Джим Бэгготт - Бозон Хиггса. От научной идеи до открытия «частицы Бога»

Изоспин.Изотопический или изобарический спин. Введен Вернером Гейзенбергом в 1932 году для объяснения симметрии между недавно открытым нейтроном и протоном. Изоспиновая симметрия сегодня считается подклассом более общей симметрии ароматов в адронных взаимодействиях. Изоспин частицы можно рассчитать по числу составляющих ее верхних и нижних кварков (см. с. 93).

Инфляция.См. Космическая инфляция.

Истинный кварк.Также топ-кварк или t-кварк. Кварк третьего поколения с зарядом + 2/ 3, спином 1/ 2(фермион) и массой 172 ГэВ. Открыт в Фермилабе в 1995 году.

Калибровочная симметрия.Термин, изобретенный немецким математиком Германом Вейлем. Применительно к теории квантовых полей выбирается «калибровка», уравнения которой инвариантны – то есть ее произвольные изменения не влияют на ожидаемые результаты. Калибровочная симметрия связана с законами сохранения (см. Законы сохранения и Теорема Нетер), и таким образом правильный выбор калибровочной симметрии помогает сформулировать теорию поля, в которой соблюдается сохранение изучаемого свойства.

Калибровочная теория.Калибровочная теория основана на калибровочной симметрии (см. Калибровочная симметрия). Общая теория относительности – калибровочная теория, инвариантная произвольным изменениям в координатной системе пространства-времени (калибровке). Квантовая электродинамика (КЭД) – квантовая теория поля, инвариантная фазе волновой функции электрона. В 1950-х работа над квантовыми теориями поля для сильного и слабого ядерного взаимодействий свелась к установлению сохраняемого количества и затем соответствующей калибровочной симметрии.

Каон.Группа мезонов со нулевым спином, состоящих из верхних, нижних и странных кварков и их антикварков. Это K+ (верхний кварк + странный антикварк), K —(странный кварк + верхний антикварк) и K 0(смесь нижний кварк + странный антикварк и странный кварк + нижний антикварк) с массами 494 МэВ (K ±) и 498 МэВ (K 0).

Квант.Фундаментальная, неделимая единица физических свойств, например энергии и момента импульса. В квантовой теории такие свойства считаются не непрерывно изменяющимися, но организованными в дискретные пакеты, которые называются квантами. Также квантами называются частицы. Так, фотон – квант электромагнитного поля. Концепцию можно расширить за пределы частиц – переносчиков взаимодействий и включить в нее материальные частицы. То есть электрон – квант электронного поля и т. д. Иногда это называют второй квантизацией.

Квантовая хромодинамика (КХД).Квантовая теория поля для сильного цветового взаимодействия между кварками, переносимого системой восьми цветных глюонов. Основана на группе симметрии SU(3).

Квантовая электродинамика (КЭД).Квантовая теория поля для электромагнитного взаимодействия между электрически заряженными частицами, переносимого фотонами. Основана на группе симметрии U(1).

Квантовое поле.В классической теории силовое поле имеет значение в каждой точке пространства-времени и может быть скалярным (со значением, но без направления) или векторным (со значением и направлением). «Силовые линии», которые проявляются, если насыпать на лист бумаги железные опилки и подержать его над магнитом, дают наглядное представление о таком поле. В квантовой теории поле взаимодействия переносит «рябь» на полях, образующую волны и – поскольку волны также можно интерпретировать как частицы – квантовые частицы. Концепцию можно расширить за пределы переносчиков взаимодействия (бозонов) и включить в нее материальные частицы (фермионы). Так, электрон – квант электронного поля и т. д.

Квантовое число.Описание физического состояния квантовой системы требует конкретизации его свойств в отношении энергии, импульса, момента импульса, электрического заряда и т. п. Вследствие квантизации таких свойств в описании появляются постоянные величины соответствующих квантов. Например, момент импульса, связанный со спином электрона, имеет постоянную величину 1/2 h / 2 π, где h – постоянная Планка. Повторяющиеся целые и полуцелые числа, на которые умножаются величины квантов, называются квантовыми числами. В магнитном поле спин электрона может быть ориентирован по силовым линиям поля или в противоположном направлении, то есть электрон может иметь ориентацию спин вверх и спин вниз с квантовыми числами + 1/ 2и — 1/ 2. Среди других квантовых чисел – главное квантовое число n , обозначающее энергетический уровень и характеризующее энергию электронов, занимающих данный энергетический уровень.