00:38:26

наоборот например так покупай так

00:38:29

продавай

00:38:30

это было бы передачи информации Но

00:38:33

именно из-за вероятности

00:38:35

вероятностный

00:38:37

причины

00:38:39

вероятностный физической основы того что

00:38:42

происходит вы не можете передавать

00:38:44

информацию померить С какой вероятностью

00:38:47

поляризовано этот Фотон с какой-то

00:38:50

вероятностью

00:38:51

С такой же вероятностью будет

00:38:54

поляризован тот фотон противоположным

00:38:57

действительно так именно и происходит

00:38:59

Существует множество экспериментов

00:39:02

которые подтверждают что действительно

00:39:06

так вот происходит на расстоянии вы

00:39:09

меняете волновую функцию

00:39:13

это по другой другими словами называется

00:39:16

волновая функция фотона вы меняете

00:39:18

волновую функцию фотона и

00:39:21

квантовой механика именно так и устроена

00:39:24

Несмотря на то что Эйнштейн считал это

00:39:29

противоречивым здравому смыслу еще раз

00:39:31

повторюсь в чем Парадокс Если бы у вас

00:39:33

была бы коробка с двумя шарами один

00:39:35

черный другой белый и Взяли бы эту

00:39:37

коробку пополам поделили и развели бы на

00:39:39

одну на Марс отрезали а другую на Венеру

00:39:41

потом открыли и увидели что на Марсе шар

00:39:45

белый а на Венере черный тут вообще

00:39:48

никакого парадокса нету вы не влияете в

00:39:51

тот момент когда вы их поделили и

00:39:53

развели у вас две коробки разделены у

00:39:56

вас уже в одной коробке белый другой

00:39:57

черный шар они никак друг на друга не

00:40:01

влияют у вас уже система разомкнулась

00:40:04

Один шар черный другой белый другое дело

00:40:07

с фотонами что они каждый из них не

00:40:12

находят Как это не имеет определенную

00:40:14

поляризацию определенную поляризацию

00:40:16

имеет вся система вкупе в целом

00:40:18

замкнутая система до момента измерения

00:40:20

замкнутой системой являются два фотона

00:40:23

вместе связанных

00:40:25

два фотона вместе связанных Парадокс

00:40:28

заключается в смысле Парадокс

00:40:31

парадоксально звучит то что вы можете

00:40:34

измерить один Фотон мгновенно повлиять

00:40:37

на другой фотон в том смысле что вы до

00:40:41

момента измерения у этого фотона может

00:40:44

быть любая поляризация любая неизвестно

00:40:47

какая А у второго

00:40:49

компенсирующие ее до тривиальный потом

00:40:52

когда вы измерили у этого потока стала

00:40:53

совершенно определенное поляризация и на

00:40:56

расстоянии сотен миллионов километров у

00:40:59

второго фотона мгновенно стало тоже

00:41:02

совершенно определенное поляризация

00:41:03

компенсирующие это в этом и заключается

00:41:07

парадокс что вы можете на тот Фотон на

00:41:09

расстоянии влиять Это совершенно

00:41:11

казалось эйнштейну невозможно

00:41:14

противоречащим здравому смыслу но опять

00:41:17

же возможно он имел в виду что это

00:41:21

противоречит тому что там информацию

00:41:22

можно передавать так на расстоянии и так

00:41:25

далее подчеркнуть что таким способом

00:41:27

информацию передать невозможно потому

00:41:29

что вы не заставляете этот Фотон иметь

00:41:32

определенную поляризацию А можете

00:41:34

померить с какой-то вероятностью что он

00:41:36

имеет такую или иную поляризацию тогда

00:41:38

тот Фотон с какой-то вероятностью станет

00:41:41

приобретет противоположную поляризацию

00:41:43

Если бы вы хотели передавать информацию

00:41:46

вы должны были заставить этот Фотон

00:41:48

иметь определенную либо такую либо такую

00:41:50

тогда тот имел бы противоположную

00:41:52

компенсирующую так вот смогли передавать

00:41:54

сигнал заставили вот так таким

00:41:56

поляризованным быть этот бы оказалось

00:41:58

противоположным поляризованным и человек

00:42:01

бы на том конце знал бы о значит там я

00:42:05

не знаю должен делать то-то

00:42:06

передали ему информацию что нужно

00:42:09

предпринимаемое предпринимать в данном

00:42:11

случае у него просто появился фото он на

00:42:14

Венере с какой-то поляризацией он не

00:42:17

знает что вы ему хотели передать просто

00:42:19

померили с какой-то вероятностью его вот

00:42:22

хочу подчеркнуть Э что в данном в случае

00:42:26

ситуация следующая что вот у вас есть

00:42:29

вот новая теория квантовая механика есть

00:42:32

человек

00:42:34

религиозно верующий в эту теорию или

00:42:37

сбор который считает что вот

00:42:40

фундаментальной основой всех явлений

00:42:43

природы является вот это вот

00:42:44

вероятностная интерпретация Просто

00:42:46

религиозно в это верит он пытается

00:42:48

значит убедить весь остальной мир что он

00:42:52

прав Ну там вместе с гейзенбергом они

00:42:54

там предпринимают массу усилий чтобы это

00:42:57

доказывать и так далее Но люди ранга

00:42:59

Эйнштейна с ними не согласны которые

00:43:02

Казалось бы тоже предложили э-э руку к

00:43:05

созданию этой теории и так далее просто

00:43:08

вот через какие тернии проходит э-э та

00:43:12

или иная наука прежде чем она становится

00:43:15

общепризнанной и общепринятый И вообще

00:43:19

Доступный

00:43:20

в начальном этапе люди друг с другом

00:43:23

спорят Не соглашаются и она проходит и

00:43:26

она должна проходить через эти этапы

00:43:28

иначе бы это не было бы научным

00:43:30

познанием

00:43:33

задача

00:43:35

физико-теоретика это посчитать

00:43:38

корреляции вычислить из первых принципов

00:43:41

корреляции квантовой теории поля

00:43:45

А задача физика экспериментаторов в

00:43:48

некотором смысле померить эти измерить

00:43:50

на эксперименте эти корреляции в

00:43:53

квантовой теории поля и сравнить с

00:43:55

вычисленными Что такое корреляция

00:43:57

корреляция это грубо говоря вот у вас

00:44:00

есть какое-то поле Ну то есть у вас

00:44:02

простейший пример поля является уровень

00:44:05

поверхности моря то есть грубо говоря в

00:44:07

стиле то

00:44:08

основное состояние нулевое состояние

00:44:10

поля А если его там торкнули она начала

00:44:13

как-то там колебаться это уже там

00:44:15

какие-то волны побежали начало меняться

00:44:17

во времени в пространстве так вот

00:44:19

корреляция называется следующая вот я

00:44:21

здесь торгнул а в другом месте хочу

00:44:23

посмотреть как оно откликнулась другом

00:44:26

месте в другом положении в другой момент

00:44:27

времени и так далее Я хочу посмотреть

00:44:30

как она откликнулась простейшим примером

00:44:31

корреляции является

00:44:33

Закон Кулона Как это не страшно не

00:44:36

странно звучит значит что такое закон

00:44:39

Кулона вы поместили в какую-то точку

00:44:40

заряд в как бы возмутили поле источником

00:44:45

А и он покоится вот в этом месте и вы

00:44:48

смотрите как это поле зависит от

00:44:51

расстояния до заряда или в принципе Вы

00:44:53

можете смотреть и как оно зависит от

00:44:55

угла но заряд если он точечный ситуация

00:44:59

Ясное дело симметричная при реальном

00:45:02

поле зависит только от того На каком

00:45:04

расстоянии вы находитесь заряда но не

00:45:06

зависит от того опыт каким углом вы на

00:45:07

него смотрите вот это и есть закон

00:45:09

Кулона он бывает как ну потенциал Кулона

00:45:12

убывает как единица на расстоянии а

00:45:14

следующие из этого

00:45:16

закона сила бывает как единственный

00:45:19

квадрат расстояния это сила

00:45:21

Кулона или сила Ньютона в гравитации там

00:45:25

аналогичные законы есть похожие на этот

00:45:27

называется закон Ньютона Вот это

00:45:30

простейшая корреляция значит более

00:45:33

корреляция это следующая например вы на

00:45:37

ускорителе запустили

00:45:39

два потока частиц друг навстречу другу

00:45:41

летящих

00:45:43

это не то что вы возмутили в точке вы

00:45:47

как бы

00:45:48

запустили волну идущую отсюда запустили

00:45:51

волну идущую отсюда эти две волны идут

00:45:53

навстречу друг другу как-то там

00:45:55

сталкиваются результат этого мы смотрим

00:45:57

в детекторе который окружают точку

00:45:59

столкновения в ускорители Значит мы

00:46:02

запускаем например два Протона два

00:46:05

потока протонов с разных сторон это в

00:46:08

большом адронном коллайдере как раз и

00:46:10

происходит А измеряем какие поля в

00:46:13

результате этого столкновения родились

00:46:14

это корреляция мы значит смотрим в

00:46:17

детекторе прошёл трек такого-то

00:46:19

такого-то такой-то частицы Кванта

00:46:22

такого-то поля трек такой это частицы

00:46:24

Кванта такого-то поля и так далее и мы

00:46:26

восстанавливаем из какой точки они вышли

00:46:28

э и э как бы

00:46:31

как они родились и так далее и так далее

00:46:34

теоретик это вычисляет экспериментатор

00:46:37

это измеряет а потом сравнивают друг с

00:46:40

другом У кого что получилось и смотрят

00:46:42

согласуются ли расчеты теории с

00:46:45

экспериментально измеренными величинами

00:46:48

свойства корреляций зависит от того

00:46:52

во-первых Какое поле а во-вторых от того

00:46:55

в какой размерности это поле например

00:46:59

Поле может быть двумерным но двумерным

00:47:02

пример В неком смысле пример двумерного

00:47:05

Поля это как раз поверхность моря

00:47:08

значит это пространство мерное еще есть

00:47:11

время третье измерение значит пример

00:47:14

трехмерного поля например

00:47:18

звуковые или упругие волны внутри

00:47:22

трехмерной кристаллической решетки

00:47:24

пространство трехмерной значит три плюс

00:47:26

один четырехмерные другой пример

00:47:29

трехмерного Поля это поле электронов

00:47:32

квантами

00:47:33

является то что мы называем электронами

00:47:36

и позитронами ну и так далее Значит

00:47:39

теперь Значит

00:47:42

как зависит от размерности Вот например

00:47:44

если бы наш мир был бы не

00:47:46

три плюс один метод три пространственных

00:47:49

плюс одно временное например был бы 4 +

00:47:53

1 верным то есть четыре пространственных

00:47:56

плюс одновременно то Закон Кулона

00:47:59

устроен был по-другому он был бы не

00:48:01

единица на расстоянии

00:48:05

если бы 5 плюс 1 то единственно Куба

00:48:08

расстояния А если бы он был бы 2 + 1 то

00:48:12

это был бы логарифм расстояние то есть

00:48:15

смысле что он бы скорее не убывал а рос

00:48:18

с расстоянием медленно но рос

00:48:20

логарифмически я не знаю кто знает

00:48:22

логарифрическую функцию Можно посмотреть

00:48:24

Википедии что это такое в принципе и в

00:48:26

школе проходят значит из этого следует

00:48:30

важные последствия той теории поля про

00:48:33

которую мы говорим Я про рассказывал в

00:48:38

основном про так называемое статическое

00:48:41

не меняющаяся во время поля вот закон

00:48:43

Кулона это статический они у вас есть

00:48:45

источник он покоится он никак не

00:48:48

движется не ускоряется он создает

00:48:50

какое-то поле называемое поле кулоном в

00:48:53

зависимости от того какой размерности мы

00:48:54

живем значит про какую размерность мы

00:48:57

считаем вычисляем значит свойства разные

00:49:01

Теперь если этот Электрон

00:49:04

источник поля заставить двигаться то

00:49:07

корреляция будет выглядеть немножко

00:49:08

по-другому двигаться не обязательно с

00:49:10

постоянной скоростью можно с ускорением

00:49:12

заставить какой-то силой под

00:49:13

воздействием какой-то силы оно может

00:49:15

сложным образом двигаться и вот это так

00:49:19

называемая корреляционная функция это

00:49:21

значит функция двух точек вот здесь

00:49:22

что-то источник а здесь мы наблюдаем мы

00:49:25

можем менять

00:49:26

положение источника можем менять

00:49:29

положение

00:49:30

точки наблюдения это корреляция значит

00:49:34

Ну и например точку источника мы можем

00:49:37

заставить как-то двигать точку

00:49:39

наблюдения можем в разных точках

00:49:40

смотреть как как он откликается на это

00:49:42

движение значит

00:49:44

из этого возникает много важных свойств

00:49:47

Например я сказал что в двух измерениях

00:49:51

корреляционная функция себя ведет

00:49:53

странным образом если в трех

00:49:55

пространственных изменениях она падает с

00:49:57

расстоянием как

00:49:59

единственная в квадрате то в двух

00:50:01

измерениях она растёт Как логарифм р это

00:50:05

приводит к некоторым важным последствиям

00:50:07

Вот например Представьте себе что вы

00:50:10

имеете дело со струной со струной она

00:50:14

одномерная но и она как-то движется в

00:50:16

пространстве

00:50:17

занятая какую-то поверхность это

00:50:20

поверхность двумерная 1 + 1 мерная

00:50:24

значит корреляция на ней на этой

00:50:27

поверхности которая заметает струну

00:50:29

которая заметает струна

00:50:32

устроена аналогичным образом тоже в

00:50:35

некотором смысле не падает с расстоянием

00:50:37

от

00:50:39

как в двумерном пространстве

00:50:43

без времени

00:50:45

А тут у нас одно пространственно

00:50:47

одновременное я вам рассказывал про

00:50:50

корреляцию в двумерном пространстве где

00:50:52

оба направления пространственных Но одно

00:50:55

из другого как-то можно там связать

00:50:56

математические

00:50:58

важно следующее что это свойство

00:51:02

приводит следующим последствиям что

00:51:05

корреляция в двух измерениях а падает в

00:51:09

большем числе измерений Вот например

00:51:11

Представьте себе что у вас есть точка У

00:51:13

вас есть струна то есть точечная частица

00:51:16

У вас есть струна и у вас есть мембрана

00:51:19

задаю такой вопрос я ткнул частицу что

00:51:23

произойдет это частица начнет двигаться

00:51:25

целиком Ну понятно Это очевидно

00:51:27

тавтологически что произойдет если я

00:51:29

ткну мембрану

00:51:32

произойдет следующее это мембране

00:51:34

поведут волны но целиком она двигается

00:51:37

не начнет если она достаточно большая То

00:51:40

есть просто все мы весь тот факт что я

00:51:43

ткнул и уйдет просто в ее колебания но

00:51:45

она целиком двигаться не начнет Если еще

00:51:47

раз подчеркивается она достаточно

00:51:48

большая А что произойдет со струной

00:51:51

произойдет следующий я ткну ее по ней

00:51:53

побегут волны но еще она целиком начнет

00:51:56

двигаться к чему это приводит это

00:51:59

приводит к тому что например теория

00:52:01

струн теория струн может описывать

00:52:04

частицы в том смысле что вы можете

00:52:06

рассматривать что каждый из частиц

00:52:08

является струной

00:52:09

Если вы такую

00:52:12

у нее есть такие свойства как то что она

00:52:14

может прополировать бегать в отличие от

00:52:16

мембраны это очень грубое объяснение Но

00:52:19

это один из фактов лежащих в основе

00:52:21

теории струн важных почему Например мы

00:52:24

описываем частицы при помощи струн они

00:52:26

при помощи там многомерных

00:52:28

более высокой размерности объектов

00:52:31

теперь я расскажу про другое свойство

00:52:33

следующее из корреляций Казалось бы

00:52:36

совершенно не имеющие отношения к

00:52:40

предыдущим сюжетам Вот вы многие

00:52:43

наверное слышали про графен и много

00:52:45

наверное многие наверное слышали что

00:52:47

графен это двумерная кристаллическая

00:52:50

решетка это там пишут даже в газетах в

00:52:52

интернете и так далее

00:52:54

о свойства графена и свойства его

00:52:56

образования связанные с

00:53:00

корреляциями потому что происходит

00:53:03

Как образуется Кристалл Кристалл

00:53:06

образуется в результате Вы

00:53:07

кристаллизовывания у вас до того как он

00:53:09

образовался есть какая-то однородная

00:53:11

среда которая обладает следующими

00:53:14

свойствами если у вас какая-то абсолютно

00:53:16

однородная среда то ее свойства не

00:53:19

меняется при поворотах координатной

00:53:20

сетки при сдвигах координатной сетки

00:53:23

хреново образовался Кристалл он очевидно

00:53:25

не переходит в себя сам себя

00:53:28

произвольном повороте и при трансляции

00:53:31

значит у кристалла меньше симметрий чем

00:53:34

у однородной среды образование кристалла

00:53:38

приводит к нарушению какой-то симметрии

00:53:40

в результате нарушений этой симметрии

00:53:44

законы квантовой теории поля говорят

00:53:46

должны появляться какие-то так

00:53:48

называемые галстуновские моды

00:53:49

галстунские бозоны которые

00:53:55

какие-то

00:53:57

динамические поля так вот

00:54:01

значит свойства корреляции вот этих вот

00:54:05

гастонцев галстунских бозонов что они не

00:54:07

падают с расстоянием приводит к тому что

00:54:09

вы не можете

00:54:11

образовать

00:54:13

Кристалл

00:54:17

двумерный произвольно большого размера

00:54:19

трехмерный кристаллы Вы можете

00:54:20

образовать произвольно большого размера

00:54:23

потому что там корреляционные функции

00:54:25

устроены так что они падают с

00:54:27

расстоянием А так как двумерный

00:54:29

коллекционные функции связанные

00:54:31

обладают что они не падают с расстоянием

00:54:34

вы Кристалл достаточно большого размера

00:54:37

двумерный образовать не можете

00:54:41

и это приводит к тому технологическим

00:54:45

последствиям в том смысле что например

00:54:48

вы хотите использовать там графен для

00:54:50

создания там я не знаю Ну я так

00:54:53

фантазирую Ну например экрана телевизора

00:54:55

достаточно большого размера то есть в

00:54:57

идеале вы хотите создать такую

00:54:58

кристаллическую решетку огромного

00:55:00

размера там размером для графена Это

00:55:03

огромный размер размером Там с телевизор

00:55:05

да такой поверхность Вот вы не можете

00:55:08

этого сделать вы можете ее только

00:55:10

создать из маленьких таких крупинок

00:55:11

каждый из которых там э-э очень

00:55:13

маленького размера размер там

00:55:15

определяется свойствами корреляционных

00:55:17

функций и свойствами там тех частиц

00:55:19

которые в графе ходят А

00:55:22

реально вот вы весь экран создадите из

00:55:26

маленьких таких кусочков Причём я это

00:55:27

сейчас говорю не являюсь специалистом в

00:55:30

области графена или физики твёрдого тела

00:55:31

и так далее Просто зная свойства

00:55:34

корреляционных функций я могу понять и

00:55:37

предположить Какие

00:55:41

такие сложности могут возникнуть у

00:55:44

инженеров при попытке создания

00:55:48

материалов

00:55:50

технологических материалов из графена

00:55:54

Давайте сначала поймем Что такое фазовые

00:55:58

переходы вот самое простейшая ситуация

00:56:00

что такое фазовый переход Вот вы знаете

00:56:02

что у воды есть три фазы ледяная

00:56:05

замерзшая

00:56:07

при низких температурах промежуточное

00:56:11

жидкое при средних температурах

00:56:15

комнатных и парообразная в при испарении

00:56:19

при высоких температурах вот есть три

00:56:22

фазы переходы между этими фазами

00:56:24

называется фазовыми переходами

00:56:26

Ну например как наблюдать фазовый

00:56:28

переход от жидкого состояния в

00:56:30

газообразном Вот вы ставите в чайник

00:56:34

нагреваете воду внутри образуются

00:56:37

пузырьки но при небольших температурах

00:56:39

им энергетически невыгодно расширяться

00:56:41

они как бы это рождаются слопаются

00:56:44

рождаются хлопаются По мере того как вы

00:56:46

повышаете температуру то есть вода

00:56:48

нагревается Добавляйте туда тепло вода

00:56:51

нагревается пузырькам становится

00:56:52

энергетически выгодно расти они начинают

00:56:55

расти всплывать вот начинается это

00:56:57

бурение вот этот переход из жидкого в

00:57:00

газообразное состояние Для нас Для

00:57:02

дальнейшего важно что у вас есть как бы

00:57:05

пузырьки газа внутри воды и вот вопрос

00:57:10

из-за того что есть разность энергии Ну

00:57:13

так я углубляя округляя немножко есть

00:57:17

разность энергии между снаружи пузырька

00:57:19

и внутри пузырька и зависит от того что

00:57:22

энергетически выгодно

00:57:26

газообразное состояние или жидкое

00:57:28

состояние пузырек либо схлопывается либо

00:57:30

растет для нас этой модельки достаточно

00:57:33

таким свойством вот энергетической

00:57:36

разности вот этого вот обладают фазовые

00:57:38

переходы первого рода А мы с вами будем

00:57:40

обсуждать фазовые переходы второго рода

00:57:42

что это такое сейчас я обсужу это

00:57:47

когда безразличная энергия равны и

00:57:50

внутри и снаружи пузырька давайте сейчас

00:57:53

где эти фазовые переходы в первую

00:57:55

очередь проявляются фразами переходами

00:57:57

второго рода является переход например

00:57:59

диэлектрик феромогенетик ну смысле вот

00:58:02

когда вы фермогнете фенотик создаете То

00:58:07

есть ферромагнатик это вот любой грубо

00:58:09

говоря магнит который мы имеете дело Он

00:58:12

обладает свойствами другой

00:58:16

фазовый переход второго рода известный

00:58:18

это вот переход сверхпроводящий

00:58:20

состояние сверхпроводники появляются в

00:58:22

результате фазового перехода второго

00:58:23

рода

00:58:24

Вот давайте сосредоточимся на

00:58:26

ферромагнетиках Что такое ферромагнетик

00:58:28

Это такой вот объем в котором Значит

00:58:30

есть такие домены в которых как бы ну

00:58:34

вот там какие-то атомы молекулы у них

00:58:36

есть магнитные моменты они такие

00:58:37

маленькие магнетики они знают в каком-то

00:58:40

объеме сонаправленными оказываются Так

00:58:42

что этот объемчик имеет магнит весь

00:58:45

ферромагнити состоит из таких вот как

00:58:48

сказать таких маленьких объёмщиков

00:58:49

каждый из которых имеет своё направление

00:58:51

магнитного момента Если вы поместите

00:58:54

ферромагнетик в магнитное поле то они

00:58:56

все выстроится вынести из магнитного

00:58:59

поля ферромагнетик он останется

00:59:01

магнитным свойством обладать То есть он

00:59:03

станет магнитом потому что у него как бы

00:59:05

вот эти все домены сонаправлены

00:59:07

сонаправлены значит это

00:59:12

ферромагнитные свойства можно

00:59:15

рассмотреть такую модельку которая

00:59:17

моделирует эту ситуацию Давайте Вот

00:59:19

рассмотрим простейшую модельку которая

00:59:21

моделирует эту ситуацию рассмотрим такую

00:59:23

линию вдоль которой расположены такие

00:59:25

магнитные

00:59:26

магнитные моменты

00:59:28

магнитики просто магнитики расположены

00:59:31

это линия там бесконечная до

00:59:33

бесконечности значит

00:59:35

магнитиком выгодно быть сонаправленными

00:59:39

как вы знаете иначе они как бы

00:59:41

переворачиваются значит соответственно у

00:59:45

вас в качестве основного состояния вот

00:59:48

этой вот линии бывает либо что магнитики

00:59:50

направлены вверх либо что магнитики

00:59:52

направлены вниз

00:59:54

значит после того как вы начинаете

00:59:56

подогревать эту систему то есть

00:59:58

Добавлять температуру магнитики но они

01:00:00

начинают шевелиться и некоторые из них

01:00:02

переворачиваются

01:00:04

понятно да то есть я утрирую я как бы

01:00:08

как сказать Я обсуждаю ситуацию когда

01:00:11

магнитик может быть направлен только так

01:00:12

либо только так я не обсуждаю ситуацию

01:00:15

что они могут шевелиться Хотя

01:00:16

использовал это выражение что они

01:00:18

шевелится начинают значит магнитики

01:00:20

могут направлены быть Либо так либо Так

01:00:22

теперь если я начинаю подогревать

01:00:24

температуру бывают ситуации когда

01:00:26

магнитики переворачивается То есть у них

01:00:28

достаточно энергии чтобы перевернуться

01:00:30

значит

01:00:32

вот например примером топологического

01:00:35

дефекта который я в дальнейшем буду

01:00:37

использовать это такая ситуация что у

01:00:38

вас эта линия поделена пополам

01:00:41

слева все магнитики направлены так

01:00:43

справа все магнитики направлены так и

01:00:47

это состояние Невозможно перевести в

01:00:49

основное состояние не в такое не такое

01:00:51

потому что чтобы его перевести в такое

01:00:53

состояние вам придется переваривать

01:00:55

бесконечно много магнитов

01:00:57

это поэтому это называется

01:00:59

топологический дефект Значит теперь

01:01:02

какое это все отношение имеет к тому что

01:01:04

я говорил до сих пор Представьте себе

01:01:06

что у вас магнитики занимают не линию а

01:01:09

объем объем в этом объеме Значит тоже

01:01:12

опять же ну смысле не объема плоскость

01:01:15

для для упрощения плоскости обсудим

01:01:18

занимает плоскость

01:01:20

в качестве основного состояния этих

01:01:24

магнитиков на плоскости может быть что

01:01:26

они все направлены вверх может быть что

01:01:28

они все направлены вниз в качестве

01:01:30

простейшей ситуации Ну а теперь могут

01:01:32

образовываться такие домены пузырек

01:01:35

такой в котором внутри которого спины

01:01:38

перевернут эти магнитные моменты

01:01:40

перевернуты снаружи имеют одно

01:01:42

направление внутри другое

01:01:44

Значит вся энергия этого переворота

01:01:48

сосредоточена по границе по причине того

01:01:51

что только близлежащие магниты друг

01:01:53

друга чувствуют далеко лежащие магниты

01:01:56

друг друга не чувствуют Поэтому вот

01:01:58

вдоль

01:01:59

границы этого как его доменочка этого

01:02:03

пузырька

01:02:04

происходит вот это вот взаимодействие

01:02:06

Как сказать

01:02:09

как-то разность энергии образуется

01:02:11

внутри они как бы все сонаправлены

01:02:13

поэтому им плевать что там далеко

01:02:16

происходит на границе домена снаружи

01:02:17

тоже целенаправленно им плевать то есть

01:02:19

вся вот эта вот весь эффект берётся

01:02:21

отсюда на границе этого домена это тоже

01:02:27

пример топологического дефекта теперь

01:02:29

что вот происходит как происходит

01:02:31

фазовый переход в ситуации которая

01:02:35

которую я обсуждаю на двумерном листе

01:02:39

вот такая двумерная ситуация когда у вас

01:02:42

все эти

01:02:44

направлены так могут быть направлены Так

01:02:47

теперь Значит когда я начинаю с

01:02:49

основного состояния с нулевой

01:02:50

температурой они как-то направлены в

01:02:52

основном состоянии все направлено в

01:02:55

одном направлении теперь я начинаю

01:02:56

нагревать температуру там образуются

01:02:58

такие доменщики где перевернуты

01:03:02

тип пузырька в жидкости только Разница в

01:03:05

том что в случае с пузырьком там есть

01:03:07

разность энергии внутри подзаряка и

01:03:09

снаружи здесь же разность энергии нету

01:03:11

потому что у вас такое состояние и такое

01:03:14

состояние одинаковое у вас единственная

01:03:17

вот энергия пузырька это за счет его

01:03:19

границы грубо говоря вот значит вы

01:03:23

подогреваете у вас все больше и больше

01:03:25

пузырьков значит у вас бывает фаза в

01:03:27

которой этим пузырькам не выгодно

01:03:30

рождаться и тогда эта ферромагнетика им

01:03:32

выгоднее сонаправленно быть

01:03:35

фаза в которой этих пузырьков очень

01:03:37

много Им выгодно рождаться и тогда это

01:03:40

не ферромагнетика потому что у Вас как

01:03:42

бы присутствует домены направленные так

01:03:44

и так и общего магнитного момента у этой

01:03:48

плоскости нет

01:03:50

значит вот вам фазовый переход

01:03:53

между грубо говоря фирма магнитной фазой

01:03:57

и

01:03:58

геомагнитной фазой значит и это значит

01:04:02

пример фазового перехода значит можно

01:04:04

усложнить ситуацию Представьте себе что

01:04:06

у вас эти магнитики теперь могут быть

01:04:08

направлены не только вверх или вниз а

01:04:10

могут ходить по Ну то есть вот у вас

01:04:13

плоскость и в каждой точке этой

01:04:15

плоскости есть

01:04:16

такая решетка скорее даже решетка

01:04:19

двумерная в каждой вершине этой решетке

01:04:21

У вас есть магнитик который может быть

01:04:23

направлен вдоль этой плоскости как

01:04:25

угодно то есть вращаться тут оказывается

01:04:28

Значит

01:04:30

есть две фазы тоже когда они все как бы

01:04:33

стремятся быть целенаправленными эти

01:04:36

магниты вторая фаза когда они как

01:04:38

сказать как угодно направлены Понятно

01:04:40

теперь как найти разницу между этими

01:04:44

двумя фазами Здесь тоже присутствует

01:04:46

топологические эффекты

01:04:47

логические дефект устроен следующим

01:04:49

образом вот э-э Представьте себе что у

01:04:52

вас такая точка а вокруг неё как волосы

01:04:54

во все стороны исходят вот эти вот ну то

01:04:58

есть магнитики выстраиваются по линии но

01:05:00

так вот по радиальной линии радиальной

01:05:03

линии такое-то по логический дефект

01:05:05

нельзя перевести в основное состояние

01:05:07

потому что вам придётся разворачивать

01:05:09

бесконечно много спиннов бесконечно

01:05:12

много магнитиков то есть основное

01:05:13

состояние когда они вот все направлены

01:05:15

вдоль одного направления А тут у вас

01:05:17

такой вот ёжик у него вот по радиусу как

01:05:20

лучи сходят вот эти вот э сонаправленные

01:05:23

магнетики чтобы перевести один другой

01:05:25

вам нужно затратить бесконечно много

01:05:28

энергии вот в чём заключается фазовый

01:05:31

переход в одной фазе Вот таких вот

01:05:33

товарищей этих дефектов мало

01:05:36

и у вас более-менее все спины

01:05:38

сонаправлены а в другой фазе Когда вы

01:05:41

повышаете температуру все чаще как бы ну

01:05:43

вы не можете раздеть один такой товарищ

01:05:46

но вы можете их родить несколько В

01:05:48

смысле парня рождать в том смысле что

01:05:50

тогда вам разворачивать придется

01:05:52

конечная число

01:05:54

спинов если вы присмотритесь то если у

01:05:57

вас пара их так что из одного все как бы

01:06:00

эти магнитики исходят Я слово спину

01:06:02

иногда использую иногда магнитики Это то

01:06:04

же самое Я надеюсь это понятно Значит

01:06:07

[музыка]

01:06:09

из одного они исходят второе они входят

01:06:13

входят Потому что эти магнитики имеют

01:06:15

направление Да от северного к Южному

01:06:17

полюсу скажем значит пару Вы можете

01:06:19

родить вам не требуется бесконечно много

01:06:23

разворотов сделать поэтому пара

01:06:25

рождаются значит Как устроен теперь

01:06:27

фазовый переход в начальной фазе вам

01:06:30

пары невыгодно рождать Потому что

01:06:33

при низких температурах энергии

01:06:35

недостаточно эти пары повышайте

01:06:38

температуру эти начинают пары рождаться

01:06:39

и в какой-то момент происходит так

01:06:43

называемая конденсация этих вот как его

01:06:46

как они называются этих топологических

01:06:47

дефектов и у вас вы попадаете в фазу в

01:06:50

которой все спины хаотически направлены

01:06:52

это как конденсат Вот таких вот этих

01:06:55

дефектов вот так устроен фазовый переход

01:06:58

то что это только что вам рассказал

01:07:02

связано не буквально то же самое потому

01:07:04

что фазовые переходы могут происходить

01:07:06

по разным причинам можно менять не

01:07:08

только температуру но и какие-то другие

01:07:10

параметры связано с фазовыми переходом

01:07:12

Березинского костер лица талоса за

01:07:15

который дали Нобелевскую премию в этом

01:07:17

году Нобелевскую премию дали не просто

01:07:19

за то что такие фазовые переходы есть а

01:07:21

то что никто не знал что могут

01:07:24

происходить фазовые переходы за счет

01:07:26

конденсации топологических дефектов вот

01:07:29

в двух измерениях

01:07:31

было известно что долгое время было

01:07:35

известно

01:07:36

вообще считалось что фазовый переходов

01:07:39

быть не может ну там по определенным

01:07:40

причинам которые требуются отдельный

01:07:43

разговор вот Березинский открыл что в

01:07:47

двух измерениях фазовый переход может

01:07:49

быть и связан с конденсацией

01:07:50

топологических дефектов Вот и

01:07:53

кассирстаус насколько мне известно

01:07:54

сделали Это независимо Я уж не знаю

01:07:56

зависимые или Независимо но Березинский

01:07:58

донорские премии Не Дожил

01:08:04

это очень важное явление К сожалению на

01:08:07

данный момент оно не пока еще не

01:08:10

подтверждено экспериментально но

01:08:12

теоретически

01:08:15

обоснование существует и является важной

01:08:20

проблемой экспериментального

01:08:22

подтверждения этого Ну мне кажется там

01:08:26

за этим делом не станет значит в чем

01:08:29

состоит явление

01:08:31

Ну вакуум

01:08:33

в современном понимании это не пустота

01:08:37

основное состояние квантовой теории поля

01:08:40

в котором существует так называемые

01:08:42

нулевые колебания

01:08:44

и вот одно из проявлений этих нулевых

01:08:47

колебаний является вот рождение пар во

01:08:50

внешних сильных полях то есть

01:08:52

Представьте себе что у вас вот есть

01:08:54

сильные электрическое поле между

01:08:55

обкладками конденсатора

01:08:58

Представьте себе что откладки

01:09:00

конденсатора достаточно далеко друг от

01:09:01

друга удалены а электрическое поле

01:09:04

достаточно сильно

01:09:07

Так что на

01:09:09

[музыка]

01:09:12

электрическая сила на размере

01:09:16

конденсатора совершает достаточно работу

01:09:18

чтобы родить пару То есть просто энергия

01:09:22

работа совершенная электрическим полем

01:09:25

На вот этом вот расстоянии просто

01:09:27

посчитав ее если она окажется после

01:09:30

более больше чем 2 МЦ в квадрате где М

01:09:33

это масса электрона или позитрона то

01:09:35

внутри этого конденсатора начнется

01:09:37

рождение Электрон позитронных пар другое

01:09:40

дело что это огромное поле недостижимое

01:09:42

при современном современных

01:09:44

технологических условиях но надо его

01:09:46

достижением работают

01:09:48

и даже строят какие-то установки на

01:09:52

которых это явление будет наблюдаться

01:09:53

значит

01:09:55

Ну тут опять же подчеркну что нет

01:09:57

никакой мистики это не значит что у вас

01:09:59

из ничего берутся частицы безусловно

01:10:01

поле расходуется она уменьшается то есть

01:10:04

совершает работу по рождению Электрон

01:10:06

пози пар значит Ну и как это устроено

01:10:09

как бы у Вас нулевой можно так это себе

01:10:12

представлять Хотя это тоже колорально

01:10:14

утрированно значит у вас как бы

01:10:16

нулевые колебания это рождение рождение

01:10:19

Вот таких вот Электрон позитронных пар

01:10:20

на короткие промежутки времени которые

01:10:22

потом схлопываются а если вы поместите

01:10:24

это во внешний электрическое поле то

01:10:26

происходит поляризация у вас как бы

01:10:29

при рождении этой пары они расходятся

01:10:32

все дальше и дальше если у вас вот

01:10:35

расстояние на которые вы можете их

01:10:36

раздвинуть в результате поляризации

01:10:38

достаточно то есть вот работа

01:10:40

электрической внешнего электрического

01:10:42

поля на этом расстоянии достаточно чтобы

01:10:44

их материализовать то они рождаются

01:10:46

электрическое поле соответственно там

01:10:48

уменьшается Так ну или либо то что

01:10:51

поддерживает его постоянным совершает

01:10:52

дополнительную работу по рождению пара

01:10:55

так вот ну это так называемые там не

01:10:58

знаю

01:11:01

был первый который посчитал

01:11:04

просчитал это явление достаточно

01:11:06

детально Вот но на эту тему много кто

01:11:09

писал и например в Советском Союзе очень

01:11:12

много людей важный вклад в это внесли

01:11:14

вот тут что важным является важно

01:11:17

следующее является что если у вас поле

01:11:20

меняется во времени но вот вы взяли Я

01:11:23

имею ввиду не про электромагнитную волну

01:11:25

которая кстати рождать пары не может там

01:11:28

по определенным причинам Ну это

01:11:29

противоречило закону сохранения

01:11:31

энергии импульса Вот а если у вас просто

01:11:35

между конденсаторами вы будете менять

01:11:38

электрическое поле менять во времени это

01:11:41

электрическое поле то рождение пар можно

01:11:43

достичь рождения достичь при меньших

01:11:46

значений полях просто за счет

01:11:48

переменности легче рождается чем за счет

01:11:51

постоянного поля Ну и эффект в этом

01:11:55

смысле менее красивый и формулы мнения

01:11:57

красивые Там очень важные свойства этих

01:12:00

формул Они совсем не обычными свойствами

01:12:02

обладает поэтому одна из причин почему

01:12:05

хочется

01:12:06

это явление

01:12:07

измерить экспериментально вот значит

01:12:12

теперь но оказывается рождение пар может

01:12:15

происходить не только в сильных

01:12:16

электрических полях но и сильных

01:12:17

гравитационных полях Вот например если у

01:12:20

вас есть так называемая темная энергия

01:12:22

или космологический вклад в уравнение

01:12:26

космологический член в уравнениях

01:12:28

Эйнштейна то у вас происходит так

01:12:31

называемые экспоненциальное расширение вселенной и

01:12:34

за счет этого экспоненциального

01:12:35

расширения Вселенной тоже может

01:12:37

происходить рождение частиц

01:12:39

Значит тоже грубо говоря

01:12:42

у вас как бы что такое специальное

01:12:46

расширение это значит свободно падающие

01:12:48

тела в расширяющей Вселенной будут друг

01:12:50

от друга удаляться Ну вот тоже пары тоже

01:12:52

рождаются лак реально можно объяснить

01:12:55

Это что они вот рождаются А за счет того

01:12:57

что происходит какое-то расширение у вас

01:12:58

какая-то вероятность их раздвинуть на

01:13:00

достаточно большое расстояние что они

01:13:02

материализуются только вопрос в том

01:13:04

насколько сильно

01:13:06

насколько сильно велик вкладка

01:13:09

космологического

01:13:11

члена в уравнения Эйнштейна и так далее

01:13:14

Это другое проявление где рождение

01:13:16

частиц тоже может происходить а третье

01:13:19

явление это

01:13:20

пресловутый эффект Хокинга тоже у вас в

01:13:23

результате коллапса звезды в черную дыру

01:13:26

происходит следующее что Ну у вас

01:13:29

во-первых имеется переменная меняющаяся

01:13:32

во время гравитационное поле коллапс это

01:13:34

как это у вас сильно меняется

01:13:36

гравитационное поле это гравитационное

01:13:38

поле

01:13:39

может рождать частицы сейчас я хочу

01:13:42

подчеркнуть что в результате коллапса у

01:13:44

вас происходит излучение куча всего то

01:13:46

есть там отлетания короны звезды и так

01:13:48

далее там все что надо аккреционные

01:13:51

материи которая вокруг него не путать

01:13:53

это с рождением частиц из за счёт просто

01:13:57

переменного эволюционного поля Я хочу

01:13:59

подчеркнуть что даже если вот этих всех

01:14:00

отлетаний корон э-э и аккреционные

01:14:04

материи вокруг звезды вот разлет этого

01:14:06

не было

01:14:08

в результате коллапса все равно было бы

01:14:10

рождение частиц просто за счет того что

01:14:12

у вас есть меняющийся вам линии

01:14:13

гравитационное поле вот интересно что на

01:14:16

последней стадии коллапса

01:14:18

происходит коллапс там звезду Как там

01:14:21

трясет но я все как бы утрирую но очень

01:14:23

можно себе Представлять что как бы

01:14:25

звезду трясет она там рождает эти

01:14:27

частицы достаточно интенсивно но в конце

01:14:30

эта тряска как-то социализуется она

01:14:33

становится стационарной

01:14:35

Вот и оказывается что и излучение

01:14:38

становится стационарным стационарным

01:14:40

независимым от времени и

01:14:42

характерным свойством этого излучения

01:14:45

является то что она температураная вот

01:14:47

один из примеров стационарного излучения

01:14:49

температурные излучения вот это вот то

01:14:52

что было посчитано хокингом так вот все

01:14:55

эти эффекты которые я сейчас рассказал

01:14:57

происходит за счёт того что у Вас как бы

01:14:59

меняется свойство нулевых колебаний то

01:15:01

есть без полей Они обладают одним

01:15:03

свойством эти внутри при включении

01:15:05

внешних полей происходит перестройка

01:15:08

каких-то нулевых колебаний и у вас как

01:15:10

бы за счет то что было до включения поля

01:15:13

как бы нулевым колебаниям После

01:15:15

включения поля становится

01:15:17

материализуется в виде частиц и

01:15:19

реализуется в виде потока там энергии

01:15:21

или электрического тока и так далее но

01:15:23

это все то же самое значит связанные

01:15:25

явления если есть электрический ток то

01:15:27

есть итог

01:15:28

поток энергии вот значит

01:15:33

теперь

01:15:35

Но на самом деле почему-то большинство

01:15:39

научного сообщества не осознает что в

01:15:42

результате вот этих вот включений полей

01:15:45

новое явление недавнее что люди начали

01:15:49

осознавать кто-то не большинство научных

01:15:52

сообщества что в результате там коллапса

01:15:55

звезды в черную дыру в результате

01:15:57

инфляционного расширения Вселенной или в

01:15:59

результате включения или выключение

01:16:01

выключение внешнего электрического поля

01:16:04

сильного происходит не только изменения

01:16:06

свойств нулевых колебаний но растет

01:16:09

из-за силённости уровней То есть у вас

01:16:11

может эффект идти не только за счет

01:16:13

изменения свойств нулевых колебаний Но и

01:16:16

за счет того что у вас появится

01:16:18

возбуждение над нулевыми колебаниями и

01:16:21

это явление может оказаться не слабее а

01:16:24

может быть даже и сильнее чем

01:16:25

Перестройка нулевых колебаний и

01:16:27

существенно изменить например свойства

01:16:29

потока энергии или электрического тока и

01:16:32

так далее это вот недавнее наблюдение

01:16:34

которое еще как бы не общепринято но я

01:16:37

принадлежу кругу людей которые как бы

01:16:39

поддерживали придерживаются точки зрения

01:16:40

привел соответствующие вычисления в этом

01:16:43

явлении есть несколько важных черт

01:16:45

которые я еще раз хочу подчеркнуть

01:16:47

первое что

01:16:49

важно следующее что рождение частиц

01:16:52

происходит не в момент когда вы там

01:16:55

меняете Поля это как бы неинтересная

01:16:58

часть интересная но с другой точки

01:17:00

зрения важно следующее что после того

01:17:02

как Вы как бы Например вы включаете поле

01:17:04

в момент включения поля Безусловно

01:17:08

может произойти разведение чисел зависит

01:17:10

от того как вы включаете важно следующее

01:17:12

что вот вы включили его но я имею про

01:17:15

электрическое в данном случае и вот вы

01:17:17

его

01:17:18

поддерживаете постоянно довели до

01:17:21

какого-то значения поддержите постоянным

01:17:23

Вот именно вот за этой за счет этой

01:17:25

постоянной части идет рождение частиц

01:17:28

это именно важно точно также в случае с

01:17:31

хокингом важно что рождение частиц

01:17:34

продолжается после того как движение

01:17:35

коллапс коллапс стационаризовалось когда

01:17:38

вот у вас последняя стадия коллапса

01:17:39

движение стационарное уже то есть в

01:17:43

самом начальной стадии коллапса звезду

01:17:45

трясет По мере того как она там

01:17:47

приближается к формированию черной дыры

01:17:49

она становится стационарной точно так же

01:17:53

если вы например смогли бы как-то

01:17:54

включать или выключать

01:17:56

космологический член то если бы вы его

01:17:59

включали абы как то Ясное дело то

01:18:02

как бы происходило рождение частиц но

01:18:05

важно именно что после того как он как

01:18:07

бы достиг какого постоянного значения

01:18:08

стационарного и происходит рождение

01:18:10

частиц еще даже хочу добавить что вот в

01:18:14

случае с эффектом on.ru детектор можно

01:18:16

в тот момент когда вы его начинаете

01:18:19

разгонять включаете ускорение детектор

01:18:21

трясет безусловно его в принципе можно

01:18:22

этим

01:18:24

этим фактом возбудить внутреннюю его

01:18:27

степени Свободы тут Важно следующее что

01:18:29

если эффект будет присутствовать все

01:18:31

равно даже если вы адиабатический

01:18:33

включите ускорение очень медленно

01:18:35

Включите ускорение так чтобы не

01:18:37

возбуждая его внутренней степени Свободы

01:18:39

не возбуждались за счет включения а

01:18:41

потом очень медленно Выключите вот он

01:18:44

всё равно будет детектировать частицы в

01:18:45

процессе вот стационарного своего такого

01:18:47

ускорения вдоль линии или вдоль

01:18:50

окружности Вот именно эти эффекты важны

01:18:52

Это первое Второе важно следующее что я

01:18:56

сказал что не только нулевые колебания

01:18:58

как-то присутствуют в тех эффектах где

01:19:00

поля внешние присутствуют но и

01:19:03

возбуждение более высоких уровней

01:19:05

энергии а не нулевых колебаний

01:19:07

и

01:19:09

третья Интересно что если вот вы

01:19:11

включили поле его не выключаете держите

01:19:13

постоянно то у вас нет вы не можете То

01:19:17

есть у вас будет поток какой-то но вы

01:19:19

его не сможете разделить на частицы То

01:19:21

есть вы это не будет поток нельзя его

01:19:23

вынимать как поток частиц потому что

01:19:25

частицы удовлетворяет принципы

01:19:27

суперпозиции То есть вы можете одну

01:19:29

добавлять другой к третьей А у вас

01:19:31

такого вот случаи когда Поля не

01:19:34

выключено и поддерживается постоянным у

01:19:38

вас может быть поток а его разделение на

01:19:40

частицы поток энергии а его разделение

01:19:42

на частицы не будет это важно то есть

01:19:45

разделение частиц появится только когда

01:19:46

выключить поле и так далее вот это вот

01:19:49

важные свойства это очень важные эффекты

01:19:52

понимание их важно Для того чтобы

01:19:54

понимать как устроен отклик на их

01:19:57

рождения например в гравитационных полях

01:19:59

почему это приводит для

01:20:01

темной энергии чем как это приводит как

01:20:04

это откликается на формирование черные

01:20:06

дыры вот это вот рождения и так и тому

01:20:08

подобное

01:20:11

вакуум в современном представлении это

01:20:15

не пустота а основное состояние в

01:20:17

квантовой теории поля основное состояние

01:20:20

в квантовой теории поля содержит нулевые

01:20:23

колебания всевозможных полей которые в

01:20:26

этой квантовой теории поле присутствуют

01:20:28

которые присутствуют в нашем мире

01:20:30

фотонов электронов и ситронов и так

01:20:32

далее

01:20:33

значит эти нулевые колебания разным

01:20:36

образом себя проявляют в этой квантовой

01:20:39

территории Вот про одной из таких

01:20:40

проявлений нулевых колебаний квантовой

01:20:42

теории поля мы сейчас и поговорим

01:20:47

это называется эффект тун.ру вопрос

01:20:50

заключается в следующем Если вы возьмете

01:20:52

детектор частиц то есть какой-то там

01:20:55

объект который имеет внутренней степени

01:20:57

Свободы в качестве детектора можно

01:20:58

использовать например и человека и

01:21:01

сосиску важно что у него его внутренней

01:21:04

степени Свободы могут возбуждаться

01:21:05

состоит из молекул эти молекулы могут

01:21:07

возбуждать свои колебания если если

01:21:10

детектор движется постоянной скоростью в

01:21:13

вакууме то его внутренней степени

01:21:15

Свободы не возбуждаются он как бы

01:21:17

находится в основном состоянии

01:21:20

неоткуда браться энергии на возбуждение

01:21:22

его внутренней Свободы Если же взять

01:21:26

детектор и начать ускорять то

01:21:29

оказывается из-за того что вдоль его

01:21:31

мировой линии

01:21:33

нулевые колебания вакуума с

01:21:35

коррелированной нетривиальным образом то

01:21:36

есть связано в разных точках траектории

01:21:38

они имеют какую-то связь Это называется

01:21:40

корреляцией значит за этой связи

01:21:42

внутренней степени Свободы как бы скачет

01:21:44

по кочкам из-за этой внутренней Ну грубо

01:21:47

говоря это клоквиально можно объяснять

01:21:48

как он скачет по кочкам из-за этой связи

01:21:51

нулевых колебаний вдоль мировой линии

01:21:53

внутренней степени Свободы директора

01:21:55

будет возбуждаться Я хочу подчеркнуть

01:21:57

что выглядит все Так что вот один

01:21:58

детектор который там стоит в вакууме или

01:22:00

движется постоянной скоростью он не

01:22:02

детектирует частицы другой же детектор

01:22:04

который двигается как каким-то

01:22:06

ускоренным образом Вдруг у него просто

01:22:08

нам на циферблате кликает там а вторая

01:22:10

третья и так далее значит буквально так

01:22:12

и будет э-э значит это то что

01:22:15

предсказывает квантовая теория поля

01:22:18

никакой мистики в этом нет вроде все три

01:22:21

детекторы находятся в пустоте э значит

01:22:24

почему же этот детектор который движется

01:22:28

с ускорением

01:22:29

детектировать частицы связано Это с тем

01:22:32

что

01:22:33

это сила которая движет его вдоль этой

01:22:35

мировой линии ускоряет совершает

01:22:37

дополнительную работу если будут

01:22:39

детектора не было бы внутренних степеней

01:22:40

свободы то силу бы затрачивала просто

01:22:44

совершала бы работу по ускорению

01:22:46

детектора по увеличению его генетической

01:22:48

энергии из-за того что детектора есть

01:22:50

внутренние степени свободы и он

01:22:52

взаимодействует с нулевыми колебаниями

01:22:54

вакуума сила затрачивает дополнительную

01:22:57

работу по возбуждению его внутренних

01:22:59

степеней свободы то есть никакого там за

01:23:01

нарушения закона сохранения энергии

01:23:02

мистики в данном месте нет ничего не

01:23:05

берётся из ничего значит теперь

01:23:08

как это можно сформулировать клоквиально

01:23:11

без всяких детекторов так в качестве

01:23:13

детектора можно взять сосиску грубо

01:23:15

говоря на сковородке если это сосиска на

01:23:17

сковородке покоится вакууме то она не

01:23:20

будет жариться она там будет холодная

01:23:21

абсолютно Там абсолютно нуле грубо

01:23:24

говоря если вакуум идеальный там всё

01:23:26

абсолютно ноль температура если же её

01:23:28

начать ускорять то её можно пожарить то

01:23:31

есть начать ускорять это значит Она

01:23:33

сначала стояла потом её какой-то

01:23:35

механизм заставил двигаться с ускорением

01:23:37

в течение какого-то про конечного

01:23:39

промежутка времени Ну достаточно

01:23:41

продолжительного а потом Прекратил

01:23:42

сосиска пожарится другое дело что чтобы

01:23:46

эффект был ощутимый чтобы он

01:23:48

действительно привёл пожарке сосиски

01:23:49

ускорения должны быть огромными такими

01:23:51

что они уничтожат разрушат и сосиску и

01:23:54

сковородку поэтому это всё как бы надо

01:23:57

абстрагироваться в данном месте э они

01:23:59

будут понимать буквально что я говорю

01:24:01

значит всё Это результат вычислений

01:24:04

аналитических вычислений а Но я считаю

01:24:08

что этот эффект померен измерен

01:24:11

экспериментально э другим образом Ну

01:24:15

может задаться вопросом почему же

01:24:17

сосиску нужно ускорять вдоль линии есть

01:24:18

же другой там например очень характерный

01:24:21

способ ускорения например вращения

01:24:22

вопрос Что произойдёт если сосиску

01:24:26

сковородкой вращать так вот тоже

01:24:29

аналитические вычисления показывают Что

01:24:31

сосиску можно пожарить таким даже еще

01:24:34

эффективнее чем вдоль линии если

01:24:36

ускорять

01:24:37

важно следующее что

01:24:40

при движении по окружности с

01:24:44

коррелированность нулевых колебаний

01:24:46

вдоль мировой линии отвечающей круговому

01:24:48

движению Она приводит к другому Спектру

01:24:51

То есть если движение по линии если

01:24:54

ускоряться вдоль

01:24:56

прямой линии то Спектр прямо вот такой

01:24:58

как планковский как известно термальный

01:25:02

Спектр характеризующийся температурой то

01:25:04

при движении по окружности Спектр

01:25:05

отличается от планковского но все равно

01:25:08

из-за того что возбуждается внутренней

01:25:10

степени Свободы это приводит к пожарке

01:25:13

сковородке где этот эффект при движении

01:25:16

по окружности наблюдается наблюдается он

01:25:19

следующим образом Если вы возьмете пучок

01:25:21

электронов и будете его крутить в кольце

01:25:24

циклотрона электроны обладают СПИДом

01:25:27

сейчас нам неважно Какова природа этого

01:25:30

спина Что это такое и так далее важно

01:25:32

что каждый он является таким магнитным

01:25:34

дипольчиком обычным магнитиком который

01:25:37

мы видим в повседневной жизни северным и

01:25:39

южным полюсом значит если пучок

01:25:41

электронов вращать в кольце циклотрона с

01:25:44

очень высокими скоростями с очень

01:25:46

высокими скоростями значит электроны

01:25:49

будут то есть с ультраэлятивистскими

01:25:51

скоростями близкими скорости света то

01:25:54

электроны будут излучать очень

01:25:55

интенсивно они будут излучать за счет

01:25:57

своего заряда

01:25:58

И на самом деле еще какая-то порция

01:26:02

излучения Ну там неважно одна

01:26:03

десятитысячная полная интенсивности

01:26:06

излучения будет за счет переворота этого

01:26:08

магнитного момента электронов так вот

01:26:11

если электроны Ультра релятивистки очень

01:26:13

высокоскоростные то есть у них энергия

01:26:16

велика откликом

01:26:20

электронов на излучение то есть смещение

01:26:22

орбиты электрона или там ну то есть

01:26:25

можно пренебречь то что вот мировая

01:26:28

линия электронов как-то резко меняется

01:26:30

можно их считать просто такой детектор

01:26:34

который вот так вот рукой вводит по

01:26:36

окружности если они очень

01:26:38

ультралитивистские с хорошим

01:26:39

приближением это верно Так вот

01:26:42

оказывается значит если электроны Почему

01:26:45

двигаются по окружности потому что они

01:26:47

находятся во внешнем постоянном

01:26:48

магнитном поле значит из-за того что они

01:26:51

имеют заряд они двигаются по окружности

01:26:54

из-за того что у них есть магнитный

01:26:56

момент им выгодные эти магнитные моменты

01:26:59

выстроить вдоль магнитного поля просто

01:27:02

ну магнитики Если вы поместите их

01:27:05

магнитное поле они устраиваются Но вот

01:27:07

оказывается что какая-то доля электронов

01:27:09

обязательно будет перевернуто то есть

01:27:12

будет находиться возбужденном состоянии

01:27:15

то есть этот пучок электронов можно

01:27:18

рассматривать каждый из электронов можно

01:27:20

рассматривать как детектор с двумя

01:27:21

уровнями энергии внутренними степенями

01:27:24

Свободы магнитный момент вверх магнитный

01:27:26

момент вниз так вот если бы эффект о

01:27:29

котором я говорю не было они бы все бы

01:27:30

выстроились вдоль магнитного поля

01:27:33

за счет этого эффекта 8 процентов из них

01:27:35

при ультралитивистских скоростях будут

01:27:38

находиться возбужденном состоянии и это

01:27:40

называется эффект соколового терного он

01:27:42

был там открыт сороковые или пятидесятые

01:27:45

годы за это дали госпремию в советское

01:27:47

время и так далее и тому подобное Это

01:27:49

очень важный эффект много раз

01:27:50

проверенный с неоднородностями полей и

01:27:53

так далее и тому подобное так вот если

01:27:55

посмотреть как вычисляется вот это вот

01:27:58

явление вычисляется это явление с использованием

01:28:03

как бы нулевых

01:28:05

коррелированности нулевых колеваний

01:28:07

вдоль мировой линии вращающейся Вектор

01:28:10

это вычисление такое же просто такое же

01:28:12

как для линейного движения и на мой

01:28:16

взгляд это подтверждает что эффект умру

01:28:19

тоже существует то есть для окружности

01:28:22

он существует нет причин не верить что

01:28:24

для линии он тоже будет грубо говоря я

01:28:26

могу сказать Так что если я возьму

01:28:28

магнитное и электрическое поле

01:28:30

сонаправленными и буду ускорять электро

01:28:32

вдоль линии то им вроде бы энергетически

01:28:35

выгодно вдоль того же магнитного поля

01:28:37

который также как электрическая

01:28:38

направлено

01:28:39

выстроится вдоль магнитного поля Им

01:28:42

выгодно но я утверждаю что какой-то

01:28:43

процент из них в зависимости от величины

01:28:45

магнитного поля и величины

01:28:47

электрического поля будет перевернута за

01:28:49

счет эффекта умру другое дело что чтобы

01:28:53

этот эксперимент поставить с линейным

01:28:56

ускорением потребуется очень сильные

01:28:59

электрические очень сильные Магнитные

01:29:00

поля занимающие очень большой объём

01:29:02

В современных условиях чтобы подтвердить

01:29:04

этот эксперимент для линейного движения

01:29:06

возможности нет но как бы достаточно

01:29:10

посмотреть на вычисления и разобраться и

01:29:13

понять что эти два эффекта связаны

01:29:15

теперь помимо этого если Вы посмотрите

01:29:18

современную литературу очень часто

01:29:20

утверждается что эффект умру связан с

01:29:23

эффектом Хокинга который всем у всех на

01:29:27

слуху это эффект связанный с тем что

01:29:29

черные дыры рождают частицы

01:29:32

действительно

01:29:33

теория относительности утверждает что

01:29:36

если вы

01:29:38

ускоряетесь То есть если вы вас

01:29:41

поместили в лифт и тянут за этот лифт с

01:29:45

ускорением же 10 метров в секунду в

01:29:47

квадрате или же этот лифт висит над

01:29:49

землей вы эти два состояния отличить не

01:29:52

сможете

01:29:53

То есть Вам Вы точно так же будете

01:29:56

стоять в этом лифте все явления Если вы

01:29:59

там что-то подбросите и так далее Все

01:30:01

явления будут выглядеть То есть вы

01:30:02

снаружи лифта не выглядываете то все

01:30:05

явления для вас выглядит Аналогично я

01:30:08

конечно клоквиально объясняю Но это как

01:30:10

бы Утверждение что

01:30:12

однородное гравитационное поле от

01:30:15

ускоренной ускоренного не отличается так

01:30:18

вот что такое что утверждает эффект

01:30:21

Хокинга утверждает что если вы поместите

01:30:25

детектор над черной дырой заставить его

01:30:28

висеть на черной дырой то он будет

01:30:30

детектировать частицы с спектром

01:30:33

планка

01:30:35

температурным спектром с другой стороны

01:30:37

эффект говорит что если вы возьмете

01:30:39

детектор будете ускорять линии то он

01:30:41

будет тоже мерить То есть просто более

01:30:43

или менее систему с тем же ускорением

01:30:46

будете скорее как над черной дырой то он

01:30:49

будет мерить Спектр в той же просто

01:30:53

характеристиками поэтому многие даже

01:30:56

ученые занимающиеся Этой темой

01:30:59

утверждают что эти два эффекта одно и то

01:31:01

же на самом деле это не так если

01:31:03

присмотреться сейчас я объясню почему

01:31:05

потому что ну можно сразу сказать первое

01:31:10

отличие двух эффектов значит

01:31:13

первый случай у вас детектор в пустоте

01:31:15

ускоряется с постоянным ускорением с

01:31:17

другой стороны детектор который рядом с

01:31:19

ним просто покоится или свободно падает

01:31:21

в смысле двигается с постоянной

01:31:25

скоростью ничего не детектирует то есть

01:31:27

частиц в этом объеме Нет просто весь

01:31:30

эффект за счет того что нулевые

01:31:31

колебания скоорелированы вдоль мировой

01:31:33

линии этого детектора в то время как

01:31:37

черной дырой если детектор висит на

01:31:40

чёрной дырой и мимо него какой-то

01:31:42

детектор например свободно падает они

01:31:44

будут оба детектировать какие-то частицы

01:31:46

отличающиеся спектром

01:31:48

Но будут какие-то частицы чем это

01:31:51

связано что в случае с эффектом ундру

01:31:54

все детекторы видят одно и то же

01:31:56

состояние вакуумное состояние в

01:31:58

пространстве минковского просто один из

01:32:01

него один из детекторов видит это как

01:32:04

пустоту другой детектор видит это как

01:32:06

термальный поток частиц в то время как

01:32:09

случае с хокингом происходит изменение

01:32:13

основного состояния квантовой теории

01:32:15

поля за счёт коллапса чёрной дыры то

01:32:17

есть меняются свойства вакуума за счет

01:32:20

коллапса черной дыры вблизи чёрной дыры

01:32:22

и поэтому все детекторы будут

01:32:25

детектировать что-то все детекторы будут

01:32:28

детектировать что-то в этом случае

01:32:32

то есть если вы находитесь не прям На

01:32:35

горизонте черную чуть-чуть отступили от

01:32:37

него все детекторы будут что-то

01:32:39

детектировать один детектор будет это

01:32:41

что-то детектировать

01:32:44

похожее на умру а другой будет отлично

01:32:46

От умру то есть если вы возьмете аналог

01:32:49

детектора который движется постоянной

01:32:53

скоростью в присутствии черной дыры его аналог

01:32:56

свободно падающий детектор это свободно

01:32:58

падающий детектор он тоже будет что-то

01:33:00

детектировать он не будет современная

01:33:03

теория На мой взгляд тоже ложная

01:33:05

утверждает что прям пересекая Горизонт

01:33:08

событий он ничего не будет детектировать

01:33:09

Ну действительно вычисление показывает

01:33:11

что ничего не будет тестировать прям

01:33:13

прям На горизонте событий Если же

01:33:16

отступить чуть от горизонта событий то

01:33:18

он что-то будет детектировать при

01:33:19

Свободном падении это будет какой-то

01:33:21

преобразованный Спектр вот значит эта

01:33:25

связь между разными

01:33:27

эффектами На мой взгляд она важна

01:33:30

понимание этой связи

01:33:33

глубокое понимание её важно для

01:33:35

понимания того что происходит там с

01:33:37

черными дырами из детекторами и с

01:33:40

нулевыми колебаниями просто надо помнить

01:33:43

что эффект Хокинга - это изменение

01:33:45

свойств вакуума изменение свойств

01:33:46

нулевых колебаний в то время как эффект

01:33:48

он.ру связан просто с не меняющимися но

01:33:51

по-разному видимыми нулевыми

01:33:56

информационный Парадокс фокинга если

01:33:59

грубо говорить это потери информации в

01:34:02

результате формирования и излучение

01:34:05

распада черных дыр сам я принадлежу к

01:34:08

той части научного сообщества которое не

01:34:11

считает что есть какой-то Парадокс

01:34:13

Однако

01:34:15

относится к его наличию к тому что есть

01:34:19

люди которые в него верят спокойно по

01:34:22

причине того что Ну во-первых когда

01:34:24

проблема еще не решена и не все

01:34:26

досконально Понято могут быть разные

01:34:29

точки зрения на суть явления а во-вторых

01:34:31

для людей которые считают что Парадокс

01:34:33

есть это является своего рода путеводной

01:34:36

звездой которая направляет их мысль

01:34:38

которая как бы как сказать

01:34:40

является двигателем для них в каком

01:34:45

направлении двигаться над чем думать

01:34:47

Какие задачи решать

01:34:48

Я попробую в этом ролике сформулировать

01:34:51

Почему

01:34:54

и даже большая часть научного сообщества

01:34:56

занимающаяся занимающейся

01:34:58

фундаментальной физикой черных дыр верят

01:35:01

в то что существует информационный

01:35:04

Парадокс Хокинга

01:35:06

начнем немножко издалека Что такое

01:35:10

электромагнитная

01:35:12

электромагнитная волна Но это вот волна

01:35:16

электромагнитного поля которое как-то

01:35:18

там

01:35:19

описывает какое-то изменение во времени

01:35:22

электромагнитного поля Если у вас есть

01:35:26

значит радиоволны это волны очень

01:35:30

большой длины если мы начнем уменьшать

01:35:33

длину и увеличивать частоту

01:35:35

электромагнитной волны то мы перейдем

01:35:37

Спектр инфракрасного излучения если мы

01:35:40

еще уменьшим длину волны увеличим

01:35:42

частоту попадем в видимый Спектр если

01:35:46

дальше то Ультрафиолет еще дальше

01:35:48

рентгеновское излучение ещё дальше

01:35:50

гамма-излучение всё это суть

01:35:52

разновидности

01:35:55

электромагнитных волн теперь

01:35:58

в гравитационном поле наблюдается

01:36:00

следующий эффект Если вы например

01:36:02

поместите источник электромагнитной

01:36:05

волны на поверхность Земли и излучить

01:36:07

электромагнитную волну вверх вертикально

01:36:10

то она будет совершать работу против

01:36:12

гравитационного поля земли и

01:36:15

соответственно энергия электромагнитной

01:36:17

волны будет уменьшаться как известно

01:36:19

энергия фотонов ну или там цугов

01:36:24

электромагнитных волн она прямо

01:36:26

пропорциональна частоте соответственно

01:36:28

если будет падать энергия то будет

01:36:31

уменьшаться частота То есть если

01:36:33

например вы излучили э-э

01:36:36

электромагнитное излучение с поверхности

01:36:38

земли например в красного цвета в виде

01:36:42

он спектре то достаточно далеко от земли

01:36:43

но зависит от силы гравитации э-э

01:36:47

достаточно далеко от земли Вы можете

01:36:49

наблюдать волну уже в

01:36:52

инфракрасном диапазоне

01:36:55

Вот теперь Представьте себе что мы

01:36:58

рассматриваем не землю а какое-нибудь

01:37:00

очень массивное и компактное

01:37:02

гравитационное тело тогда на поверхности

01:37:04

такого массивного и компактного

01:37:06

эволюционного тела Гравитация будет

01:37:08

очень сильна и соответственно эффект

01:37:09

инфракрасного смещения эффект смещения в

01:37:13

уменьшение частоты по мере поднятия

01:37:15

электромагнитной волны с поверхности э

01:37:18

наверх будет ещё более сильным

01:37:22

соответственно Чем меньше объект и чем

01:37:25

больше его масса тем сильнее этот эффект

01:37:29

уменьшения частоты электромагнитной

01:37:32

волны По мере того как она совершает

01:37:33

работу по выходу из этого объекта теперь

01:37:36

чёрная дыра является экстремумом этой

01:37:40

ситуации а именно если вы создаёте э

01:37:45

электромагнитную волну прямо на

01:37:48

горизонте чёрной дыры то на любом

01:37:51

расстоянии от горизонта черной дыры вы

01:37:54

не меняющиеся во времени поля как это

01:37:58

неправда то есть происходит бесконечная

01:38:00

инфракрасное смещение именно это такие

01:38:03

таковыми является свойство горизонта

01:38:05

чёрной дыры

01:38:06

силу этого силу этого то же самое верно

01:38:10

и про гравитационное излучение То есть

01:38:12

если например внутри горизонта черной

01:38:15

дыры происходит какое-то безумное

01:38:16

движение электрически заряженных частиц

01:38:19

или масс то снаружи вы всё равно видите

01:38:22

статическое не меняющаяся во времени

01:38:25

статическое - это значит не меняющийся

01:38:28

во времени гравитационное и

01:38:30

электромагнитное поле

01:38:31

соответственно происходит следующее

01:38:34

Когда происходит коллапс звезды в черную

01:38:36

дыру то фактически излучается все что

01:38:40

можно излучиться а в конечной итог

01:38:43

коллапса то есть черная дыра

01:38:46

не несет никаких меняющихся во времени

01:38:50

не электромагнитных ни гравитационных

01:38:52

полей

01:38:53

а известно что чтобы что статический не

01:38:59

меняющиеся во времени

01:39:01

гравитационной электромагнитные поля

01:39:03

создает электрический заряд

01:39:06

гравитационная масса и момент вращения

01:39:08

вот

01:39:12

поясню свою мысль еще по-другому

01:39:15

Представьте себе что у вас есть

01:39:17

сферическая оболочка идеальная

01:39:20

сферическая оболочка однородно

01:39:22

заряженная Представьте себе что это

01:39:24

сферическая оболочка начнет дышать вот

01:39:26

так вот ходить ходуном туда-сюда всё

01:39:30

время уважая сферическую симметрию и

01:39:35

однородность заряда тогда такая

01:39:39

сферическая оболочка не будет излучать

01:39:41

электромагнитных волн Несмотря на то что

01:39:43

заряд При таком движении совершает

01:39:46

ускорен движется с ускорением

01:39:49

понять почему это так очень просто

01:39:52

потому что такая оболочка вне

01:39:55

зависимости от

01:39:57

от размера своего радиуса создает такое

01:40:00

же электромагнитное поле как точечный

01:40:03

заряд находящийся ровно в ее центре

01:40:05

то же самое верное про гравитацию Если

01:40:08

вы Рассмотрите такую оболочку массы с

01:40:10

массой она вот будет туда-сюда ходить то

01:40:14

как известно даже из гравитации Ньютона

01:40:17

такая оболочка создает такое же

01:40:19

гравитационное поле как точечная масса

01:40:21

находящееся ровно в её центре

01:40:22

соответственно такая оболочка тоже не

01:40:24

формирует никаких гравитационных волн

01:40:27

в людям занимающиеся радиолокации

01:40:32

известно это явление известно косвенно э

01:40:35

под следующий причине что они знают что

01:40:37

нельзя создать идеальную сферически

01:40:39

симметричную антенну

01:40:42

это всё как бы явление одного и того же

01:40:46

ошибок гравитации ситуация аналогичные

01:40:48

даже несколько

01:40:49

это более как его

01:40:52

несколько более сложные чем в

01:40:55

электромагнитном в электромагнитном

01:40:57

случае Итак Черная дыра в результате

01:41:01

своего формирования после того как

01:41:03

сформировалась если она покоится не

01:41:06

может создавать переменных во времени

01:41:09

гравитационных и электромагнитных полей

01:41:11

она может создавать только

01:41:14

стационарные то есть не меняющиеся во

01:41:17

времени электрический и

01:41:19

гравитационные поля

01:41:21

таковы характеризуются только тремя

01:41:24

параметрами электрическим зарядом черной

01:41:27

дыры её массой и угловым моментом

01:41:29

вращения

01:41:31

это явление очень глубокое Это говорит о

01:41:35

следующем что Представьте себе что вы

01:41:38

взяли и сформировали черную дыру двумя

01:41:41

способами две черных дыры двумя

01:41:43

способами например взяли стулья и взяли

01:41:46

телевизоры взяли этот Рой стульев и

01:41:49

телевизоров отдельно начали сжимать Ну

01:41:52

представьте себе идеализированную такую

01:41:53

ситуацию в результате этого сжатия

01:41:55

сформировалось две черных дыры если у

01:41:59

этих черных дыр одинаковые электрические

01:42:01

заряд масса и момент вращения то они не

01:42:04

отличимы Несмотря на то что вы их

01:42:08

создали

01:42:10

из разных исходных материалов это тут

01:42:14

Важно не просто что они что что

01:42:17

утверждают что нету принципиальных

01:42:19

способов отличить Одно от другого

01:42:23

подчеркиваю что если бы Например

01:42:25

сформировали Две звезды из Роя стульев и

01:42:29

Роя телевизоров

01:42:31

в принципе

01:42:32

обладая там я не знаю

01:42:34

сверхспособностями техническими и

01:42:37

интеллектуальными вы могли бы

01:42:38

рассмотреть

01:42:39

как его

01:42:42

поведение каждого отдельного атома

01:42:45

который входит в состав стула и в состав

01:42:48

телевизора и как он попадает внутрь

01:42:50

звезды как он там находится Потом эта

01:42:53

звезда например излучает

01:42:55

теряет энергию распадается в ничто но в

01:42:58

общем принципиально Вы можете

01:42:59

восстановить э историю жизни каждого

01:43:03

атома который входил в Рой стульев от до

01:43:07

формирования стульев и после распада

01:43:09

звезды и точно так же вы можете э

01:43:12

проследить историю каждого атома

01:43:15

входящего в телевизоры которые из

01:43:18

которых формировалась звезда и потом эта

01:43:19

звезда распадалась и так далее чёрной

01:43:22

дыре вам говорят что вы в принципе не

01:43:25

можете проследить историю каждого атома

01:43:27

до моментов до момента формирования

01:43:29

можете После того как она сформировалась

01:43:32

вы уже не отличаете одну ситуацию от

01:43:34

другой

01:43:36

все бы хорошо но

01:43:38

в силу эффекта Хокинга известно что

01:43:41

чёрная дыра распадается научное

01:43:44

сообщество знает что чёрная дыра должна

01:43:46

распадаться причём не просто распадаться

01:43:49

а излучает она равноправна все частицы э

01:43:54

в соответствии с температурным

01:43:57

распределением Это значит что значит что

01:43:59

с температурным распределением Это

01:44:01

значит что это распределение не несёт

01:44:03

никаких иных характеристик кроме энергии

01:44:05

излучаемых частиц а именно э Нейтрон

01:44:10

той же энергии и Фотон той же энергии

01:44:13

излучается чёрной дырой с одинаковой

01:44:17

вероятностью

01:44:18

с одинаковой вероятностью то есть

01:44:20

излучение черной дыры не несет никакой

01:44:23

информации о её составе

01:44:25

в результате

01:44:27

если верить в факт наличия излучения

01:44:30

Хокинга получается так что черная дыра

01:44:34

сформировалась

01:44:35

результат сформировавшийся черной дыры

01:44:38

не несет никакой информации про

01:44:41

ее состав излучение чёрной дыры не несёт

01:44:45

никакой информации про состав черной

01:44:47

дыры в результате своего излучения

01:44:49

чёрная дыра уменьшает теряет энергию и в

01:44:52

конце концов должна пропасть мы получаем

01:44:54

что э в отличие от ситуации со звёздами

01:44:58

когда мы могли проследить историю каждый

01:45:01

отдельный элементарной частицы входящие

01:45:03

в состав стульев и телевизоров от начала

01:45:06

и до конца здесь мы можем проследить

01:45:09

историю частиц только до момента

01:45:11

формирования чёрной дыры а потом

01:45:13

теряется полностью информация об этом а

01:45:16

о том что происходило

01:45:18

получается так называемый информационный

01:45:21

Парадокс Хокинга Чем это плохо это плохо

01:45:24

тем что теряется предсказуемость

01:45:28

фундаментальной физики потому что

01:45:30

происходит

01:45:35

Как устроена фундаментальная физика вы

01:45:38

говорите что если вы будете действовать

01:45:41

действовать так-то так-то и так-то то вы

01:45:43

получите такой-то такой-то результат

01:45:46

у нее есть предсказательная сила в том

01:45:49

смысле что вот вы если рассеиваете

01:45:51

какие-то частицы на ускорителе то в

01:45:54

результате столкновения будет рождаться

01:45:56

то-то и то-то с такой-то вероятностью и

01:45:58

мы вы можете поставить этот эксперимент

01:46:00

и проверить что действительно то-то и

01:46:02

то-то рождается такой-то вероятности и

01:46:04

это согласуется с предсказаниями теории

01:46:06

и это есть предсказательная сила но

01:46:10

наличие чёрной дыры

01:46:12

как бы

01:46:15

серьезно уменьшает предсказательную силу

01:46:18

науки Представьте себе что у вас

01:46:20

ускоритель находится не на земле а

01:46:21

где-то в недалеко от черной дыры то есть

01:46:25

какой-то результат эксперимента улетел в

01:46:28

черную дыру и информация про него про

01:46:30

какие-то характеристики кроме энергии

01:46:32

заряда и углового момента вращения вот

01:46:35

этого результата эксперимента полностью

01:46:37

потеряно соответственно эксперимент

01:46:39

потерял свое предсказательную силу и

01:46:41

науку потерял своё предсказательную силу

01:46:42

и в этом и плохо В смысле как бы в этом

01:46:47

и есть катастрофические последствия

01:46:48

информационного парадокса для

01:46:50

современной науки Однако нужно

01:46:52

подразумевать понимать что наука любит

01:46:55

некачественные а качественные оценки Я

01:46:58

всё это рассказывал качественно не

01:47:01

проводя никаких количественных оценок не

01:47:03

рассказывая вам скрытые предположения

01:47:05

которые делаются при формулировке

01:47:07

каждого из эффектов которые лежит в

01:47:10

основе информационного парадокса на На

01:47:13

мой взгляд при формулировке того что я

01:47:15

вам говорил а я не сформулировал эти

01:47:17

предположения На мой взгляд есть масса

01:47:21

предположений скрытых предположений

01:47:23

которые лежат в основе этого парадокса и

01:47:26

этот Парадокс сформулирован если его

01:47:29

научно формулировать с такой степенью

01:47:30

точности что с этой же степенью точности

01:47:32

я могу его и опровергнуть Однако в этом

01:47:35

ролике Я не имею возможности вам

01:47:37

сообщить как это всё происходит

01:47:42

можно построить например таким вот

01:47:45

образом Это пример квантовой теории поля

01:47:47

и пример её построения Ну например

01:47:49

значит у вас есть кубическая трёхмерная

01:47:53

решётка из атомов Ну из шариков

01:47:56

связанных друг с другом пружинками это

01:47:59

кубическая решётка является моделью э-э

01:48:02

кристаллической решётки которая лежит в

01:48:04

основе Ну понятно кубических

01:48:06

кристаллических решёток

01:48:08

значит

01:48:10

ну то есть атомы которые друг с другом

01:48:12

взаимодействуют при помощи

01:48:13

электромагнитных сил но я

01:48:15

электромагнитные силы заменяю гуковскими

01:48:17

пружинками значит

01:48:20

что значит я могу построить квантовую

01:48:23

теорию Поля из такой кубической решетки

01:48:26

значит что в данном случае является

01:48:28

Полем полем является смещение атома из

01:48:32

положения равновесия в положении

01:48:33

равновесия решетка идеально кубическая и

01:48:37

соответственно это как бы можно считать

01:48:39

нулевым значением поля значит если

01:48:42

какой-то из атомов съехал из своего

01:48:44

положения равновесия то это привело к

01:48:47

тому что Ну например я торкнул это атом

01:48:50

по кристаллической решетке побежали

01:48:52

какие-то волны все атом начали как-то

01:48:55

шататься из положения равновесия

01:48:57

смещаться и так далее это значит

01:48:58

изменение поля в пространстве и во

01:49:00

времени То есть если мне задано

01:49:03

положение всех от смещения положения

01:49:06

всех атомов из положения равновес во

01:49:09

всей кристаллической решетке это мне

01:49:10

задано поле изменений в пространстве во

01:49:13

времени Значит

01:49:17

теперь Представьте себе что я

01:49:19

рассматриваю непрерывный предел этой

01:49:22

кристаллической решетки Что такое

01:49:23

непрерывный предел я сейчас объясню

01:49:25

Представьте себе что я уменьшаю эту

01:49:28

кристаллическую решетку То есть я как бы

01:49:29

отдаляюсь от неё Я смотрел на нее в

01:49:32

микроскоп это идеализация безусловно я

01:49:35

смотрел на неё микроскопе видел это

01:49:36

кристаллическую структуру теперь я

01:49:38

начинаю отходить и если я нахожусь на

01:49:41

достаточно большом расстоянии то есть

01:49:43

мой прибор не позволяет такого

01:49:45

разрешения что я вижу кристаллическую

01:49:46

решетку она выглядит для меня как

01:49:48

однородное тело какое-то и вот эти все

01:49:50

колебания кристаллической решётки

01:49:52

выглядит как колебания неоднородности

01:49:55

изменения плотности где-то локальные

01:49:58

изменения плотности Ну так вот любое там

01:50:01

я не знаю вот Кристалл кристаллом

01:50:03

является этот Алмаз там значит

01:50:08

он как абсолютно однородное тело если

01:50:10

туда внутрь заглянуть Ну и

01:50:12

абстрагируйтесь Представьте что вы

01:50:13

можете заглянуть внутрь вы увидите

01:50:15

кристаллическую структуру которая под

01:50:17

ним подлежит значит

01:50:19

я вам просто объясняю что такое

01:50:21

непрерывный предел Вот в непрерывном

01:50:23

пределе Я могу увидеть Значит уже не

01:50:27

кристаллическую решетку а какие-то там

01:50:29

разрежения сжатия и так далее это будут

01:50:33

вот эти вот волны которые бегут по

01:50:35

кристаллической решётке которые

01:50:36

выглядели при детализации как смещение

01:50:38

атомов с положения равновесия так вот

01:50:41

значит я могу написать теорию поля

01:50:44

которая будет описывать вот эти вот

01:50:48

колебания кристаллической решетки это

01:50:50

теория поля будет непрерывная она не

01:50:53

дискретная будет она не будет

01:50:55

чувствовать кристаллическую структуру

01:50:56

она будет описывать распространение волн

01:50:59

по кристаллу волны упругости или

01:51:00

звуковых волн по кристаллу и свойства

01:51:02

этой теории

01:51:04

свойства этой теории не будут зависеть

01:51:07

от деталей того как устроена эта

01:51:10

кристаллическая решетка то есть будет

01:51:12

зависеть минимальным образом например

01:51:14

скорость звука будет зависеть от

01:51:15

каких-то там деталей но очень грубым

01:51:17

образом будет зависеть от каких-то очень

01:51:20

я не знаю например в кристаллической

01:51:23

решетке было Ну например она была не

01:51:25

кубическая более сложным образом

01:51:27

устроена

01:51:29

гексагональное там слои гексагонов на

01:51:33

слои гексагонов а свойства звуковых волн

01:51:36

длинного длинного волновых длина волны

01:51:39

которых намного больше чем лежат на

01:51:41

расстоянии не будет зависеть от этой

01:51:44

детализации значит ну в качестве

01:51:47

альтернативного примера вот я вам привел

01:51:49

пример с гиперкубической решёткой

01:51:52

Представьте себе что у вас вместо того

01:51:55

чтобы там были атомы связанные

01:51:58

пружинками у вас в вершинах решётки

01:52:01

такой гиперкубической

01:52:04

висят спины или магнитные моменты ничего

01:52:07

больше про спин нам не нужно знать что

01:52:09

это магнитный момент вот магнитные

01:52:10

моменты в каждой этой магнитным моментом

01:52:13

выгодно Там как бы

01:52:15

быть сонаправленными энергетически

01:52:18

выгодно значит Представьте себе что я

01:52:21

один магнитный момент ну в основном

01:52:23

состоянии они как бы все направлены друг

01:52:25

другу

01:52:26

Представьте себе что в какой-то момент я

01:52:28

взял перевернул какой-то магнитный

01:52:30

момент значит в принципе это может

01:52:32

вызвать то что по этому кристаллу

01:52:34

побежит волна так называемая спиновая

01:52:37

волна переворотов этих моментов там в

01:52:39

разные стороны что вызовет какое-то

01:52:41

возмущение так вот эти спиновые волны

01:52:43

тоже можно описывать в длинно-волновом

01:52:47

приближение длина волны очень большая

01:52:49

можно описывать при помощи теории поля

01:52:52

оказывается что свойства этой теории

01:52:54

поля тоже мало зависит от от параметров

01:52:59

начальной кристаллической решётки из

01:53:01

спинов из магнитных моментов более Кроме

01:53:04

того я две теории поля которые построил

01:53:08

из кристаллической решетки в которых там

01:53:10

сидели шарики соединенных пружинками и

01:53:12

кристаллической решетки которые стоят

01:53:13

сидели магнитные моменты друг с другом

01:53:14

связаны вот эти две теории поля я могу

01:53:16

сделать абсолютно идентично меня отлично

01:53:18

в каком-то лидирующем пределе когда

01:53:20

очень длинно-волновое приближение я могу

01:53:22

сделать не отличимыми друг от друга

01:53:25

и это свойство называется

01:53:27

универсальностью квантовой теории поля я

01:53:30

рассказал про то что

01:53:32

одну и ту же теорию поля одну и ту же

01:53:35

теорию поля которая описывает

01:53:37

низкоэнергетический или длинноволновые

01:53:39

длина волны связана с энергией чем

01:53:42

больше длина волны тем ниже энергии это

01:53:44

очень известно там из свойств Света

01:53:50

энергия фотона это есть аж бар на Омега

01:53:54

постоянная планка на чистоту Чем выше

01:53:57

частота тем меньше длина волны

01:54:01

Чем выше частота тем больше энергии то

01:54:04

есть длина волны больше меньше энергии

01:54:06

вот значит если я рассматриваю

01:54:10

длинноволновое приближение то есть

01:54:12

низкоэнергетическое то при низких

01:54:14

энергиях у меня многие различные на при

01:54:18

высоких энергиях квантовых квантовой

01:54:19

теории поля при низких энергиях могут

01:54:21

быть могут выглядеть одинаково это

01:54:23

свойство очень важное и очень помогает в

01:54:26

жизни и в объяснении природы как это ни

01:54:28

странно по причине того что для описания

01:54:30

различного сорта явлений в повседневной

01:54:33

Ну почти повседневное движение в данном

01:54:35

случае имею в виду какие-нибудь приборы

01:54:37

которые пользуемся там типа мобильных

01:54:40

телефонов фотоаппаратов радиоприёмников

01:54:42

и так далее их свойства материалов

01:54:45

которые используются при создании этих

01:54:48

приборов мы можем описывать при помощи

01:54:51

каких-то простых теоретика полевых

01:54:53

моделей не задаваясь нередко не

01:54:56

задаваясь какими-то более детальными

01:54:58

свойствами этих материалов на микроско

01:55:01

физическом уровне

01:55:03

и это удивительно явлением является

01:55:07

значит безусловно Если вы начинаете

01:55:09

увеличивать энергию то есть

01:55:13

пытаетесь ухватить какие-то свойства

01:55:15

теории при более высоких энергии их у

01:55:17

вас

01:55:19

начинают возникать различия между

01:55:22

вы начинаете чувствовать какую-то более

01:55:24

детальную структуру лежащую под этим Вот

01:55:28

в частности просто вот как пример такого

01:55:31

явления вот есть квантовая

01:55:32

электродинамика которую там создали

01:55:35

сороковые годы грубо говоря там

01:55:38

сороковые годы прошлого века она

01:55:40

описывает свойства электромагнитных

01:55:42

свойств там электронов протонов протонов

01:55:44

и так далее как они друг другу

01:55:45

взаимодействия и так далее значит и

01:55:48

прекрасно описывает эти свойства

01:55:49

начинаем увеличивать энергии и начинаем

01:55:51

замечать более детальную структуру

01:55:52

которая лежит в основе этой теории

01:55:55

оказывается что более детальные

01:55:58

структуры является так называемая

01:56:00

стандартная модель

01:56:02

стандартная модель уже включает в себя

01:56:05

электродинамику составляю составную

01:56:07

часть Но помимо этого включает в себя

01:56:10

также и слабое взаимодействие и сильное

01:56:13

взаимодействие слабое взаимодействие это

01:56:15

То которое ответствено например за бета

01:56:17

распад а сильные взаимодействие этот

01:56:19

ответственно за то что удерживает там ну

01:56:23

грубо говоря протоны внутри протоны

01:56:25

нейтроны внутри ядра

01:56:26

кварки внутри протонов и нейтронов вот

01:56:30

значит вот буквально так происходит при

01:56:34

низких энергиях мы можем описывать

01:56:36

свойства электронов и фотонов при помощи

01:56:38

квантовой электродинамики а свойства там

01:56:40

например протонов при помощи

01:56:42

каких-нибудь эффективных моделей

01:56:44

адронных так называемых Значит потом

01:56:46

идем на более высокие энергии видим что

01:56:48

эти все модели там объединяются в одну

01:56:51

которая описывает их свойства при низких

01:56:54

энергиях вот значит это

01:56:57

одно из его Это позволяет нам как это

01:57:00

сказать индуктивно двигаться нам не

01:57:03

нужно знать все свойства теории на всех

01:57:05

энергиях а мы нам достаточно посмотреть

01:57:08

под определенным углом на теории её

01:57:10

описать Вот это свойство универсальности

01:57:12

нам позволяет это делать

01:57:14

задача

01:57:16

физико-теоретика это посчитать

01:57:19

корреляции вычислить из первых принципов

01:57:22

корреляции квантовой теории поля

01:57:27

задача физика экспериментаторов

01:57:29

некотором смысле померить эти измерить

01:57:31

на эксперименте эти корреляции в

01:57:34

квантовой теории поля и сравнить с

01:57:35

вычисленными

01:57:36

Что такое корреляция корреляция это

01:57:39

грубо говоря вот у вас есть какое-то

01:57:41

поле Ну то есть у вас простейший пример

01:57:44

поля является уровень поверхности моря

01:57:46

то есть грубо говоря в Штиль Это

01:57:49

основное состояние нулевое состояние

01:57:51

поля А если его там торгнули она

01:57:53

начинала как-то там колебаться это уже

01:57:55

там какие-то волны побежали это поле

01:57:57

начал меняться во времени в пространстве

01:57:59

так вот корреляция называется следующая

01:58:01

вот я здесь торгнул а в другом месте

01:58:03

хочу посмотреть как оно откликнулась в

01:58:06

другом месте в другом положении в другой

01:58:08

момент времени и так далее Я хочу

01:58:10

посмотреть как оно откликнулась

01:58:11

простейшим примером корреляции является

01:58:14

Закон Кулона Как это не страшно не

01:58:17

странно звучит значит что такое закон

01:58:19

Кулона вы поместили в какую-то точку

01:58:21

заряд в как бы возмутили поле источником

01:58:25

А и он покоится вот в этом месте и вы

01:58:29

смотрите как это поле зависит от на

01:58:32

расстояния до заряда или в принципе Вы

01:58:34

можете смотреть и как оно зависит от

01:58:36

угла но заряд если он точечный ситуация

01:58:39

Ясное дело симметричная при реальном

01:58:43

поле зависит только от того На каком

01:58:44

расстоянии вы находитесь заряда но не

01:58:47

зависит от того опыт каким углом вы на

01:58:48

него смотрите вот это есть закон Кулона

01:58:50

он бывает как ну потенциал Кулона бывает

01:58:53

как единица на расстоянии а следующие из

01:58:56

этого

01:58:57

закона сила бывает как единицы на

01:59:00

квадрат расстояния это сила

01:59:02

Кулона или сила Ньютона в гравитации там

01:59:05

аналогичный Закон есть похожие на этот

01:59:08

называется закон Ньютона Вот это

01:59:11

простейшая корреляция значит более

01:59:14

корреляция это следующая например вы на

01:59:18

ускорителе запустили

01:59:20

два потока частиц друг навстречу другу

01:59:22

летящих

01:59:24

это не то что вы возмутили в точке вы

01:59:28

как бы

01:59:29

запустили волну идущую отсюда запустили

01:59:32

волну идущие отсюда эти две волны идут

01:59:34

навстречу друг другу как-то там

01:59:35

сталкиваются результат этого мы смотрим

01:59:37

в детекторе который окружает точку

01:59:40

столкновения в ускорители Значит мы

01:59:43

запускаем например два Протона два

01:59:46

потока протонов с разных сторон это в

01:59:49

большом адронном коллайдере как раз и

01:59:51

происходит А измеряем какие поля в

01:59:54

результате этого столкновения родились

01:59:55

это корреляция мы значит смотрим в

01:59:57

детекторе прошел трек такого-то

02:00:00

такого-то такой-то частицы квант от

02:00:03

такого-то поля трек такой это частицы

02:00:04

Кванта какого-то поля и так далее и мы

02:00:07

восстанавливаем из какой точки они вышли

02:00:09

и как бы

02:00:12

как они родились и так далее теоретик

02:00:15

это вычисляет экспериментатор это

02:00:19

измеряет а потом сравнивают друг с

02:00:21

другом У кого что получилось и смотрят

02:00:23

согласуются ли расчеты теории с

02:00:26

экспериментально измеренными величинами

02:00:29

свойства корреляций зависит от того

02:00:33

во-первых Какое поле а во-вторых от того

02:00:36

в какой размерности это поле например

02:00:40

Поле может быть двумерным но двумерным

02:00:43

пример В неком смысле пример двумерного

02:00:45

Поля это как раз поверхность моря

02:00:48

значит это пространство мерное еще есть

02:00:52

время третье измерение значит пример

02:00:55

трехмерного поля например

02:00:58

звуковые или упругие волны внутри

02:01:02

трехмерные кристаллической решетки

02:01:05

пространство трехмерной значит три плюс

02:01:07

один четырехмерные другой пример

02:01:09

трехмерного Поля это поле электронов

02:01:12

квантами

02:01:14

является то что мы называем электронами

02:01:16

и позитронами ну и так далее

02:01:20

Теперь значит

02:01:23

как зависит от размерности Вот например

02:01:25

если бы наш мир был бы не

02:01:27

три плюс один Мирный То есть три

02:01:30

пространственных плюс одно временное

02:01:32

например был бы 4 + 1 верным то есть

02:01:36

четыре пространственных плюс

02:01:37

одновременно то Закон Кулона устроен был

02:01:40

по-другому он был бы не единица на

02:01:43

расстоянии

02:01:44

квадрата расстояния

02:01:46

если бы 5 плюс 1 то единственно Куба

02:01:49

расстояния А если бы он был бы 2 + 1 то

02:01:53

это был логарифм расстояние то есть

02:01:55

смысле что он бы скорее не убивал а рос

02:01:59

с расстоянием медленно но рос

02:02:01

логарифмически я не знаю кто знает

02:02:03

логарифмическую функцию Можно посмотреть

02:02:05

Википедии что это такое в принципе и в

02:02:07

школе проходит значит из этого следует

02:02:11

важные последствия той теории поля про

02:02:14

которую мы говорим Я про рассказывал в

02:02:19

основном про так называемая статическое

02:02:21

не меняющаяся во время поля вот закон

02:02:24

Кулона это статический они у вас есть

02:02:26

источник он покоится он никак не

02:02:29

движется не ускоряется он создает

02:02:31

какое-то поле

02:02:32

называемое поле кулоном в зависимости от

02:02:34

того какой размерности мы живем значит

02:02:36

про какую размерность мы считаем

02:02:38

вычисляем значит свойства разные Теперь

02:02:43

если этот Электрон э

02:02:45

источник поля заставить двигаться то

02:02:48

корреляция будет выглядеть немножко

02:02:49

по-другому двигаться не обязательно с

02:02:51

постоянной скоростью можно с ускорением

02:02:53

заставить какой-то силой под

02:02:54

воздействием какой-то силы оно может

02:02:56

сложным образом двигаться и вот это так

02:03:00

называемая корреляционная функция это

02:03:01

значит функция двух точек вот здесь

02:03:03

что-то источник а здесь мы наблюдаем мы

02:03:06

можем менять

02:03:07

положение источника можем менять

02:03:09

положение

02:03:11

точки наблюдения это корреляция значит

02:03:15

Ну и например точку источника мы можем

02:03:17

заставить как-то двигать точку

02:03:20

наблюдения можем в разных точках

02:03:21

смотреть как как он откликается на это

02:03:23

движение значит

02:03:25

из этого возникает много важных свойств

02:03:28

Например я сказал что в двух измерениях

02:03:31

корреляционная функция себя ведет

02:03:34

странным образом если в трех

02:03:36

пространственных изменениях она падает с

02:03:38

расстоянием как

02:03:39

единственная в квадрате то в двух

02:03:42

измерениях она растёт Как логарифм р это

02:03:46

приводит к некоторым важным последствиям

02:03:48

Вот например Представьте себе что вы

02:03:51

имеете дело со струной со струной она

02:03:54

одномерная но и она как-то движется в

02:03:57

пространстве

02:03:58

занятая какую-то поверхность это

02:04:00

поверхность двумерная 1 + 1 мерная

02:04:04

значит корреляция на ней на этой

02:04:08

поверхности которая заметает струну

02:04:10

которая заметает струна

02:04:13

устроена аналогичным образом тоже в

02:04:16

некотором смысле не падает с расстоянием

02:04:18

от

02:04:20

как в двумерном пространстве

02:04:24

без времени

02:04:26

А тут у нас одно пространственно

02:04:28

одновременное я вам рассказывал про

02:04:30

корреляцию в двумерном пространстве где

02:04:32

оба направления пространственных Но одно

02:04:36

из другого как-то можно там связать

02:04:37

математические

02:04:39

важно следующее что это свойство

02:04:43

приводит следующим последствиям что

02:04:45

корреляция в двух измерениях а падает в

02:04:50

большем числе измерений например

02:04:52

Представьте себе что у вас есть точка У

02:04:54

вас есть струна то есть точечная частица

02:04:57

У вас есть струна и у вас есть мембрана

02:05:00

задаю такой вопрос я ткнул частицу что

02:05:04

произойдет это частица начнет двигаться

02:05:06

целиком Ну понятно Это очевидно

02:05:07

тавтологически что произойдет если я

02:05:10

ткну мембрану

02:05:12

произойдет следующее это мембране

02:05:15

поведут волны но целиком она двигается

02:05:18

не начнет если она достаточно большая То

02:05:21

есть просто все мы весь тот факт что я

02:05:24

ткнул и уйдет просто в ее колебание но

02:05:26

она целиком двигаться не начнет Если еще

02:05:28

раз подчеркивается она достаточно большая А что произойдет со струной

02:05:31

произойдет следующий я ткну ее по ней

02:05:34

побегут волны но еще она целиком начнет

02:05:37

двигаться к чему это приводит это

02:05:40

приводит к тому что например теория

02:05:41

струн теория струн может описывать

02:05:45

частицы в том смысле что вы можете

02:05:47

рассматривать что каждый из частиц

02:05:49

является струной

02:05:50

Если вы такую

02:05:53

у нее есть такие свойства как то что она

02:05:55

может прополировать бегать в отличие от

02:05:57

мембраны это очень грубое объяснение Но

02:06:00

это один из фактов лежащих в основе

02:06:02

теории струн важных почему Например мы

02:06:04

описываем частицы при помощи струн они

02:06:07

при помощи там многомерных

02:06:09

более высокой размерности объектов

02:06:12

теперь я расскажу про другое свойство

02:06:14

следующее из корреляции Казалось бы

02:06:17

совершенно не имеющие отношения к

02:06:21

предыдущим сюжетам Вот вы многие

02:06:24

наверное слышали про графен и много

02:06:26

наверное многие наверное слышали что

02:06:27

графен это двумерная кристаллическая

02:06:30

решетка это там пишут даже в газетах в

02:06:33

интернете и так далее

02:06:34

о свойства графена и свойства его

02:06:37

образования связанные с

02:06:41

корреляциями потому что происходит вот

02:06:44

Как образуется Кристалл Кристалл

02:06:47

образуется в результате Вы

02:06:48

кристаллизовывания у вас до того как он

02:06:50

образовался есть какая-то однородная

02:06:52

среда которая обладает следующими

02:06:55

свойствами если у вас какая-то абсолютно

02:06:57

однородная среда то ее свойства не

02:06:59

меняется при поворотах координатной

02:07:01

сетки при сдвигах координатной сетки

02:07:03

хреново образовался Кристалл он очевидно

02:07:06

не переходит в себя сам себя

02:07:08

произвольном повороте и при трансляции

02:07:12

значит у кристалла меньше симметрий чем

02:07:15

у однородной среды образование кристалла

02:07:19

приводит к нарушению какой-то симметрии

02:07:21

в результате нарушений этой симметрии

02:07:24

законы квантовой теории поля говорят

02:07:26

должны появляться какие-то так

02:07:28

называемые галстуновские моды

02:07:30

галстунские бозоны которые

02:07:36

какие-то

02:07:38

динамические поля так вот

02:07:42

значит свойства корреляции вот этих вот

02:07:46

гастонцев галстунских бозонов что они не

02:07:48

падают с расстоянием приводит к тому что

02:07:50

вы не можете

02:07:52

образовать

02:07:54

Кристалл

02:07:57

двумерный произвольно большого размера

02:08:00

трехмерный кристаллы Вы можете

02:08:01

образовать произвольно большого размера

02:08:04

потому что там корреляционные функции

02:08:06

устроены так что они падают с

02:08:08

расстоянием А так как двумерный

02:08:10

коллекционные функции связанные

02:08:12

обладают что они не падают с расстоянием

02:08:15

вы Кристалл достаточно большого размера

02:08:18

двумерный образовать не можете

02:08:21

и это приводит к тому технологическим

02:08:25

последствиям в том смысле что например

02:08:28

вы хотите использовать там графен для

02:08:31

создания там я не знаю Ну я так

02:08:33

фантазирую Ну например экрана телевизора

02:08:36

достаточно большого размера то есть в

02:08:38

идеале вы хотите создать такую

02:08:39

кристаллическую решетку огромного

02:08:41

размера там размером для графена Это

02:08:44

огромный размер размером Там с телевизор

02:08:45

да такой поверхность Вот вы не можете

02:08:49

этого сделать вы можете ее только

02:08:50

создать из маленьких таких крупинок

02:08:52

каждый из которых там э-э очень

02:08:54

маленького размера размер там

02:08:56

определяется свойствами корреляционных

02:08:58

функций и свойствами там тех частиц

02:09:00

которые в графе ходят А

02:09:03

реально вот вы весь экран создадите из

02:09:06

маленьких таких кусочков Причём я это

02:09:08

сейчас говорю не являюсь специалистом в

02:09:10

области графена или физики твёрдого тела

02:09:12

и так далее Просто зная свойства

02:09:15

корреляционных функций я могу понять и

02:09:18

предположить Какие

02:09:21

такие сложности могут возникнуть у

02:09:24

инженеров при попытке создания

02:09:28

материалов

02:09:30

технологических материалов из графена

02:09:33

Обычно

02:09:35

когда мы

02:09:37

описываем какое-то

02:09:39

явление в природе мы его хотим описать

02:09:44

его математически мы его идеализируем

02:09:46

это явление сейчас просто поясню на

02:09:49

примере Ну например вот вам нужно

02:09:51

определить площадь поверхности земли

02:09:53

какой-то например участка земли на этом

02:09:58

участке земли есть какие-то холмы есть

02:10:00

еще чего-то есть впадины есть овраги и

02:10:03

так далее с одной стороны если этот

02:10:05

участок квадратный Казалось бы какой

02:10:07

вопрос взял

02:10:10

эту удаленную на эту длину то есть он

02:10:13

прямоугольный эту длину на эту длину то

02:10:15

получил площадь просто но с другой

02:10:17

стороны вам скажут А там есть гора на

02:10:19

нём на этом участке соответственно

02:10:21

площадь больше или Я враг больше

02:10:24

оказывается как же тогда ну там разным

02:10:28

способом можно решать вопрос Какая Какая

02:10:30

задача Перед вами стоит в принципе если

02:10:33

вы например нач измерять даже чтобы

02:10:36

измерить периметр этого участка вы

02:10:39

начнете огибать каждую песчинку то у вас

02:10:42

длина расстояния будет другое Не просто

02:10:45

тупо вы возьмете просто вот в какой-то

02:10:47

момент например был вопрос про то какой

02:10:49

периметр

02:10:50

границы Великобритании если просто взять

02:10:53

поставить какие-то там точки на границе

02:10:55

Великобритании соединить их прямыми

02:10:57

линиями то периметр получался один если

02:11:00

этих точек поставить больше и соединить

02:11:02

прямыми элементами прямыми линию это

02:11:05

периметр растёт если добавить реперных

02:11:08

точек

02:11:09

увеличивать число звеньев то периметр

02:11:11

продолжает расти в принципе определяя

02:11:14

границу Великобритании Вы могли бы

02:11:15

двигаться вдоль каждой песчинки которая

02:11:17

на границе идёт и периметр бы рост бы не

02:11:20

ограничено Но это в общем такой явление

02:11:22

Как фрактал в общем вопрос для каких

02:11:25

целей вам это нужно например чтобы вам

02:11:27

посчитать количество урожая которое вы

02:11:28

на данном участке можете собрать вам

02:11:30

достаточно точности вот буквально просто

02:11:32

поставить там точки

02:11:35

соединить их прямыми и посчитать как это

02:11:41

сказать

02:11:42

помножить эту длину на эту длину то есть

02:11:46

вопрос определяется постановкой задачи с

02:11:49

какой точностью Вы должны определять то

02:11:50

или другое То есть в реальном мире мы не

02:11:54

имеем дело с идеальными точками с

02:11:58

идеальными линиями Что такое линия это

02:12:00

вот некоторые Объект который не имеет

02:12:02

толщины но имеет только длину Что такое

02:12:05

точка Это Объект который не имеет ничего

02:12:07

кроме своего положения плоскость это

02:12:10

двумерная поверхность такая не

02:12:13

обязательно плоская например двумерная

02:12:15

поверхность не имеющая толщины вот мы

02:12:18

всегда пользуемся в решении

02:12:21

математическим образом решение

02:12:23

физических задач такими идеализациями

02:12:26

из-за этого возникает разного сорта

02:12:28

проблемы например

02:12:31

в квантовой теории поля то есть мы имеем

02:12:34

дело с полями которые могут иметь Сколь

02:12:38

угодно высокую частоту то есть грубо

02:12:41

говоря у вас поле можно мять Сколь

02:12:42

угодно со Сколь угодно высокой точностью

02:12:46

это безусловно идеализация например вот

02:12:49

физики твердого тела

02:12:52

[музыка]

02:12:53

соответствующее поле например поле

02:12:56

звуковых волн фононов в этом в кристалле

02:13:00

нельзя не может иметь чистоты

02:13:03

больше некоторой потому что иначе тогда

02:13:06

длина волны фанона оказывается меньше

02:13:09

чем межатомное расстояние в кристалле

02:13:12

мы как бы Когда пишем теорию поля для

02:13:15

фанонов внутри кристалла мы пренебрегаем

02:13:19

этой мелкой кристаллической структурой

02:13:21

то есть мы считаем Кристалл таким

02:13:23

однородным телом как бы обсуждает

02:13:25

достаточно длинные волны вот как только

02:13:28

мы начинаем подходить к высоким частотам

02:13:30

мы должны учитывать уже кристаллическую

02:13:32

структуру А там уже такую простую

02:13:35

поля для описания фанонов не напишешь

02:13:37

Вот

02:13:39

к сожалению таких упрощений в

02:13:43

фундаментальной физике мы не можем

02:13:44

делать фундаментальная физика строится

02:13:47

по-другому она строится не так как

02:13:50

элементарных частиц физика высоких

02:13:53

энергий строится она не строится так как

02:13:55

физика твёрдого тела других принципах

02:13:57

там

02:13:59

ведущую роль но так уж повелось такие

02:14:01

правила игры по крайней мере на данный

02:14:03

момент их никто не Обменял чтобы их

02:14:05

отменить должны достаточно веские

02:14:07

причины быть на данный момент мы знаем

02:14:10

какие поля должны участвовать Какие

02:14:13

симметрии задачи есть после чего у нас

02:14:17

достаточно жестко зафиксировано

02:14:20

теория поля которая описывает тот или

02:14:23

иной Круг явлений Однако возникает

02:14:25

проблема что это поле Вы можете гнуть

02:14:28

Сколь угодно интенсивно То есть со Сколь

02:14:30

угодно потому что частота это как бы как

02:14:32

сказать простейший пример Поля это вот

02:14:35

там поверхность поверхность моря

02:14:37

поверхность моря

02:14:39

представьте себе значит что такое

02:14:42

частота частота даёт вам грубо говоря

02:14:45

длину волны у моря волны

02:14:48

простейшее там Волна на поверхности моря

02:14:52

такая волна поля

02:14:53

Технология По крайней мере можно иметь в

02:14:56

голове Теперь если я наращиваю чистоту у

02:14:58

меня длина волны уменьшается уменьшается

02:15:01

все меньше и меньше частота связана с

02:15:03

длиной волны и если у меня оказывается

02:15:05

очень высокая частота то длина волны

02:15:08

окажется очень маленькой у моря

02:15:12

море вода в море состоит из молекул

02:15:15

поэтому там частота не может быть выше

02:15:17

чем определенная там расстояние между

02:15:19

молекулами А в квантовой теории поля

02:15:22

мы не можем себе позволить такую

02:15:25

идеализацию что где-то там подлежит

02:15:27

какая-то тонкая структура что наше поле

02:15:29

состоит из каких-то там атомов и так

02:15:31

далее мы вынуждены ее строить на

02:15:34

принципах симметрии и

02:15:38

динамики каких-то там полей после чего

02:15:42

у нас может быть любая чистота если мы

02:15:45

например Сказали бы что можно позволить

02:15:48

себе чистоту меньше

02:15:53

если что-то там обрезает квантовую

02:15:55

теорию поле на какой на какой-то частоте

02:15:57

какая-то другая теория поля то у нас там

02:16:00

появляется произвол который не хотелось

02:16:03

бы позволять Ну ладно это в общем

02:16:05

отдельный разговор теперь наличие

02:16:07

бесконечных частот

02:16:09

бесконечно Сколь угодно высоких частот

02:16:11

приводят к различного сорта проблемам в

02:16:14

квантовой теории поля с которыми

02:16:17

современная наука пытается бороться

02:16:19

значит например вы пытаетесь посчитать

02:16:24

какой-нибудь сечение рассеяния там

02:16:27

какие-нибудь частицы ускорители С какой

02:16:30

там вероятностью у вас идут два потока

02:16:33

частиц сталкиваются А вы считаете С

02:16:36

какой вероятностью вылетит тот или иной

02:16:38

сорт частиц в том или ином направлении

02:16:39

это вот определяется сечением России

02:16:42

Теперь если вы его начинаете считать

02:16:44

из-за наличия этих бесконечных частот у

02:16:46

вас возникают

02:16:47

бесконечности То есть у вас вот это вот

02:16:49

сечение оказывается бесконечным оно

02:16:51

должно быть меньше ну как бы речь идет о

02:16:54

вероятностях они ограничены должны быть

02:16:56

а тут у вас появляются какие-то

02:16:58

какого-то сорта бесконечности Вот И

02:17:01

исходно когда эта проблема возникла там

02:17:03

я уж не помню там в сороковых то ли в

02:17:05

50-х годах сороковых по моему то значит

02:17:09

с ней придумали оказалось что с ними

02:17:12

можно Бороться и объяснение и главное

02:17:14

что это приводит к очень красивому

02:17:16

физическому явлению что в том смысле что

02:17:18

э Просто если вы учтёте это красивая

02:17:22

физическое явление то у вас э

02:17:25

расходимости пропадает по крайней мере

02:17:28

Если у вас нету гравитации э в игре

02:17:30

Значит

02:17:32

как они пропадают оказывается что

02:17:36

основное состояние то есть состояние с

02:17:39

наименьшей энергией в квантовой теории

02:17:41

поля это не есть пустота это есть такие

02:17:45

вот нулевые колебания так называемые и

02:17:47

любая частица

02:17:49

реальная которая помещена на Ну то есть

02:17:52

вы к это ему основному состоянию

02:17:55

добавили реальную частицу которая как-то

02:17:57

летит она окружена этим супом из нулевых

02:18:00

колебаний в ее присутствии этот суп

02:18:03

нулевых колебаний поляризуется как-то Ну

02:18:05

там например если вы поместили Электрон

02:18:07

А в нулевых колебаниях присутствует

02:18:09

электроны и позитроны рождаются

02:18:11

схлопаются рождаются схлопываются вот

02:18:13

значит соответственно Когда вы поместили

02:18:16

Электрон к нему позитроны притягиваются

02:18:19

электроны отталкиваются из этого супа и

02:18:21

у него как-то меняется Это его как-то

02:18:24

экранирует этот заряд он меняется в

02:18:27

зависимости от того насколько близко вы

02:18:30

к этому заряду подошли у него его

02:18:34

величина может поменяться

02:18:36

только это явление начинает так как этот

02:18:39

суп он состоит из виртуальных частиц

02:18:41

которые как бы

02:18:44

нулевые колебания то

02:18:47

в плазме и тренировка была бы полной я к

02:18:51

чему хочу сказать что если бы у вас был

02:18:52

бы газ из реальных частиц то

02:18:55

помещенные в этот в этот газ из реальных

02:18:59

заряженных частиц в плазму любой заряд

02:19:03

был бы за экранирован полностью То есть

02:19:05

отойдёте у нас очень большое расстояние

02:19:07

заряда вообще уже не видно это

02:19:09

называется дебаевская икрамирование

02:19:10

физики плазмы в квантовой теории поля

02:19:13

полные экранировки не происходят из-за

02:19:15

того что газ из виртуальных частиц то

02:19:18

есть э заряд электрона он экранируется

02:19:20

не до нуля до своего того значения с

02:19:22

которым мы имеем дело в повседневной

02:19:24

жизни а вот когда вы к нему достаточно

02:19:26

близко подходите На расстоянии меньше

02:19:28

определённого то он начинает меняться

02:19:32

явление связано с так называемой

02:19:35

перенорамировками так называемые группой

02:19:38

и оказывается что если вы учтёте это

02:19:41

явление что начиная с каких-то

02:19:43

расстояний за падает частиц участвующих

02:19:46

в различных процессах меняются то у вас

02:19:50

эти расходимости про которые я сказал

02:19:52

пропадут

02:19:55

я расскажу про то что такое

02:19:56

суперсимметрия суперсимметрия это не

02:19:59

обнаруженная пока явление

02:20:01

экспериментально но на нее возлагались

02:20:04

во-первых Большие Надежды в момент когда

02:20:08

она зародилась во-вторых

02:20:11

она является на данный момент

02:20:14

важной частью математической физики и

02:20:17

математики то есть Несмотря на то что и

02:20:20

экспериментально не обнаружили она на

02:20:23

данный момент никто не сказал что в

02:20:24

дальнейшем не обнаружит она является

02:20:27

важной частью современной науки для того

02:20:30

чтобы

02:20:31

рассказать что такое симметричные

02:20:35

координаты или сначала вообще что такое

02:20:37

координаты Ну вот в пространстве можно

02:20:40

задать координатную сетку простейшим

02:20:42

случаем когда пространство двумерное

02:20:44

можно задать координатную сетку в двух

02:20:46

измерениях например эти карты координаты

02:20:48

ось направлены так направленная Так

02:20:52

значит в каждом

02:20:55

были точки этой координатной сетки можно

02:20:56

задать поле это значение какой-то

02:20:59

функции в данной точке с данными

02:21:01

координатами примером поля является

02:21:03

например поверхность моря в Штиль это

02:21:06

поверхность плоская абсолютная в

02:21:08

идеальный Штиль Вот и можно считать что

02:21:10

поле равно нулю вот а когда штили

02:21:14

отсутствует начинается какие-то волны

02:21:15

где-то подымается уровень моря где-то

02:21:17

опускается это вот уже не нулевое

02:21:20

значение поля то есть мы можем в каждой

02:21:22

точке поверхности задать что поле

02:21:24

отклонилась туда там наверх или туда-то

02:21:27

вниз и так далее значит функция есть

02:21:30

важное свойство связанное с тем что вы

02:21:33

можете как бы зная значение функции в

02:21:36

одной точке найти значение функции

02:21:39

вблизи лежащей точке используя так

02:21:41

называемое разложение в ряд Тейлора Что

02:21:43

это такое Я сейчас попробую объяснить на

02:21:45

пальцах грубо говоря Если вы знаете

02:21:46

значение функции значение поля в этой

02:21:49

точке Вы можете найти значение поля в

02:21:52

близлежащие точки следующим образом в

02:21:54

простейшем случае простейшим приближении

02:21:56

в лидирующем приближении значит вы как

02:22:00

бы

02:22:01

добавляете к значению функции в этой

02:22:03

точке ее скорость изменения в этом

02:22:05

направлении и умножайте на длину этого

02:22:07

отрезочка и вы находите значение функции

02:22:09

приблизительно значение поля в этой

02:22:11

точке значит

02:22:13

если вы хотите улучшить

02:22:17

улучшить приближение то можно добавить

02:22:21

нелинейную функцию а квадратичную или

02:22:25

кубическую и так далее это вот будет

02:22:27

такой вот разложение по приближению это

02:22:30

называется ряд Тейлора вот важно

02:22:33

следующее что в этом разложении

02:22:35

используются свойства координат то есть

02:22:37

вот вы как бы используете что у вас есть

02:22:40

координаты

02:22:42

координаты X там координаты Y и что эти

02:22:46

координаты обладают следующим свойством

02:22:48

что вы можете переставлять

02:22:49

два значения X друг с другом значение X

02:22:53

со значением Y э-э два значения Y можно

02:22:56

переставлять А теперь Представьте что у

02:22:58

вас координаты обладают новым свойством

02:23:01

Они обладают тем свойством что вы их

02:23:03

можете э при перестановках э-э Они то

02:23:07

есть у Вас как бы грубо говоря X

02:23:09

умножить на

02:23:11

y - y x

02:23:13

= 0 Это значит что вы их можете

02:23:15

переставлять а представьте себе что у

02:23:17

вас такие координаты тета-1 - это два

02:23:20

что это один умножить на два плюс это 2

02:23:24

x 1

02:23:25

= 0 это координаты Анти перестановочные

02:23:28

так скажем вот значит если это свойство

02:23:33

верно то тогда удивительным образом Т1 X

02:23:36

Это один и равняется не

02:23:42

равняется нулю Как легко проверить

02:23:44

потому что это 1.1 = -1 X это один

02:23:49

единственный что кто обладает таким

02:23:51

свойством это ноль вот такие вот

02:23:54

координаты симметричные или березинские

02:23:56

они называются Представьте себе что у

02:23:58

вас теперь поле зависит от обычных

02:23:59

координат И вот от таких вот так

02:24:02

называемых не коммутирующих или

02:24:04

антикоммутирующих координат такое

02:24:06

название не важно что оно значит я его

02:24:08

сейчас объяснил что

02:24:10

подразумевается простыми словами под

02:24:13

этим Значит соответственно

02:24:15

теперь разложение вашего поля по обычным

02:24:20

координатам будет устроена тот так как я

02:24:23

объяснил в ряд Тейлора разложения по

02:24:25

этим координатам будет обрываться по

02:24:27

новым координатам будет обрываться и

02:24:29

значит у вас У Поля будут возникать так

02:24:32

называемые партнеры То есть у вас есть

02:24:35

поле которое зависит от старых координат

02:24:38

только а будут поля возникающие в

02:24:41

разложении по этим координатам тета

02:24:42

которые тоже от старых

02:24:46

от старых координат зависит Но обладают

02:24:48

несколько иными свойствами значит Сейчас

02:24:52

я расскажу про несколько Казалось бы не

02:24:54

связанное потому что я до сих пор

02:24:55

рассказывал но потом объясню Связь

02:24:57

значит

02:24:59

Представьте себе что у вас есть точка

02:25:04

Если вы делаете поворот координат это

02:25:07

точка никак не поворот координатной

02:25:10

сетки то эта точка никак не

02:25:11

преобразуется она не меняется и в том

02:25:14

смысле что это точка У нее структура

02:25:16

никакой нет ну в качестве альтернативы

02:25:18

Представьте себе что у вас есть отрезок

02:25:20

если есть отрезок то при повороте

02:25:22

координат этот отрезок поворачивается и

02:25:25

у него как бы его проекции на оси

02:25:28

координат меняются так вот А если

02:25:31

например есть два отрезка то

02:25:34

это еще более сложная структура она

02:25:37

сложнее меняется если три отрезка ещё

02:25:38

сложнее и так далее это всё не случайные

02:25:41

слова у вас вот эти вот свойства

02:25:44

преобразования различных объектов

02:25:46

например полей относительно координатных

02:25:49

преобразований то есть взамен поворотов

02:25:51

координатной сетки можно

02:25:52

классифицировать буквально вот таким вот

02:25:54

образом есть поля которые не

02:25:56

преобразуются по координатах

02:25:58

преобразования есть такие поля которые

02:25:59

преобразуются так как отрезок примером

02:26:02

такого поля является например поле

02:26:04

фотонов

02:26:05

примером поля которые не преобразуется

02:26:08

Вообще ординатах преобразованиях

02:26:10

является поле Хиггса примером поля

02:26:13

которые преобразуется как два отрезочка

02:26:15

являются поля гравитана вот в принципе

02:26:17

можно построить и другие поля которые

02:26:20

преобразуются более сложным образом это

02:26:22

называется танзара так называемые или

02:26:24

простейшим случаем тензора является

02:26:26

Вектор Вот оказывается что если вы

02:26:29

начнете разлагать по этим вот

02:26:33

березиновским координатам тета один два

02:26:35

и так далее вашу функцию вашу функцию то

02:26:41

в этом разложении будут возникать Наряду

02:26:43

с полями которые никак не преобразуются

02:26:46

при координатах будет возникать поля

02:26:49

которые преобразуются при координатных

02:26:50

преобразованиях как отрезке могут

02:26:52

образовываться и как преобразовываться

02:26:54

как и два отрезка одновременно

02:26:56

присутствующие Ну как это я не знаю

02:26:59

из двух линеек составленная вещь три и

02:27:02

так далее Ну в принципе могут значит

02:27:05

оказывается Наряду с этим могут

02:27:06

появляться еще и Новые поля которые

02:27:09

обладают еще и новым свойством потому

02:27:12

что смотрите что Представьте себе что вы

02:27:14

делаете полный поворот координатной

02:27:16

сетки припорным полном повороте

02:27:17

координатной сетки Вектор у вас

02:27:20

возвращается как бы в собственное

02:27:21

положение То есть как он был как он

02:27:24

выглядел в начале при начальном

02:27:25

положении корней сетки при полном

02:27:27

повороте вокруг своей оси он вернётся то

02:27:29

же самое положение Представьте себе что

02:27:32

у вас есть такое поле которое

02:27:34

при полном повороте координатной сетки

02:27:38

изменяет знак

02:27:41

Ну я не знаю какого-нибудь простейшего

02:27:44

примера который можно на этом месте

02:27:46

привести такой чтобы понятный был

02:27:48

доступный Но таким свойствам обладает

02:27:49

например поле электронов и это свойство

02:27:52

называется фермионами фермионы обладают

02:27:55

таким свойством полямионов обладает

02:27:57

таким свойством простейшим таким

02:27:59

объектом является поле электронов так

02:28:04

вот в этом разложении по этим не

02:28:07

коммутирующим

02:28:08

березиновским координатам присутствует

02:28:11

поля которые

02:28:13

являются не преобразуются могут

02:28:16

присутствовать поля которые не

02:28:18

преобразуются при координатах

02:28:19

преобразованиях могут присутствовать

02:28:21

поля которые преобразуются с таким

02:28:22

странным образом как только что я

02:28:23

объяснил и менее странным как отрезочки

02:28:26

или там несколько отрезочков и так далее

02:28:28

к чему всё это приводит значит если у

02:28:32

Вас нету никаких вот этих вот не

02:28:33

коммутирующих березниковских координат А

02:28:36

есть только обычные координаты у вас в

02:28:38

принципе есть симметрии

02:28:40

это отвечающие тому что естественно

02:28:42

ожидать что любая фундаментальная теория

02:28:45

поля должна быть инвариантной то есть не

02:28:47

меняться не менять свои свойства от того

02:28:50

как вы нарисовали координатную сетку Но

02:28:52

вот Представьте себе что у вас есть

02:28:53

плоскость на этой плоскости что-то там

02:28:55

происходит там например бегут какие-то

02:28:57

волны и так далее Ясное дело что

02:28:58

свойства этих волн не должны зависеть от

02:29:01

того как вы нарисовали координатную

02:29:02

сетку на этой плоскости и это называется

02:29:04

симметрия относительно замены координат

02:29:07

обычная симметрии А теперь у вас

02:29:10

появились новые координаты не

02:29:12

коммутирующие это приводит к тому что у

02:29:15

вас число симметрии возрастает симметрия

02:29:17

становится более серьёзной и это

02:29:19

называется суперсимметрия ну это

02:29:21

название в том смысле что она шире чем

02:29:23

вот относительно замены координатной

02:29:26

сетки в обычном пространстве тут Теперь

02:29:28

уже в некотором смысле замена

02:29:30

координатной сетки в этом

02:29:32

супер-пространстве и удивительным

02:29:34

образом что преобразованиях вот этих вот

02:29:36

координат суперпространстве у вас

02:29:38

начинают перемешиваться между собой э-э

02:29:41

поля

02:29:43

которые никак не преобразуется при

02:29:45

координатах преобразованиях это

02:29:47

скалярные поля которые преобразуются вот

02:29:50

этим странным образом умножением на знак

02:29:51

минус при полном повороте и те которые

02:29:54

преобразуются как отрезочки вот это

02:29:58

называется суперсимметрия

02:29:59

значит Она приводит к важным

02:30:04

последствиям связанным Ну то есть она

02:30:06

определяет свойства той теории поля в

02:30:09

которой это симметрия присутствует Итак

02:30:11

К чему все это приводит Давайте отступим

02:30:16

в сторону и посмотрим вообще для чего

02:30:18

важны симметрии

02:30:20

Ну простейшие свойства симметрии видны

02:30:23

на многоугольниках представьте себе у

02:30:25

вас такой правильный многоугольник Ясное

02:30:27

дело что вы все его свойства можете Если

02:30:29

вы знаете что это правильно

02:30:30

многоугольник то есть фигура обладающая

02:30:32

определенными свойствами например

02:30:34

шестиугольник

02:30:36

переходит сам себя при повороте на 1/6

02:30:40

от полного поворота Да

02:30:43

семиугольник

02:30:45

переходит сам себя при повороте на одну

02:30:47

седьмую полного Круга Там восьмиугольную

02:30:49

и так далее понятно да соответственно

02:30:51

если у Вам известно вот Дан отрезок и

02:30:55

Вам известно что это кусок какой-то

02:30:58

фигуры обладающий например свойствами

02:31:00

что она переходит в себя при повороте на

02:31:02

на 1/6 полного Круга то вы сразу

02:31:06

угадываете что эти шестиугольник вы её

02:31:08

сразу мгновенно можете восстановить

02:31:11

если у вас симметрия больше Например

02:31:15

если фигура переходит себя при повороте

02:31:18

на одну сотую полного Круга это в

02:31:20

некотором смысле большая симметрия

02:31:22

в идеале вообще например вот окружность

02:31:24

она переходит в себя при повороте на

02:31:26

любой сколько угодно Малый угол она это

02:31:29

высоко симметричная фигура при поворотах

02:31:31

самая симметричная фигура симметричнее

02:31:33

чем любой многоугольник вот значит мысль

02:31:37

которую я пытаюсь сейчас сказать что чем

02:31:38

больше у вас симметрий тем пом по

02:31:40

большому количеству информации Вы можете

02:31:42

восстановить свойства в данном случае

02:31:44

фигуры

02:31:45

Ну нетрудно догадаться что таким же

02:31:48

свойством обладает и теория какая-нибудь

02:31:51

вот если вы знаете что у вас есть

02:31:53

какие-то там поля присутствующие в этой

02:31:55

теории например фотоны электроны еще

02:31:58

чего-то там и так далее и тому подобное

02:32:01

Но если вы знаете что она обладает

02:32:03

какими-то симметриями эта теория то вы

02:32:08

значит мгновенно больше чем больше

02:32:11

симметрия тем больше количество свойств

02:32:13

этой теории Вы можете восстановить

02:32:15

просто Пользуясь свойствами симметрии

02:32:17

просто Пользуясь свойствами симметрии

02:32:19

чем больше симметрии тем легче

02:32:21

восстановить Чем меньше симметрии тем

02:32:24

тяжелее так вот суперсимметрия это очень высокая

02:32:28

степень симметрии Ну не случайно она

02:32:30

называется суперсимметрия некотором

02:32:32

смысле вот и позволяет восстановить

02:32:35

свойства теории по очень малому

02:32:37

количеству данных в этом смысле то есть

02:32:40

видите для того что сформулировать эту

02:32:42

теорию Мне потребовалось больше более

02:32:44

сложные математические аппарат Но после

02:32:47

того как я изучив эту сложную математику

02:32:49

сформулировал более Казалось бы сложную

02:32:52

теорию из-за высокой степени

02:32:54

симметричности я больше свойств её могу

02:32:56

восстановить

02:32:57

То есть как бы диалектические сложнее

02:33:01

формулируется проще выглядит проще более

02:33:05

простыми свойствами обладает вот важным

02:33:08

проявлением свойств свой суперсимметрии

02:33:11

является что вы очень много свойств

02:33:13

можете восстановить Ну например там вот

02:33:15

если рассмотреть квантовые

02:33:16

электродинамику то теория с не очень

02:33:19

большим Ну по сравнению с суперменами не

02:33:21

очень большим количеством симметрии и

02:33:23

поэтому её свойства в меньшей степени

02:33:26

известны А если ее суперсимметризовать

02:33:29

то большее количество свойств может

02:33:31

восстановить Ну что под свойствами

02:33:32

теории Я поджимаю например какие-нибудь

02:33:36

амплитуды рассеяния или сечение

02:33:38

рассеяния там вот побежала частица

02:33:39

рассеялась что-то там родилась и так

02:33:42

далее вот могу посчитать эти величины и

02:33:44

суперсимметричных теориях эти большее

02:33:47

количество таких величин я могу

02:33:49

посчитать из первых принципов а иногда

02:33:51

просто точно восстановить просто

02:33:53

пользуюсь свойствами симметрии

02:33:56

те кто как-то следит за тем что

02:33:58

происходит физики элементарных частиц

02:34:00

часто спрашивают Ну что открыли вы

02:34:04

суперсимметрию

02:34:05

Ну и те кто работает в этой области

02:34:07

Обычно говорят нет пока не открыли но

02:34:11

надеемся что откроем Недавно я

02:34:13

разговаривал со своим коллегой и так в

02:34:16

шутку сказал ну где же суперсимметрия и

02:34:20

он мне ответил на планковской шкале Ну

02:34:24

чтобы было понятно надо сказать что мы

02:34:26

сейчас

02:34:28

работаем экспериментально работаем в

02:34:30

области большого адронного коллайдера

02:34:33

это так называемый тевной энергии а

02:34:36

планковская Шкала это 10-19 гэф или там

02:34:39

10-16 тел То есть это шкала до которой

02:34:42

конечно никакой адронный коллайдер не

02:34:44

дотянется эта шкала так называемые

02:34:46

квантовой гравитации То есть если там

02:34:48

что-то происходит на этой шкале

02:34:50

непосредственно эксперименту подвержены

02:34:52

это быть не может когда говорят о

02:34:54

суперсимметрии имеют ввиду с одной

02:34:57

стороны

02:34:58

математическую теорию которая развита

02:35:00

сейчас очень хорошо и далеко другой

02:35:03

страны мы говорим о физических при для

02:35:06

них этой теории которые двояки с одной

02:35:08

стороны мы пытаемся использовать

02:35:10

суперсимметрию для построения единой

02:35:13

теории всех взаимодействий включая

02:35:15

Гравитацию Если речь идет о гравитации

02:35:17

значит речь идет о шкале о квантовой

02:35:19

гравитации то есть планковской шкале это

02:35:22

очень далекая шкала а с другой стороны

02:35:24

мы говорим о так называемой

02:35:25

низкоэнергетической суперсимметрии или

02:35:27

суперсимметрии на темный скале где

02:35:30

работает большой адронный коллайдер

02:35:32

Не исключено что это просто одна теория

02:35:35

которая имеет свои проявления на разных

02:35:37

шкалах но экспериментально мы можем

02:35:39

проверить только то что доступно

02:35:41

ускоритель

02:35:43

и

02:35:44

прямым следствием такой теории является

02:35:47

существование новых элементарных частиц

02:35:50

которые должны на этой шкале проявляться

02:35:52

Это означает что они должны иметь массы

02:35:55

Примерно вот в этом диапазоне и

02:35:57

соответственно они тогда могут родиться

02:35:59

в столкновении к протонов на энергии

02:36:02

порядка нескольких тэв вот поиски таких

02:36:05

частиц сейчас и ведутся но к сожалению

02:36:09

мы не можем предсказать массы этих

02:36:11

частиц то есть непонятно В каком

02:36:13

точности интервале нужно искать частиц

02:36:16

мы их пытаемся найти по косвенным

02:36:19

признакам потому что они долго не живут

02:36:21

они потом распадаются распадаются на

02:36:24

обычные частицы и

02:36:26

также возникает

02:36:30

недостающая энергия так называемая Это

02:36:32

означает что рождаются Частицы которые

02:36:34

не имеют электрического заряда детектор

02:36:37

их не улавливает этой частицы улетают

02:36:39

уносят с собой часть энергии импульса и

02:36:42

вот по этой недостающей энергии

02:36:44

недостающему импульсом мы их пытаемся

02:36:45

найти Спрашивается почему же

02:36:48

теоретические схемы такие математические

02:36:50

строгие и весьма развитые не позволяют

02:36:54

нам предсказать

02:36:55

массы этих частиц тем чтобы мы могли

02:36:58

искать их достоверным образом

02:37:01

Вот оказывается что строгая

02:37:03

математическая теория Как ни странно

02:37:05

предсказывает что все частицы должны

02:37:08

иметь нулевые массы это вообще обычная

02:37:11

ситуация даже в стандартной модели

02:37:13

физики элементарных частиц если бы

02:37:15

симметрия была точной

02:37:17

математические не нарушенной тогда бы

02:37:19

все частицы имели нулевую массу все

02:37:21

известные нам частицы были бы

02:37:23

безмассовыми но это не так И это

02:37:26

происходит благодаря тому что симметрии

02:37:28

нарушается это как раз то самое

02:37:30

спонтанное нарушение симметрии связано с

02:37:32

хиксовским бозоном о которых обычно

02:37:34

говорят то же самое происходит и

02:37:37

суперсимметричными частицами если они

02:37:39

есть природе Если бы суперсимметрия была

02:37:41

точной у них были бы нулевые массы Или в

02:37:45

крайнем случае массы бы равные массам

02:37:47

обычных частиц что не так стало быть

02:37:50

суперсимметрией Вот это новое асимметрия

02:37:52

природы если опять же повторяю она имеет

02:37:54

отношение к физике частиц Стал быть она

02:37:57

нарушена и вот тут начинается самое

02:37:59

главное загвоздка для теоре потому что

02:38:02

теоретики как выяснилось не умеют

02:38:04

правильно описывать нарушения

02:38:05

суперсимметрии различные модели

02:38:08

суперсимметричного мира как раз

02:38:09

отличается тем как происходит нарушение

02:38:12

суперсимметрии

02:38:14

и оказалось что таких способов

02:38:16

существует довольно много

02:38:18

все они довольно интересные но основная

02:38:22

идея которая лежит

02:38:24

под этими попытками нарушить

02:38:26

суперсимметрию она повторяет то что мы

02:38:30

уже проходили в стандартные модели с

02:38:33

фиксовским бозоном то есть

02:38:34

предполагается что происходит спонтанное

02:38:36

нарушение симметрии такое же как и

02:38:39

случае

02:38:42

стандартные модели когда все частицы

02:38:44

приобретают массу в результате

02:38:46

взаимодействия с полем хикскую бозона

02:38:48

оказалось что если в суперсимметрии

02:38:50

разыграть то же самое сценарий тоже

02:38:52

предположить что какие-то поля имеют

02:38:54

вакуумные средние И тем самым нарушается

02:38:57

симметрия и это симметрии приводит к

02:39:00

нарушению

02:39:02

равенства масс различных частиц

02:39:04

возникает Спектр масс то впрямую это

02:39:07

модель не работает Не работает Довольно

02:39:10

простой причине нарушив суперсимметрию

02:39:13

мы одновременно нарушаем другие группы

02:39:16

инвариантности и все части они начинают

02:39:19

приобретать массы и массы причем очень

02:39:21

большие А мы знаем что стандартной

02:39:24

модели Существует множество легких

02:39:25

частиц которые имеют совсем маленькую

02:39:28

массу никак не связаны с нарушением

02:39:30

суперсимметрии вот оказалось эти две

02:39:32

проблемы нарушения

02:39:34

симметрии в обычном мире и в

02:39:36

суперсимметричном мире они связаны друг

02:39:38

с другом для того чтобы проблемы

02:39:40

разрешить придумали очень такую странную

02:39:44

на первый взгляд схему предположительно

02:39:46

что помимо нашего с вами мира Существует

02:39:49

еще некий новый мир его называют скрытый

02:39:52

сектор и что вот в этом новом мире и

02:39:54

происходит нарушение суперсимметрии а

02:39:57

потом каким-то образом передается в наш

02:39:59

мир существует множество различных

02:40:01

вариантов переносчиков и вот все эти

02:40:04

различные схемы приводят немножко разным

02:40:07

Спектру масс суперсимметричных частиц

02:40:09

которые мы безуспешно пока пытаемся

02:40:11

найти на Большом адронном коллайде

02:40:13

оказывается что примером такого скрытого

02:40:16

сектора может явиться Гравитация про

02:40:19

которую мы точно знаем что оно

02:40:21

существует если построить

02:40:23

суперсимметричную теорию гравитации Она

02:40:25

получила название супер гравитации то в

02:40:28

этой теории есть Частицы которые

02:40:29

являются такими переносчиками вот этого

02:40:32

нарушения суперсимметрии гравитационном

02:40:34

секторе И тем самым можно добиться

02:40:36

желаемого эффекта но правда конечно

02:40:39

тогда нужно найти подтверждение этих

02:40:41

идей нужно найти соответствующие частицы

02:40:44

и одно из таких частиц является супер

02:40:47

Партнер гравита гравитона и называется

02:40:49

это частицы гравитина это такая

02:40:52

замечательная частица Она имеет

02:40:53

собственную угловой момент равный трем

02:40:56

вторым пока такой частицы в природе не

02:40:58

найдены она появлялась если Мы ее нашли

02:41:01

подтверждением того что вот такие идеи

02:41:04

справедливы

02:41:05

значит тогда бы гравитина являлась бы

02:41:07

переносчиком нарушения суперсимметрии из

02:41:11

гравитации в мир элементарных частиц

02:41:13

другим примером является

02:41:16

нарушение суперсимметрии с переносчиками

02:41:19

которые являются частицами спины единицы

02:41:21

наподобие глионы или дубливого бозонов и

02:41:25

вот такие векторные частицы могли бы

02:41:27

тоже переносить нарушение суперсимметрии

02:41:29

из неизвестного нам мира Но поскольку

02:41:31

Это мир уже не гравитации мы должны

02:41:34

тогда предположить существование

02:41:35

каких-то новых частиц которые не

02:41:38

описываются стандартной модели

02:41:39

фундаментальных взаимодействий вот такой

02:41:42

скрытый сектор конечно это более

02:41:44

экзотическая возможность потому что мы

02:41:46

должны предположить помимо нашего мира

02:41:48

существования такого некого Нового Мира

02:41:51

который с нами почти не взаимодействует

02:41:53

Это не единственный пример Существует

02:41:55

еще всевозможные схемы того как бы это

02:41:58

могло происходить в природе но во всех

02:42:00

случаях как бы это ни происходило Мы

02:42:02

должны найти какой-то материальный

02:42:03

носитель того что это происходит поиск

02:42:07

таких частиц это одна из задач которые

02:42:09

мы пытаемся решить найти какой-то цвет

02:42:12

существования этих частиц когда я говорю

02:42:15

я имею в виду что на самом деле живут

02:42:18

очень непродолжительное время и потом

02:42:20

как правило очень быстро распадаются и

02:42:22

нам нужно найти продукты их распада Вот

02:42:26

то как это происходит как эти частицы

02:42:28

распадаются как они взаимодействуют с

02:42:30

обычным миром все это определяет ту

02:42:33

модель которая является правильной пока

02:42:36

еще не найдено ни одной

02:42:37

суперсимметричной частицы и поэтому мы

02:42:39

не можем ничего сказать о том какая же

02:42:41

из моделей реализуется но достаточно

02:42:44

обнаружение хотя бы одной частицы как

02:42:47

сразу заработает целые схемы сразу

02:42:49

сможем сказать Какой из вариантов

02:42:50

наиболее вероятен потому что

02:42:53

предсказание различных моделей они

02:42:55

разнятся

02:42:57

вот когда был этот ложный слух об

02:43:00

открытии 750 граммов хикскую бозона то

02:43:04

первые работы появились в печати Уже

02:43:06

через несколько часов Это означает что

02:43:09

как бы теоретики уже все приготовились

02:43:11

уже все было подготовлено достаточно

02:43:13

было просто вставить туда нужное число и

02:43:16

сразу Все заработал Вот я думаю что

02:43:19

супер симметрии произойдет все то же

02:43:21

самое если вдруг одна из частиц будет

02:43:23

открыта то сразу же интерпретация будет

02:43:26

моментально сразу будет целая гора

02:43:28

публикаций и все это будет реализовано

02:43:30

но может оказаться не так может

02:43:32

оказаться что Большой адронный коллайдер

02:43:34

вот в том виде в каком мы сейчас его

02:43:37

имеем и на той энергии ничего не откроет

02:43:39

В смысле не откроет суперсимметрии что

02:43:43

это будет тогда означать это будет тогда

02:43:45

наверное означать что те вот модели

02:43:48

суперсимметричной физики частиц при

02:43:50

энергиях порядка тела они Возможно не

02:43:53

верны

02:43:54

общая идея О суперсимметрии как

02:43:57

симметрии мира Она остается незыблемой

02:44:00

потому что она может реализоваться

02:44:02

действительно при очень высоких энергиях

02:44:04

но просто Не сработает при низких

02:44:07

энергиях низких мы говорим низких по

02:44:10

сравнению с планковской шкалой потому

02:44:11

что низкие это самые высокие достижимые

02:44:14

на сегодняшний день энергии конечно

02:44:16

так вот Спрашивается Тогда почему же мы

02:44:19

ожидаем

02:44:20

проявление этих моделей Это

02:44:23

суперсимметрии почему же мы их ожидаем

02:44:25

на Большом адронном коллайдере если

02:44:28

может так оказаться что они всего лишь

02:44:30

на планковской шкале ожидаемо Это потому

02:44:33

что физика ментальных частиц есть некие

02:44:37

проблемы связанные с хексовским сектором

02:44:39

эти проблемы обычно их называют словом

02:44:42

проблемы иерархии означает это вот что

02:44:44

такое что

02:44:46

если существует мир тяжелых частей про

02:44:50

которые нам ничего не известно то эти

02:44:53

тяжелые частицы могут оказывать влияние

02:44:56

на легкие частицы взаимодействия с ними

02:44:59

Даже если мы не наблюдаем эти частицы

02:45:02

вживую потому что они очень тяжелые не

02:45:05

могут родиться на коллайдере тем не

02:45:07

менее взаимодействие с нашими частицами

02:45:09

они могут привести к тому что масса

02:45:12

наших частиц станут очень большими

02:45:14

так вот этого не происходит для кварков

02:45:18

для лептонов для дубливо-обозонов потому

02:45:21

что они защищены симметрией А вот

02:45:23

хиксовский базон ничем не защищен и

02:45:26

поэтому масса хикскую бозона если такие

02:45:28

тяжелые частицы существуют Может тогда

02:45:31

получить такие большие поправки что

02:45:34

частицы перестанет быть легкими чего мы

02:45:37

знаем не происходит эта проблема Надо

02:45:39

как-то решить и вот оказалось что

02:45:41

суперсимметрия если она реализуется на

02:45:43

масштабах порядка одного тела с

02:45:46

легкостью эту проблему решает часто

02:45:48

говорят что это вот главный аргумент

02:45:50

пользу существования низко

02:45:52

энергетической суперсимметрии поэтому

02:45:54

все модели

02:45:55

суперсимметричной модели физики частицы

02:45:57

они заточены на решение этой проблемы

02:46:00

Если же суперсимметрии нету Значит это

02:46:03

проблема решается каким-то другим

02:46:04

неизвестным нам способом что-то вполне

02:46:06

возможно но тем не менее пока Надежда

02:46:08

есть и пока вот все многочисленные

02:46:11

модели которые описывают как нарушается

02:46:13

суперсимметрия как построен

02:46:15

суперсимметричный мир какие там есть

02:46:17

новые частицы все вот это является

02:46:19

предметом анализа на ускорители

02:46:22

поскольку мы сейчас живем в эпоху когда

02:46:25

эксперимент диктует нам дальнейшее

02:46:27

развитие теории

Описание:

Квантовая теория используется для описания удивительно широкого круга явлений. Она применяется повсюду — от работы мобильных телефонов и компьютеров до описания динамики звезд и физики элементарных частиц. Еще квантовая теория — это взгляд на природу вещей, который поражает своей универсальностью: пределы ее применимости пока неизвестны научному сообществу. Этот курс — попытка объяснить простыми словами современное представление о некоторых явлениях в квантовой теории. 00:00 Происхождение квантовой механики 13:42 Корпускулярно-волновой дуализм 24:56 Парадокс кота Шредингера 34:28 Парадокс Эйнштейна — Подольского — Розена 43:32 Корреляции в квантовой теории поля 55:55 Топологические дефекты и фазовые переходы 1:08:03 Рождение частиц в сильных полях 1:20:10 Эффекты Унру и Соколова — Тернова 1:33:56 Информационный парадокс Хокинга 1:47:41 Универсальность в квантовой теории поля 2:09:35 Ренормализационная группа 2:19:54 Суперсимметрия и суперкоординаты 2:33:56 Суперсимметричные модели в квантовой теории поля Эмиль Ахмедов — доктор физико-математических наук, ведущий научный сотрудник и профессор МФТИ и ИТЭФ https://postnauka.ru/themes/akhmedov Поддержи ПостНауку — https://postnauka.ru/donate Больше лекций, интервью и статей о фундаментальной науке и ученых, которые ее создают, смотрите на сайте http://postnauka.ru/. ПостНаука — все, что вы хотели знать о науке, но не знали, у кого спросить.

Готовим варианты загрузки

Популярные

HD видео

Только звук

Все форматы

Этика в цифровую эпоху — Игорь Чубаров / ПостНаука

Этика в цифровую эпоху — Игорь Чубаров / ПостНаука

Канал: ПостНаука

Почему на Земле тает лёд?

Почему на Земле тает лёд?

Канал: ПостНаука

С чего начинается старение — Вадим Гладышев / ПостНаука

С чего начинается старение — Вадим Гладышев / ПостНаука

Канал: ПостНаука

Критерии когнитивного оценивания трудных жизненных ситуаций — Екатерина Битюцкая / ПостНаука

Критерии когнитивного оценивания трудных жизненных ситуаций — Екатерина Битюцкая / ПостНаука

Канал: ПостНаука

Гендер: социологический взгляд на мужское и женское — курс на ПостНауке

Гендер: социологический взгляд на мужское и женское — курс на ПостНауке

Канал: ПостНаука

Бирюков Антон - Лекция "Физические основы астрономии.Специальная теория относительности"

Бирюков Антон - Лекция "Физические основы астрономии.Специальная теория относительности"

Канал: Фонд Траектория

Шаманство и погребение в палеолите — Станислав Дробышевский / ПостНаука

Шаманство и погребение в палеолите — Станислав Дробышевский / ПостНаука

Канал: ПостНаука

Илья Колмановский о циркадных ритмах и редактировании генома

Илья Колмановский о циркадных ритмах и редактировании генома

Канал: ПостНаука

Христианство Востока: от уйгуров до грузин — курс Алексея Муравьёва / ПостНаука

Христианство Востока: от уйгуров до грузин — курс Алексея Муравьёва / ПостНаука

Канал: ПостНаука

Почему физики считают, что тень скрывает целые миры и рушит наши представления о времени?

Почему физики считают, что тень скрывает целые миры и рушит наши представления о времени?

Канал: ALI

* — Если видео проигрывается в новой вкладке, перейдите в неё, а затем кликните по видео правой кнопкой мыши и выберите пункт "Сохранить видео как..."

** — Ссылка предназначенная для онлайн воспроизведения в специализированных плеерах

Вопросы о скачивании видео

Как можно скачать видео "Квантовая теория – курс Эмиля Ахмедова / ПостНаука"?

Сайт http://unidownloader.com/ — лучший способ скачать видео или отдельно аудиодорожку, если хочется обойтись без установки программ и расширений. Расширение UDL Helper — удобная кнопка, которая органично встраивается на сайты YouTube, Instagram и OK.ru для быстрого скачивания контента.
Программа UDL Client (для Windows) — самое мощное решение, поддерживающее более 900 сайтов, социальных сетей и видеохостингов, а также любое качество видео, которое доступно в источнике.
UDL Lite — представляет собой удобный доступ к сайту с мобильного устройства. С его помощью вы можете легко скачивать видео прямо на смартфон.

Какой формат видео "Квантовая теория – курс Эмиля Ахмедова / ПостНаука" выбрать?

Наилучшее качество имеют форматы FullHD (1080p), 2K (1440p), 4K (2160p) и 8K (4320p). Чем больше разрешение вашего экрана, тем выше должно быть качество видео. Однако следует учесть и другие факторы: скорость скачивания, количество свободного места, а также производительность устройства при воспроизведении.

Почему компьютер зависает при загрузке видео "Квантовая теория – курс Эмиля Ахмедова / ПостНаука"?

Полностью зависать браузер/компьютер не должен! Если это произошло, просьба сообщить об этом, указав ссылку на видео. Иногда видео нельзя скачать напрямую в подходящем формате, поэтому мы добавили возможность конвертации файла в нужный формат. В отдельных случаях этот процесс может активно использовать ресурсы компьютера.

Как скачать видео "Квантовая теория – курс Эмиля Ахмедова / ПостНаука" на телефон?

Вы можете скачать видео на свой смартфон с помощью сайта или pwa-приложения UDL Lite. Также есть возможность отправить ссылку на скачивание через QR-код с помощью расширения UDL Helper.

Как скачать аудиодорожку (музыку) в MP3 "Квантовая теория – курс Эмиля Ахмедова / ПостНаука"?

Самый удобный способ — воспользоваться программой UDL Client, которая поддерживает конвертацию видео в формат MP3. В некоторых случаях MP3 можно скачать и через расширение UDL Helper.

Как сохранить кадр из видео "Квантовая теория – курс Эмиля Ахмедова / ПостНаука"?

Эта функция доступна в расширении UDL Helper. Убедитесь, что в настройках отмечен пункт «Отображать кнопку сохранения скриншота из видео». В правом нижнем углу плеера левее иконки «Настройки» должна появиться иконка камеры, по нажатию на которую текущий кадр из видео будет сохранён на ваш компьютер в формате JPEG.

Сколько это всё стоит?

Нисколько. Наши сервисы абсолютно бесплатны для всех пользователей. Здесь нет PRO подписок, нет ограничений на количество или максимальную длину скачиваемого видео.