⚡ Откуда берётся масса и что это вообще такое?

если вам кажется что масса действительно простая величина то после просмотра этого ролика вы конечно же так думать не будете По той простой причине что В некоторой степени мы встречаемся с очередным Ну скажем так не совсем таки легко объяснимы физическим явлением на связи как всегда Юрий Трифонов и Мы попытаемся разобраться с тем что такое масса с физической точки зрения Ну наверное Если всё это умозрительно так прокрутить повна определени где-то из начального курса физики вы вспомните что масса связана с плотностью вспомните что всё это завязано объёмом и Казалось бы всё очень просто если вот это вот всё перефразировать переварить то окажется что масса - это ну как это сформулировать Некоторое количество материи некоторая скалярная физическая величина величина не имеющая направление которая определяет количество материи и Казалось бы на этом можно было бы остановиться кстати говоря здесь массу частенько путают с плотностью не понимая что фактически плотность - это есть масса распределённая по объёму что исследует из размерности плотности что и следует из иллюстрации того как плотность рисуется Когда у нас материя распределяется по некоторому кубику объёма и вот тут вот самое главное нужно попробовать разобраться А чем вообще масса является то самое определение которое мы сейчас сказали то самое понимание оно хорошо для качественной оценки но если говорить про теоретическую физику если говорить про глубокое Осознание всех физических процессов то очень важно Очень нужно разобраться с тем что формирует эту массу Конечно можно сказать что массу формирует масса более мелких частиц входящих в состав того объекта того тела который мы измеряем изучаем но всё это будет по большому счёту Игра слов и рано или поздно мы придём к тому что у какого-то единичного объекта у того объекта До которого мы искрошились и сделали его грубо говоря самым маленьким тоже должна быть масса которая откуда-то взялась значит наверное в массе есть что-то гораздо более интересное чем вот это вот просто Некоторое количество материи которое почему-то приобрело такую характеристику собственно для классической механики массы - это мера инертности тела мера инертности тела - это такая специфическая характеристика которая связана с инерцией и которая фактически описывает Как долго сможет тело сохранять своё равномерное движение без приложения внешних сил и двигаться грубо говоря по инерции это такое беглое и краткое упоминание первого закона Ньютона на самом деле там следовало бы всё более глубоко расписать но не суть Запомни вот отсюда самое главное что масса - это мера инертности тела Хорошо если масса мера инертности тела то как бы можно было бы эту массу попробовать привязать например к гравитации или к каким-то другим полям кое существуют запомним Здесь ключевое слово поле и вот Мы помним это Великолепное выражение что Е ра MC ква если дословно воспринимать эту формулировку если в эту формулировку углубиться как это говорится с головой то получается что масса эквивалентна энергии а энергия эквивалентна массе иными словами масса определяет то сколько в теле содержится Энергия и наоборот мы можем сказать что та стандартная моде частиц которая сейчас сформировалась на ранних этапах развития Вселенной должна была бы работать только в том случае если бы частицы не имели массы но смотря с высоты того что у нас сейчас есть Очень странно получается что объекты массой обладают и нужно было придумать какой-то вспомогательный механизм как это говорят программисты некоторые Костыль который позволил бы сделать так чтобы в ранней Вселенной частицы массой не обладали а потом каким-то образом у всех частиц вдруг появилась масса и вот этим костылём В некоторой степени выступило поле хикса изначально предполагалось что поле хикса существовало но никак с материей не взаимодействовал и потом в какой-то момент времени оно буквально включилось именно такой механизм был нужен в физике для того чтобы каким-то образом объяснить работу той самой стандартной модели с помощью которой сегодня всё описывается с помощью которой мы сегодня собственно строим дальнейшие теории когда я говорю слово Костыль это не значит что я критикую или считаю эту теорию принципиально неверной или как-то выступаю против неё и если классическая физика сказала что просто масса существует и всё тут если Ньютон и все физики того времени просто отметили что масса существует как некоторая физическая материальная единичка то с помощью механизма хикса У нас появился шанс попробовать объяснить всё происходящее Так что это за такой интересный механизм Хикс Мы помним из других роликов которые были на канале что на самом деле вся материя постоянно перемещается так вот любая масса тоже перемещается постоянно в пространстве но здесь нет ничего удивительного мы на самом деле сейчас с вами не сидим а постоянно перемещаемся с огромной скоростью и вот При всём при этом когда мы перемещаемся когда Любой объект любая частица или что-то перемещается то оно взаимодействует с полем хикса Что такое поле хикса на самом деле полноценного ответа Я найти не смог И даже какого-то более-менее простого ответа Я тоже найти не смог поле - это некоторая объёмно пространственная характеристика которая позволяет узнать некоторое значение в каждой конкретной точке этого поля Что такое температурное поле есть у нас с вами вот комната и в комнате в разных точках есть Разная температура если попробовать нарисовать график расположения точек значения температуры внутри этой комнаты то получится что мы с вами построили поле и так вот если очень сильно упростить механизм формирования массы давайте сейчас коротко это сформулируем а дальше попробуем развернуть то окажется что любая частица путешествуя в пространстве взаимодействует с полем хикса и вот здесь вот есть очень интересное пересечение во-первых хочу сказать что есть простая аналогия которую очень часто используют при описании взаимодействия сти с полем хикса логика простая есть простой мысленный физический эксперимент Если хотите вы можете его повторить разлейте на поверхность стола любую жидкость Возьмите шарики от пенопласта рассыпной стол рассы рядом на то место где вы что-то разлили затем подуйте на эти шарики и в одном случае шарики легко разлетятся а в другом случае шарики застрянут в жидкости Вот эту вот аналогию частенько приводят Как пример взаимодействия материи с полем хикса говоря другими словами масса - это та характеристика которая определяет то насколько сильно материя завяз при перемещении в поле хикса но не кажется ли вам что такое определение слишком простое и не кажется ли вам что это слишком допотопная логика Лично мне кажется поэтому я попробовал углубиться в этот вопрос и сейчас мы с вами попробуем найти в этом деле что-то ещё более интересное вообще если вам хоть немножко знакома физика конденсированного состояния то вы вероятнее всего знаете что есть такая штука Как эффективная масса эффективная масса в общем-то Исходя из логики и того смысла который в неё заложен чем-то напоминает принцип формирования массы по механизму хикса фактически эффективная масса говорит о том что термин эффективная масса говорит о том что масса измеренная в свободном состоянии отличается от массы частички перемещающейся внутри какого-либо обекта это происходит по той простой причине что масса является характеристикой того как объект взаимодействует с окружающей средой и масса которая есть у нас внутри какого-то проводника Например у частички отличается от массы которая есть у этой частички в свободном состоянии наградил всего много но надеюсь понятно что в общем-то среда влияет на то какой воспринимается масса это есть эффективная масса Согласно стандартного представления и на самом деле я здесь очень долго искал подробное описание того что происходит при работе механизма хикса и при прохождении массивной частицы через поле хикса правда массивная становится После взаимодействия с полем хикса и я не нашёл детального описания точнее статьи на эту тему существуют но они довольно сложны для восприятия в том числе и для моего восприятия К сожалению более детального механизма я не нашл А если он известен вам то пожалуйста Расскажите всем про это в комментариях и будет это интересно И мне узнать и я думаю всем уважаемым зрителям это тоже будет очень полезно описание того механизма который мы сейчас обсуждаем сводится к тому что или частичка вот так вот налипает как те пенопластовые шарики и не может лететь дальше или приводится пример о прохождении света через какую-либо среду ведь у нас с вами свет в вакууме проходит э беспрепятственно и имеет максимальную скорость которая как обычно возможно в этой Вселенной а когда у нас свет проходит например через стекло то Свет меняет свою скорость и кстати здесь очень интересно будет отметить Мы заметили что массой обладают далеко не все частички и не все частички как Мы помним могут перемещаться со скоростью света перемещаться со скоростью света могут фотоны и ряд других частичек эти частицы как правило Вы скорее всего после этого поймёте Почему этот вопрос так интересен так объёме так важен и вот получается что фотоны например если их воспринимать как частицы могут беспрепятственно проходить через поле хикса вот этот тот момент мы с вами когда-нибудь обязательно отдельно обсудим Но вот сейчас просто Оставьте это в голове и обратить внимание на то что с полем Хикс взаимодействуют далеко не все частицы теперь следующий интересный момент Вы наверняка помните что несколько лет назад была очень такая активная беготня вокруг Так называемого бозона хикса почему про это так много говорили да По той простой причине что как всегда у нас с вами появилась теоретическая описание проблемы теоретическая физика сформировала примерный механизм описала вот то что мы сейчас с вами обсудили скажем так в математическом виде а потом оказалось что подтверждений никаких этому нет и долгое время механизм описанный хик и группой других учёных которые с ним работали то как теоретический и учёные потратили довольно много усилий для того чтобы попробовать обнаружить базон хикса А что такое базон хикса в общем-то мы не случайно сказали что все поля физики имеют примерно одинаковую структуру А все частички могут быть представлены как колебание того или иного основного поля и вот базон хикса это то самое колебание которое есть у поля хикса фактически по обнаружению такого колебания мы смогли подтвердить что вся вот эта вот огромная теоретическая база оказалась Ну может быть не на 100% правильной но на 98% правильной и адекватной той модели которую обсуждаем иными словами все так радовались обнаружению базон хикса По той простой причине что благодаря этому открытию смогли с большой достоверностью сказать что вот эта вот модель описания массы оказалась Одной из самых верных которые существовали в истории кстати говоря с самого начала стоило отметить что других-то моделей в общем-то никто и не предлагал и теперь как я уже говорил чуть выше мы вернёмся к описанию физической сути поля хикса А вот здесь на самом деле друзья мои тёмный лес и может быть здесь я не до конца всё сам понял а может быть и как всегда в физике это некоторый такой Пробел В каком-то смысле поле хикса - это простая математическая модель и во всех источниках хи описывается таким сложным и запутанным определением что это некоторая материя которая обеспечивает нарушение симметрии электро слабых взаимодействий посредством нарушения симметрии вакуума Если вы прочитаете такое определение Вы наверняка ничего не поймёте но Давайте попробуем найти какие-то здесь общие черты какой-то здравой смысл Итак вот эти вот симметри эсе взаимодействи вакуум важно что важно понять что поле хикса описывается математически как некоторое поле уже обладающее ну скажем так некоторой деформации во многих источниках уже описывается нулевое состояние поля хикса как некоторое Ну как вы это называете мексиканская шляпа как я помню это называлось в тех статьях которыми доводилось на эту тему прочитать и вот эта мексиканская шляпа является физическим состоянием поля хикса поле хикса в свободном состоянии уже не нулевое и это важное отличие скажем там от электромагнитного поля вот это вот мексиканская шляпа имеет большое значение на пике самой шляпы и низкое значение внизу теперь вакуум вакуум Он должен был бы быть симметричным нарушение симметрии - Это что это значит что у нас поле хикса обладает вот такой вот характеристикой как мы его представили мексиканской шляпы и при этой характеристике частичка находится где-то на пике этой мексиканской шляпы Это её симметричное состояние про симметрию в физике и в пространстве и во Вселенной стоило поговорить отдельно но пока отметим самое важное что физика по идее должна всегда стремиться к симметричности конструкции на самом деле на базе этого понимания выделены интереснейшие вещи касающиеся симметрии материи антиматерии в природе и много чего другого здесь по ного но так или иначе на надо исходить из того что должна была быть некоторая симметрия которая в физике в общем-то часто и нарушается но во многих случаях симметрия пытается сохраниться и вот здесь очень интересное явление как я уже сказал когда на этой мексиканской шляпе находится объект он находится симметричным то есть одно свойство выполняется но в физике есть другой принцип Принцип который построен на понимании энтропии любая система пытается перети В наиболее вероятное состояние это значит что если потенциальная энергия частички находящиеся на крышке этой мексиканской шляпе и находящиеся даже в симметрии с этой шляпой окажется выше чем энергия которую может частичек плюнет на принцип симметрии и будет сохранять принцип минимальной энергии она отправится в то место где у мексиканской шляпы находится минимальная потенциальная энергия то есть скатится вниз когда частичка совершит путешествуя по полю хикса окажется что нарушилась симметрия и вот это вот нарушение симметрии как раз и будет нарушением симметрии в электро слабом взаимодействии по принципу нарушения симметрии вакуума та частичка которую мы с вами обсуждаем как раз таки будет базом хикса а дальше получается очень интересное явление когда объект способный принять эту массу проходит через поле хикса оказывается что вот эти вот возмущения заставляют вво так или иначе друзья мои Я надеюсь что вам было Хоть что-то из этого всего Понятно Надеюсь было интересно И как вы наверное теперь видите оказывается что масса совсем таки не такая простая физическая величина которую мы себе представляем с начала обязательно подписываемся на Telegram канал проекта поддерживаем канал на бусте как это делают многие Уважаемые наши подписчики Большое спасибо всем за поддержку Ну и Да в леме сечас основная движуха проек мно интересно много интересных людей поэтому обязательно подписывайтесь на Telegram канал чтобы не пропустить ничего интересного всем До новых встреч Всем пока Спасибо за внимание