Fizyka
  Wiw.pl   Na bieżąco:  Informacje   Co nowego   Matematyka i przyroda:  Astronomia   Biologia   Fizyka   Matematyka   Modelowanie rzeczywistości   Humanistyka:  Filozofia   Historia   Kultura antyczna   Literatura   Sztuka   Czytaj:  Biblioteka   Delta   Wielcy i więksi   Przydatne:  Słowniki   Co i gdzie studiować   Wszechświat w obrazkach    
 Jesteś tutaj:  Wirtualny Wszechświat > Fizyka > Wielkie wykłady - Boska cząstka 
  Indeks
Wielkie wykłady
Dramatis personae
Niewidoczna piłka
nożna

Jak działa
Wszechświat?

Początki nauki
Pochwycenie Leona
Biblioteka materii
Kwarki i papież
Niewidzialna piłka
Piramida nauk
Eksperymentatorzy
i teoretycy: farmerzy,
świnie i trufle

Ci, którzy nie dosypiali
Ratunku, matematyka!
Wszechświat istnieje
dopiero od
1018 sekund

Opowieść o dwóch
cząstkach i ostatecznej
koszulce

Tajemniczy pan Higgs
Wieża i akcelerator
Pierwszy fizyk cząstek
Interludium A:
Opowieść o dwóch
miastach

Poszukiwania atomu:
mechanicy

Dalsze poszukiwania
atomu: chemicy
i elektrycy

Nagi atom
Interludium B:
Tańczący mistrzowie
wiedzy tajemnej

Akceleratory: one
rozkwaszają atomy,
nieprawdaż?

Interludium C:
Jak w ciągu weekendu
złamaliśmy parzystość
i odkryliśmy Boga

A–tom!
I wreszcie boska
cząstka

Mikroprzestrzeń,
makroprzestrzeń
i czas przed
początkiem czasu

  Źródło
Leon Lederman,
Dick Teresi

BOSKA CZĄSTKA
Jeśli Wszechświat jest odpowiedzią, jak brzmi pytanie?

Przełożyła Elżbieta
Kołodziej-Józefowicz


  Opowieść o dwóch cząstkach i ostatecznej koszulce
 
Opowieść o dwóch cząstkach
i ostatecznej koszulce
 
G
dy miałem dziesięć lat, zachorowałem na odrę. Aby mnie rozweselić, ojciec kupił mi wydrukowaną dużą czcionką książkę Alberta Einsteina i  Leopolda Infelda, zatytułowaną Ewolucja fizyki. Nigdy nie zapomnę początku tej książki; autorzy mówili w  nim o  powieściach detektywistycznych i  o  tym, że w  każdej z  nich jest zagadka, trop i  detektyw. Detektyw rozwiązuje zagadkę dzięki wskazówkom naprowadzającym go na trop.
       W  naszej opowieści mamy dwie zagadki do rozwiązania. Obie przejawiają się w  postaci cząstek. Pierwsza z  nich to poszukiwany od dawna a-tom, niewidoczna, niepodzielna cząstka materii, której istnienie po raz pierwszy postulował Demokryt. A-tom należy do sedna podstawowych pytań stawianych przez fizykę cząstek elementarnych. Przez 2500 lat zmagaliśmy się z  tą zagadką. Dysponujemy tysiącami wskazówek, z  których każdą odkrywano w  pocie czoła. W  pierwszych częściach tej książki będziemy śledzić, jak nasi poprzednicy trudzili się nad złożeniem tej układanki. Ze zdumieniem spostrzeżemy, że wiele „nowoczesnych” idei formułowano już w  XVI i  XVII wieku, a  nawet na parę stuleci przed Chrystusem. Na zakończenie powrócimy do teraźniejszości, poszukując rozwiązania drugiej, może nawet trudniejszej zagadki. Dotyczy ona cząstki, która, moim zdaniem, dyryguje kosmiczną symfonią. Podczas lektury tego wykładu zauważysz, drogi Czytelniku, pewne pokrewieństwo łączące szesnastowiecznego matematyka, który spuszczał ciężarki z  wieży w  Pizie, ze współczesnym fizykiem, odmrażającym sobie palce w  zimnej szopie na smaganej wichrem prerii podczas sprawdzania danych płynących z  wartego pół miliarda dolarów akceleratora ukrytego pod zamarzniętą ziemią. Obaj zadawali sobie te same pytania: Jaka jest podstawowa struktura materii? Jak działa Wszechświat?
       Gdy dorastałem w  Bronxie, uwielbiałem obserwować mego brata, który godzinami bawił się chemikaliami. Był geniuszem. Wyręczałem go we wszystkich domowych obowiązkach, byle tylko pozwolił mi przyglądać się swoim eksperymentom. Teraz mój brat jest biznesmenem. Sprzedaje różne dziwne rzeczy, takie jak poduszki, które piszczą, kiedy się na nich siada, tablice rejestracyjne i  koszulki z  zabawnymi napisami. Te ostatnie pozwalają ludziom wyrazić swój światopogląd w  krótkim stwierdzeniu, mieszczącym się na piersi. Cel nauki jest nie mniej szczytny: mam ambicję dożyć chwili, gdy całą fizykę będzie można zredukować do wzoru tak prostego i  eleganckiego, że bez trudu zmieści się na koszulce.
       W  ciągu stuleci poszukiwań takiej ostatecznej koszulki poczyniliśmy znaczne postępy. Na przykład Newton wymyślił grawitację, siłę, która pozwala wyjaśnić zadziwiająco szeroki wachlarz zjawisk: pływy morskie, spadanie jabłka, ruchy planet, formowanie się galaktyk. Napis na newtonowskiej koszulce brzmi: F = ma. Później Michael Faraday i  James Clerk Maxwell rozwiązali zagadkę widma elektromagnetycznego. Stwierdzili, że elektryczność, magnetyzm, światło słoneczne, fale radiowe i  promienie Roentgena są przejawami tej samej siły. W  każdej przyzwoitej księgarni uniwersyteckiej można znaleźć koszulkę ozdobioną równaniami Maxwella. Dziś, wiele cząstek później, dysponujemy już modelem standardowym, który redukuje całą rzeczywistość do około tuzina cząstek i  czterech rodzajów oddziaływania. Model standardowy stanowi syntezę wszystkich danych uzyskanych za pomocą wszystkich akceleratorów, począwszy od krzywej wieży w  Pizie. Porządkuje on cząstki, zwane kwarkami i  leptonami (po sześć z  każdego rodzaju), w  eleganckiej tabeli. Cały model standardowy można zmieścić na koszulce, choć musiałaby być dość gęsto zadrukowana. Jest to prostota zdobyta z  wielkim trudem przez zastępy fizyków podążających tą samą Drogą. Jednak elegancja modelu standardowego jest tylko pozorna. Zadziwiająco dokładnie opisuje on niektóre zjawiska, ale jednocześnie jest niepełny i  wewnętrznie niespójny. Nawet na koszulce rozmiaru XL nie zmieściłyby się wszystkie – nawet bardzo zwięźle ujęte – niejasne punkty tego modelu.
       Co lub kto stoi nam na drodze, utrudniając poszukiwania doskonałej koszulki? Wracamy tu do naszej drugiej zagadki. Zanim zakończymy dzieło rozpoczęte przez starożytnych Greków, musimy dopuścić taką możliwość, że ktoś rozsiewa fałszywe poszlaki, aby nas zdezorientować. Czasem, jak w  powieści szpiegowskiej Johna le Carré, eksperymentator musi zastawić pułapkę, ażeby w  ten sposób doprowadzić do zdemaskowania winnego.
góra strony
poprzedni fragment następny fragment
Wiw.pl  |  Na bieżąco  |  Informacje  |  Co nowego  |  Matematyka i przyroda  |  Astronomia  |  Biologia  |  Fizyka  |  Matematyka  |  Modelowanie rzeczywistości  |  Humanistyka  |  Filozofia  |  Historia  |  Kultura antyczna  |  Literatura  |  Sztuka  |  Czytaj  |  Biblioteka  |  Delta  |  Wielcy i więksi  |  Przydatne  |  Słowniki  |  Co i gdzie studiować  |  Wszechświat w obrazkach