Стивен Вайнберг - Всё ещё неизвестная Вселенная. Мысли о физике, искусстве и кризисе науке

Честность вынуждает меня признать, что здесь я намеренно опускаю некоторые технические сложности зеркальной симметрии. Однако это замечание о случайной симметрии применимо к симметрии материи-антиматерии без усложнений.

Эти частицы не наблюдались в экспериментах не потому, что они слишком тяжелы для создания в ускорителе (глюоны являются безмассовыми, а некоторые кварки довольно легкие), но потому, что сильное ядерное взаимодействие удерживает их вместе в смешанных состояниях, таких как протоны и нейтроны.

Снова я признаю, что опускаю некоторые сложные моменты.

Лептонное число определяется как число электронов и аналогичных более тяжелых заряженных частиц плюс число нейтрино минус число их античастиц. (Этот закон сохранения требует, чтобы нейтрино были безмассовыми, поскольку нейтрино и антинейтрино отличаются только тем, по или против направления их движения направлены их спины. Если бы нейтрино имели массу, тогда они бы двигались со скоростью ниже скорости света, поэтому можно было бы обратить их видимое направление движения, двигаясь с более высокой скоростью. В этом случае спин, направленный по направлению движения, окажется направленным против и нейтрино превратится в антинейтрино, в результате чего изменится лептонное число.) Барионное число пропорционально разности числа кварков и антикварков. Протоны — это легчайшие частицы с ненулевым барионным числом, поэтому если бы барионное число всегда сохранялось, не существовало бы таких частиц, на которые мог бы распасться протон при условии сохранения энергии.

Этот вопрос обсуждается в главе 11.

Наклбол — один из способов подачи мяча, при котором мяч летит практически без вращения и в последний момент резко меняет траекторию, падая вниз. — Прим. пер.

Ограничения, накладываемые на звуковые волны вблизи закрытых или открытых концов органных труб, требуют, чтобы на длине трубы укладывалось нечетное число четвертей длины волны, или четное или нечетное число полудлин волны. Таким образом возникают ограничения на то, какие именно ноты могут быть исполнены с помощью этой трубы. В атоме волновая функция должна отвечать условию непрерывности и ограниченности вблизи ядра и вдали от него, что ограничивает возможные значения энергии для состояний атома.

Цит. по: A. Pais. Subtle Is the Lord (Oxford: Oxford University Press, 1982), 443.

Цикл лекций, который проводит лауреат награды, присуждаемой Корнеллским университетом. Проводится с 1924 г. Наиболее известные лекции были прочитаны Ричардом Фейнманом в 1964 г. — Прим. пер.

Фейнман Р. Характер физических законов. — М.: АСТ, 2016.

L. Krauss, A Universe from Nothing (New York: Free Press, 2012).

G. Segrè, Ordinary Geniuses (New York: Viking, 2011).

Это комплексные числа, то есть величины вида a + ib, где a и b — это обычные вещественные числа, а i — мнимая единица, равная корню квадратному из минус единицы.

Заметим, что электрон не может вращаться, не обладая пространственной протяженностью. — Прим. науч. ред.

Такая волновая функция содержит гораздо больше информации, чем просто выбор между положительным и отрицательным спином. Именно эта дополнительная информация делает возможными квантовые компьютеры, в которых информация хранится в виде волновых функций подобного типа. Такие квантовые компьютеры намного мощнее обычных цифровых компьютеров.

Точнее говоря, эти «квадраты» берутся от абсолютных значений комплексных чисел в волновых функциях. Для комплексного числа вида a + ib квадрат абсолютного значения равен сумме квадратов a и b.

Противостояние реалистичного и инструментального подходов прекрасно описано Шоном Кэрроллом в его книге The Big Picture (New York: Dutton, 2016).

Поясняющие математические подробности можно найти в параграфе 3.7 моих лекций по квантовой механике. См. Lectures on Quantum Mechanics, 2nd ed. (Cambridge: Cambridge University Press, 2015).

Цит. по: M. Gleiser, The Island of Knowledge (New York: Basic Books, 2014), 222.

Я использую термин «реалистский» не в обычном современном смысле этого слова, но в его средневековом смысле. Средневековый философ-реалист считал, что платоновские формы реальны, и в реалистском подходе в квантовой механике волновая функция рассматривается как фактор реальности, а не просто инструмент для расчета вероятностей.