Тандури — смесь пряностей, используемая в индийской кулинарии. – Прим. перев.

В состав Солнечной системы входят также малые тела, включая пояс астероидов между Марсом и Юпитером и большое количество транснептуновых объектов, а также планетные квазиспутники, кометы, метеороиды, космическая пыль и др. – Прим. перев.

Мне кажется, что одним из таких тихих мест является мой кабинет в ЦЕРНе, потому что здесь, в месте рождения Всемирной интернет-паутины, я все еще борюсь за доступ в Интернет; слишком много здесь волн, не вовремя приходящих, и они, видимо, гасят друг друга в непосредственной близости от моего стола.

Я извиняюсь перед чайкой, но такой уж кровожадный пример пришел мне в голову.

Это различие стимулировало развитие квантовой механики и вдохновило Альберта Эйнштейна на прорывной результат: ученый реанимировал идею света как частицы.

Обычно указывают не одно значение, а диапазон: для синего цвета – 440–485 нм. – Прим. перев.

Более точно, 632 ТГц. – Прим. перев.

Annalen der Physik, 17 (1905), p. 132–148; см.: .

Именно по этой причине на некоторых наглядных физических схемах тяжелые частицы изображаются большими шариками в сравнении с более мелкими шариками, обозначающими более легкие частицы, – например, электрон.

QED: The Strange Theory of Light and Matter (1985).

Этот эффект можно сравнить с топографией местности, где рельеф представляет собой долину среди гор. По обеим сторонам долины примыкающие к ней области обладают разными высотами из-за наклона, но у основания долины – области, где высота минимальна, – поверхность почти плоская, и смежные области имеют почти одинаковую высоту. Точно так же все пути вблизи пути с минимальным числом поворотов стрелки обладают примерно одинаковым числом поворотов стрелки и поэтому складываются.

И это действительно так!

Будущий врач, химик и ботаник. – Прим. перев.

Сложно удержаться от мысли о том, что таким образом он пытался отвлечься от изучения хмурой манчестерской погоды.

Действующая на частицу магнитная сила зависит как от скорости этой частицы, так и от ее заряда, тогда как электрическая сила зависит только от заряда частицы. Следовательно, если добиться равенства магнитной и электрической сил, неизвестное значение заряда может быть удалено из соответствующих уравнений путем алгебраических преобразований – таким образом можно вычислить скорость частицы.

Знать скорость чрезвычайно важно, поскольку ее величина расскажет, как долго действовала на электроны электрическая сила при прохождении пучка между двумя пластинами. Степень отклонения пучков прямо пропорциональна величине заряда (больший заряд означает более продолжительное действие силы и, следовательно, большее отклонение пучка) и обратно пропорциональна массе (бо́льшая масса означает бо́льшую инертность и, следовательно, меньшее отклонение пучка). Таким образом, отклонение пучка определяется отношением заряда к массе.

Это очень кропотливый эксперимент, тем более что для него берут капли масла, а не сферы, которые первоначально были в распоряжении американского физика Роберта Милликана в 1910 году. Эксперимент проводится до сих пор, в основном безуспешно, во многих лабораториях – силами щурящихся и нетерпеливых аспирантов.

Другая форма – это бета-частицы, то есть электроны, и гамма-лучи, то есть фотоны.

Уравнение, описывающее эти волны, называется уравнением Шрёдингера. Оно менее известно, чем одноименный кот, но фактически куда более полезно.

Такое враждебное поведение носит название «принцип запрета»; его открыл Вольфганг Паули, один из первых исследователей земли Атома. С ним мы еще встретимся, хотя и не очень скоро.

1 эВ – это энергия электрона, который ускоряется в электрическом потенциале в 1 вольт. Так, батарея в 12 вольт может ускорить электрон до энергии в 12 эВ. Чтобы достичь миллионов эВ, нужна энергия от нескольких сотен тысяч таких батарей или ядерная энергия, образующаяся в результате ядерного распада.

«Чем больше все меняется, тем больше все остается по-старому (фр.)» – крылатая фраза французского писателя и журналиста Альфонса Карра. – Прим. изд.

Энергия связи для разных атомов меняется в очень широких пределах, начиная с нескольких эВ. – Прим. перев.

Более реалистичный пример наведения сильного электростатического заряда – это катание с детской пластиковой горки. – Прим. перев.

Вспомните, что именно благодаря балансу этих двух сил Дж. Дж. Томсон обнаружил электрон.

Оригинальная рукопись была представлена в 1854 году, но проходила долгое рецензирование, что хорошо знакомо ученым во всем мире. Сохранилось письмо Уильяма Томсона (впоследствии лорда Кельвина), датированное мартом 1865 года, в котором он извиняется за медлительность своей рецензии и пишет, что прочитал бо́льшую часть работы и что она представляется ему довольно неплохой или, по его словам, «определенно пригодной для публикации».

Именно в таком виде они представлены на постаменте статуи Максвелла возле Королевского общества в Эдинбурге.

Именно поэтому, кстати, мы смогли сэкономить на чернилах: когда мы объединяем вместе все компоненты в векторную форму и выписываем уравнения с помощью этих векторов, то никакие направления векторов в эти уравнения не входят. Течение физических процессов не зависит от их направления.

Энергия равняется квадрату импульса, деленному на удвоенную массу, E = p²/(2m), что эквивалентно известному уравнению, выведенному для кинетической энергии, – E = 1/2mv², где v – скорость.

Уравнение Шрёдингера является обобщением экспериментальных данных и в квантовой механике не выводится, так же как уравнения Максвелла не выводятся в электродинамике. Формально уравнение Шрёдингера получается на основе преобразования энергии и импульса частицы, которая и есть квантовый объект. – Прим. перев.

Если вы хотите знать полное выражение, это E² = m²c² + p²c², где E есть энергия, m – масса и p – импульс. Если импульс равен нулю, то указанное выражение сводится к E² = m²c⁴. Извлекая квадратный корень из обеих частей последнего равенства, получаем хорошо знакомое выражение – E = mc²…, или E² = – m²c⁴, о чем будет сказано ниже.

Это верно для уравнения Шрёдингера. Однако из-за того, что в теории относительности энергия и импульс – как пространство и время – рассматриваются совместно, импульс должен появляться в той же степени, что и энергия. А в уравнении Шрёдингера импульс возведен в квадрат, что никуда не годится.

Чтобы продолжить путешествие, вам не нужны подробности того, как это работает. Но для самых любознательных читателей мы можем пояснить. Необходимо получить уравнение вида: E = Am + Bp, которое, однако, должно быть совместимо с уравнением E² = m²c⁴ + p²c². При возведении в квадрат первого уравнения мы должны возвести в квадрат обе части этого уравнения, что даст: E² = A² m² + (Am · Bp) + (Bp · Am) + B² p². Теперь у нас есть два выражения, которые равны одной и той же величине (E²). Следовательно, они равны и друг другу: m²c⁴ + p²c² = A² m² + (Am · Bp) + (Bp · Am) + B²p² для любых m и p. Если бы каждое из значений A² и B² было равно c⁴, мы могли бы скомпенсировать соответствующий вклад из левой части этого соотношения. Но тогда возникает вопрос: куда деть (Am · Bp) + (Bp · Am)? Это выражение с необходимостью должно равняться нулю (для любых m и p – ведь мы хотим, чтобы наше уравнение работало для всех частиц). Оно может равняться нулю только тогда, когда A · B = —(B · A). Но для всех чисел A · B = BA. Следовательно, A и B – не числа.

С точки зрения математики числа могут отражать практически все, что захотите. Но если мы хотим воспользоваться ими для целей физики, они получат определенный смысл. Например, числа в матрице могут содержать закодированную информацию о том, как разные компоненты магнитного поля изменяются при вращении под некоторым углом относительно некоторого направления.

Стандартное отклонение – это характеристика случайной величины в математической статистике, степень отклонения реализаций этой случайной величины от ее среднего значения. – Прим. перев.

История с упавшим на голову Ньютона яблоком – скорее всего, литературное преувеличение на основе показаний слуги Ньютона. – Прим. перев.

Есть еще наш естественный спутник Луна, который тоже оказывает на нас значительное влияние. – Прим. перев.

Ну, по крайней мере во все дни, кроме понедельника.

К сожалению, в повседневной жизни это им не удается.

Центробежная сила – это не «псевдосила». – Прим. перев.

Второй закон Ньютона: F = ma.

Инертная масса равна гравитационной. – Прим. перев.

Это нововведение Майкла Фарадея, родившееся в результате размышлений об электричестве и магнетизме.

Другими словами, такие частицы могут разнести ядро вдребезги.

Как и слово «лептон», слова «барион» и «мезон» греческого происхождения: они образованы от βαρύς (barus) – «тяжелый» и μέσος (mesos) – «промежуточный».

Совсем недавно в глубине острова были обнаружены новые структуры, содержащие два кварка и два антикварка (тетракварки) и четыре кварка и один антикварк (пентакварки). Чрезвычайно эфемерная структура этих объектов – предмет современных исследований.

Коллимация – создание тонкого луча при помощи щелей. – Прим. изд.

То же слово используется для описания разных типов лептонов – электронов, мюонов и тау-лептонов.

Каона. – Прим. перев.

И это тоже произошло в Манчестере. В 1947 году об обнаружении этой частицы – через десять лет после того, как в городе открылся первый ресторан индийской кухни – сообщала газета Manchester Evening News.

Вместо двух последних довольно вычурных названий англоязычные физики чаще используют термины top и bottom.

Миллионов электронвольт. – Прим. перев.

Такая своеобразная иерархия вполне может оказаться заветным ключом к тому, что лежит за пределами Стандартной модели, и конечно, истинный кварк играет особую роль во многих новых спекулятивных теориях.

Разве что до тех пор, пока они не встретились бы с истинными антикварками. Тогда эти двое взаимно уничтожили бы друг друга.

Все потому, что кончик вращающейся стрелки будет описывать спираль при движении частицы в пространстве.

Карта физики этих инопланетян должна быть, в конце концов, такой же, как наша, даже если они используют другие термины для ее описания.

Оно нам поможет и в том случае, если мы захотим пояснить: «Видите ту забавную галактику вон там? Так вот – она слева по-нашему».

А также швейцарский и американский.

Он также вывел принцип запрета, который мы обнаружили в земле Атома.

Не следует множить сущее без необходимости (лат.).

C₂Cl₄ – два атома углерода и четыре атома хлора.

Количество нейтрино определенного аромата чувствительно к расстояниям, которые они проходят; нейтрино, прошедшие всю Землю насквозь, преодолели большее расстояние. – Прим. перев.

Соответствующие уравнения были впервые записаны итальянским физиком Этторе Майорана, и поэтому такого типа частицы были названы майорановскими.

То есть вращениях в группе U(1).

Буква «S» в названии этой группы означает специальную подгруппу более широкой группы U(2).

Это число характеризует силу взаимодействия и зависит от заряда электрона – если бы заряд был больше, то больше было бы и число.

Доказательство того, что это действительно так, опубликовали голландские физики Герард‘т Хоофт и Мартинус Велтман в 1971 году.

В закрытой системе энтропия не может убывать. – Прим. перев.

Об этом мы говорили раньше, когда занимались слабым взаимодействием: здесь W-бозон демонстрирует фирменный фокус и переключает частицы в рамках своих дублетов.

Силы не объединяются полностью, потому что в их основе все еще лежат разные группы симметрий – U(1) и SU(2). Но оказывается, что между нейтральными бозонами происходит смешение. Фотон – это не совсем нейтральный бозон, которого можно было бы ожидать от группы U(1). А Z-бозон – это не есть чистое творение симметрии SU(2). Они оба есть смесь нейтральных бозонов, появления которой можно ожидать от двух разных симметрий.

Это верно для типа материала, известного как ферромагнетик.

Вселенная расширяется и остывает. – Прим. перев.

Изложенная автором история вопроса неполна. Отметим только, что два космолога из Принстонского университета вместе с Амосом Яхилем собрали большой статистический материал, чтобы доказательно утверждать, что «масса спиральных галактик растет почти линейно с радиусом до масштабов порядка одного Мпк». Ян Эйнасто с коллегами тем временем проанализировали галактические гало, состоящие из горячего газа, и на основании данных спутника «Ухуру» сделали вывод о наличии «массивных галактических корон». Наконец, советский ученый Леонид Озерной предположил, что недостающая масса должна быть локализована преимущественно вне галактики, в межгалактическом пространстве. Подробно история открытия темной материи изложена, например, в «De rerum natura сегодня: об открытии темной материи» (Капаччиоли М., Сажина О. С., Сажин М. В. – «Природа», № 11, 2016). – Прим. перев.

Как отметила американский физик Лиза Рэндалл, ее было бы лучше назвать прозрачной материей, поскольку она скорее невидимая, а не темная.

Как и намекает название, он большой, подземный (находится в подземном исследовательском центре Сэнфорд в Южной Дакоте) и сделан в основном из ксенона.

Бозон Хиггса, всегда особенный, должен иметь по крайней мере четыре дополнительных бозона Хиггса, а также их суперпартнеров.

В так называемой балке. – Прим. перев.

Нет никаких шансов, что черные дыры, созданные таким образом, могут уничтожить Землю. Кстати, если бы это было возможно, то давно случилось бы и происходило впредь – из-за частых столкновений космических лучей вокруг нас.

Бар делает несмелую попытку казаться обычной закусочной, поэтому здесь имеются большие зеленые консервированные оливки, бутылка бальзамического уксуса и корзины с хлебом. Завсегдатаи игнорируют эту снедь, потягивают свои напитки и делятся историями, поэтому никто не будет возражать, если мы воспользуемся оливками, чтобы проиллюстрировать поведение сфалеронов.

Если вдруг вам интересно – да, этот тот самый бар, на входе в который можно позаимствовать коробку с пазлом, нарды и набор для игры «Скраббл» (там, впрочем, будет недоставать трех гласных, но будут присутствовать Щ и Ф).