0: Всем привет. С вами, Дима Побединский. В этом чайнике Ровно полтора литра воды это полтора килограмма. Внимание, вопрос. Если считать его полностью герметичным, то насколько изменится масса воды, если с 20 градусов довести её до кипения?

1: Звучит странно, да неужели масса может поменяться в герметичном сосуде? А оказывается, да, по формуле е равно мц квадрат, масса и энергия это одно и то же, и чем горячее вода, тем больше в ней энергии, и тем она тяжелее можно даже посчитать в нашем случае.

2: Мы сообщаем вводе около 504 килоджоулей энергии по формуле это соответствует массе 5,6 миллиардных долей Грамма, вроде как немного, но это как 187000000 миллионов молекул воды, вот настолько вскипячённый

3: Чайник тяжелее холодного, хотя атомов там осталось Ровно столько же в физике подобный эффект называют дефект массы, и обычно о нём вспоминают, когда говорят об атомных станциях, бомбах, термоядерных зарядах, но это просто потому, что в ядерных реакциях эффект становится ощутим.

4: Несколько долей процента от всей массы системы, но при этом дефект массы происходит в абсолютно любых процессах, и химических, и тепловых. И вообще когда угодно, просто в значительно Меньших масштабах. Помните об этом, когда будете чаек заваривать этот

5: Пример наглядно показывает, что масса понятие непостоянное у 1 и той же горстки атомов, она может быть чуть больше или чуть меньше. Все, потому что это не внутреннее свойство частиц, оно приобретается под действием внешних условий. Ну, можно даже сказать, что масса у частиц

6: Это как чехол мобилки, спойлер у машины или кепка у гопника вроде как и часть картины, но все же отделимая от основного содержания, причём у разных частиц масса возникает по разному кто-то использует механизм хикса, кто-то нет, кто-то меняет направление.

7: Кто-то поедает другие частицы, вариантов много, и все это настолько экзотические и изысканные процессы, что, ну просто вау, особенно если осознавать, что все это происходит прямо сейчас, внутри и вокруг нас вы только вду.

8: Ощущаемая сила тяжести, инерция, вес, атмосферное давление, даже глобально. Масса звёзд, планет, галактик все это не фундаментальная данность, а какой-то дополнительный, спонтанно возникающий атрибут и

9: Самое время узнать, как он появляется в этом выпуске мы разберёмся, как масса вытягивается из пустоты, почему коробка с фотонами тяжелее, пустой, сколько кварков в протоне на самом деле и чем он похож на школьную дискотеку, где антивещество спря.

10: Она внутри нас. Почему базон хигса это код среди частиц? И правда ли, что без него нашей Вселенной не существовало бы? Поехали.

11: Итак, многое, о чем мы сегодня будем говорить, это результат не только физических опытов непосредственно, но и обработки больших данных, сложных распределённых вычислений, моделирования на суперкомпьютерах сейчас без it поддержки физики уже никуда.

12: В принципе, как и везде, начиная с соцсетей и приложений, заканчивая банками, торговыми сетями, гигантскими производствами, я думаю, многие себя хотят попробовать войти, но смущает порог входа мол, это надо уметь кодить, знать языки и вообще быть хакером и опытным.

13: Пк сам так думал, но оказалось, что все проще есть профессия тестировщик по на java и в онлайн школе скилл фектори, её можно освоить с нуля за 10 месяцев это 1 из самых быстрых способов начать карьеру в it, потому что не требуется глубо.

14: Погружение в программирование и разработку достаточно освоить основы. Обучение и общение с менторами происходит в удобном для вас формате. Можно совмещать с работой, учёбой, а с учётом того, что 80% курса это практика, навыки обретаются

15: Очень быстро. Тестировщики джавы особо нарасхват в банках, маркетплейсах, приложениях знакомств, так что без работы не останетесь, тем более в конце курса у вас будет достойное портфолио на гитхабе, а карьерный центр скилл фектори помогает составить резюме и подготовиться к собеседованию.

16: Ну и посмотрите на зарплаты в этой сфере. С этим все вполне прилично. Я считаю крутое предложение. Можете сами отзывы почитать. На просторах сети очень много хороших. В описании будет ссылка на курс и промокод на скидку в 50%. Переходите, запи.

17: И начинайте свою карьеру в it уже сейчас, в 1 очередь давайте познакомимся с главными героями сегодняшнего выпуска частицами, сейчас их открыто 17 видов, они входят в стандартную модель, которая описывает все явления.

18: Природе, кроме гравитации. Фермионы это кирпичики вещества, из которых состоим мы с вами. И все вокруг. Вот эти базоны, это, можно сказать, цемент. Перекидываясь ими. Фермионы как раз-таки притягиваются, отталкиваются, как-то взаимодействуют и таким об

19: Образом формируют протоны, нейтроны, атомы, молекулы, да вообще весь сложный суровый мир вокруг нас с вирусами, QR кодами и прочей серостью бытия, тем не менее самое интересное в стандартной модели вот что она работает, только если масса всех частиц.

20: Равна нулю все формулы, законы закономерности соблюдаются только если частицы безмассовые, собственно. Поэтому изначально мы их такими и считаем. Но в реальности масса, конечно, есть, так что на определённом этапе изподтишка они

21: Все-таки как то её находят, причём делают это разными способами, так что можно разделить их на категории безмассовые фотоны и глюоны самые дерзкие, независимые. Им вообще наплевать на все наши приколы с массой, они прекрасно обходятся без неё и летают по Вселенной под песню.

22: Нас не догонят дабл ю и z базон переносчики слабого взаимодействия, они приобретают массу благодаря механизму хикса, взаимодействию с полем хикса, хотя придумал это не только Питер хикс, масса вот этих вот 3 липтонов электрон.

23: И tao и абсолютно всех Парков тоже возникает благодаря полю хиггса, но уже в другом процессе, который называется нарушение киральной симметрии нейтрино. Они имеют крохотную массу, но как именно она появляется, мы до сих пор не

24: Возможно, так же, как у остальных лептонов и кварков, но, может быть, как-то иначе, пока вопрос открыт. И, наконец, базон хигса самая необычная частица, потому что у него единственного масса есть изначально. Да, это исключение, но только подтверждающее.

25: Правило, а теперь самое интересное, да, это абсолютно все частицы, но они составляют меньше 1 6% от всей массы Вселенной. В 100 раз больше массы генерируется в составных частицах из кварков, протонах, нейтронах, мезонах.

26: Их называют адроны, можете сами проверить. Суммарная масса отдельных кварков протона намного меньше, чем масса целого протона, который они образуют. Тут в дело вступает кварковый иглины конденсат и нарушение киральной симметрии в нём. Что это такое?

27: Мы обсудим позже, сейчас главное, обратите внимание, что поле хиггса тут уже вообще не причём, но самая большая часть массы Вселенной сосредоточена в тёмной материи, которая невидимая, неощущаемая, потому что не подвержена электромагнетизму. Оо ней вообще мало что известно, и уж тем более.

28: Откуда у неё появляется масса? Это нам ещё предстоит открыть. Как видите, вариантов утяжелиться у частиц хватает. Мы обсудим с вами 3 из них вот этот, вот этот, и вот этот, и начнём с самого весомого протонов и нейтронов. Для этого нужно разо.

29: А как они устроены ну многие скажут а че мы там не знаем, это 3 кварка, которые перекидываются глюонами для взаимного притяжения в протоне 2 u кварка 1 d кварк, а в нейтроне наоборот ну в целом все так вот только не совсем так. Предста.

30: Себе протон ещё в шестидесятых, но сейчас мы знаем о нём намного больше. 3 кварка в протоне. Это как комиксы для первоклассников. Очень устаревшая картинка, так что сейчас я буду косплеить коперника, менять ваше представление о мире и расскажу, как на самом деле.

31: Устроен протон, ну и neutron, они по сути одинаковые для начала отмечу если вы возьмёте 2 u кварка и 1 d кварк склеите как попало, то не факт, что у вас сразу получится протон, есть и другие частицы, с точностью таким же составом их называют Резо.

32: Просто у них кварки чуть по другому как бы расположены от этого они имеют другую массу, очень быстро распадаются и поэтому в дикой природе не встречаются. Но вот в ускорителях таких частиц полным полно. Целый зоопарк, во вторых, в протоне

33: 3 кварка, а намного больше, как я уже неоднократно говорил, вакуум это не пустое пространство, в нём постоянно возникают и исчезают виртуальные частицы, и внутри протона происходит тоже самое. На самом деле это кипящий компот из кварков и глюонов.

34: Которые постоянно исчезают, появляются, превращаются друг в друга, там дикий хаос творится, и если атом можно сравнить с балетным фуэт, где электрон крутится вокруг ядра, то протон это упоротая школьная дискотека из девяностых, где все отрываются под жёсткое.

35: 3 кварка из детсадовской модели протона называют валентными они плавают в море виртуальных частиц, так что остальные кварки называют морскими. Если протон покоится, то морские

36: Кварки и клионы все виртуальные, но чем быстрее движется протон, тем все более они походят на реальные, вполне осязаемые частицы. Ага. Значит, 3 кварка это все-таки отчасти верно. Ну, в целом, да, только если в системе отчёта, где протон покоится, но

37: Где вы видели такие спокойные частицы? Даже в ядре протон движется со скоростью в несколько Десятков процентов. От световой вообще нехило. Так так что лучше считать, что протон это действительно месиво из глюонов и кварков, причём не только самых Лёгких уид.

38: Но вообще любых, вплоть до тяжеловесов истинного и прелестного можно ещё по другому объяснить если смотреть на протон издалека, то это действительно будет 3 кварка, но чем с большим разрешением мы будем вглядываться в его внутреннюю структуру, тем больше и больше кварков.

39: Мы будем находить внутри, но, по мне, самое интересное вот что для неизменности электрического заряда частицы всегда возникают парами кварк антикварк, и получается, что внутри нас всегда полным полно антивещества, единственное, что отдельные кварки

40: Невозможно выцепить из ядра, так что таким образом антиматерию не намайнишь, но все равно прикольно оказывается вот где она прячется прямо внутри нас и во всем вокруг. Однако ближе к делу в конце 2018 года физикам из сша и Китая удалось

41: Посчитать процентный состав массы протона как раз-таки с помощью суперкомпьютеров, решёточной хромодинамики и прочих Хитрых методов оказалось суммарная масса всех кварков, валентных и морских составляет только 9% от всей массы протона их называ.

42: Кварковым конденсатом, так и запишем. Частицы в нём движутся с огромной скоростью, и энергия их движения даёт ещё 32% к массе протона. Также из вакуума появляются и глюоны. Да, они безмассовые, но их энергия

43: Даёт вообще самый большой вклад. 36% и оставшиеся 23. Это так называемый аномальный вклад от особых эффектов, которые возникают из за тяжёлых кварков сцбт, да, внутри нас они даже не редкость. Вот тут давайте при

44: Почему? Мы все чаще и чаще говорим об энергии? Нам же ведь, наверное, нужно узнать, как она в массу переходит, как это происходит в частицах и какова механика процесса. А она тут совершенно неожиданная. Я честно, сам долго это осознавал, но оказалось, что

45: Никакого перехода то и не происходит, энергия свой вид никак не меняет, просто ощущается нами как масса в этом, кстати, и заключается великий смысл формулы равноц квадрат, потому что она описывает не переход 1 в другое, а именно эквивалент.

46: Но чтобы все в голове окончательно уложилось, давайте расскажу крутой пример представьте себе невесомую коробку, заполненную фотонами, которые постоянно отражаются от её зеркальных стенок по отдельности, и коробка, и частицы света массы не имеют.

47: Однако каждый фотон, хоть и безмассовый, обладает импульсом, и, ударяясь о стенку, он оказывает какое-то механическое воздействие, создаёт давление этот эффект обнаружили относительно давно, в конце 19 века, и так и называют давление света.

48: Так вот, если коробка покоится, свет действует на все стенки одинаково и силы уравновешиваются. Ну, по сути, все тоже самое. Если бы внутри были бы не фотоны, а шарики попрыгунчики. Но давайте теперь попробуем подтолкнуть коробку. Равновесие нарушится.

49: 1 стенке скопится больше фотонов, и давление на неё возрастёт. Вам придётся приложить усилия, чтобы преодолеть это воздействие, и вы реально ощутите некое сопротивление, словно коробка потяжелела. А что такое масса? Это мера инертной.

50: Тела, которое показывает, насколько сложно разогнать или затормозить тело, изменить его скорость, велосипед легче мотоцикла, ведь его проще разогнать молоток, тяжелее поп etta, потому что ноге сложнее его затормозить, ну и так далее с нашей световой.

51: Коробкой все тоже самое. Чем больше энергия фотонов внутри, тем сильнее сопротивление, тем сложнее её разгонять, тормозить, тем больше масса. Вот так она и появляется. Хотя, казалось бы, откуда ей там взяться? И с протоном, по сути, такая же ситуация.

52: Можно считать, что энергия кварков и глюонов делает его более инертным, более тяжёлым, а это масса и есть удивительная штука, потому что вроде как больше 100 лет назад эйнштейн нам все уже как бы объяснил, но все равно впечатляет. Вернёмся к

53: Одиночным голым частицам, как появляется масса у них. Ну, наверняка вы слышали, что тут как-то замешан базон хикса, но на самом деле все чуть иначе. Считается, что по всей Вселенной разлито некое поле хикса по 1 загадочной причине, которую называют спонтанно.

54: Нарушением симметрии в каждой точке пространства оно имеет ненулевое значение. Ну, если быть точным, ненулевое, вакуумное, ожидаемое значение, что за симметрия ожидания мы обсудим в следующих выпусках, а пока важно следующее большинство частиц приобретают массу.

55: Как раз-таки, взаимодействуя с этим полем, есть не очень точная аналогия, что это похоже на пенопластовые шарики на столе сами по себе они разлетаются от лёгкого дуновения, как безмассовые частицы, но если добавить воды, то они будут в ней вязнуть.

56: Словно стали тяжелее типа тоже самое происходит и с частицами в поле хикса, да, в целом, похоже, единственное, что частицы тормозятся не всегда, а испытывают сопротивление только ускорению и торможению, но на 1 раз образно пойдёт. Ну а сам базон?

57: Фикса это просто возмущение в этом поле, ну как волна на поверхности воды. И на самом деле он абсолютно бесполезен и не выполняет никаких функций. Ну, кроме того, что доказывает существование этого поля. Так что можно сказать, что он кот среди частиц вообще ничего.

58: Не делает, но все его любят, обсуждают и фотографируют. Если вкратце, почему у него масса есть изначально? Потому что это возмущение не нулевого поля. Остальные частицы таким похвастаться не могут. И самое интересное, как именно частицы взаимодействуют с полем.

59: Вот тут начинается самый хардкор, потому что, во первых, математика этих процессов настолько сложная, что, наверное, нужно тысяч 5 баллов по егэ набрать, чтобы все понять. А во вторых, тут уже нет простых бытовых аналогий, потому что час

60: Птицы, знаете ли, не хотят вести себя как привычные нам вещи, поэтому объяснения могут показаться неполными, такими общими, но, поверьте, это самое близкое к истине в общем, летс гоу, дабл ю и z бозоны переносчики сла.

61: Во взаимодействие, на мой взгляд, это одни из самых драматичных частиц, потому что они приобретают массу, поедая другие частицы. Кто же их жертвы оказывается при спонтанном нарушении симметрии полем хикса возникает не 1, а целых 4 вида базона хи.

62: 1 из них, который кот, имеет вполне конкретную массу и гуляет сам по себе, хоть и недолго, но вот остальные 3 безмассовые, их чаще называют голдстоуновские, вазонами, и в свободном состоянии они не наблюдаемы, потому что сразу поедаются.

63: Другими безмассовыми частицами, прородителями дабл ю и z бозонов. И в итоге получаются массивные частицы, переносчики слабого взаимодействия вот такой вот дикий субатомный мир только называется это не жестокая зверская расправа, а меха.

64: Хикса, движемся дальше. Кварки и лептоны, они массу получают иначе тут в игру вступает то, что у каждой частицы есть такая характеристика, как spin. Обычно её иллюстрируют вращением частицы вокруг своей оси, которая идёт всегда неза.

65: Зависимо от внешних условий, на самом деле там ничего не вращается. Это чисто квантовое понятие, но как аналогия сойдёт, теперь представим летящий электрон, он вращается в определённую сторону. Но может ли поменять свой спин на противоположный? Да, можете

66: Единственное, что для этого ему требуется, испустить или поглотить частицу, которая изменит ещё 1 его параметр, так называемый слабый гиперзаряд, и как раз-таки это позволяет ему сделать поле хикса, которое может поглощать и испускать такие частицы.

67: В итоге электрон так увлекается, что вообще постоянно изменяет свой спин непрерывно туда обратно, туда, обратно. И в этом процессе происходит самое важное. У него появляется масса. Вот что это такое, это частота, с которой спин меняется туда сюда.

68: Причём этот процесс зависит ещё и от скорости. Если мы захотим разогнать какую-то частицу, нам придётся изменить частоту вот этих вот колебаний спина туда обратно. И тут наклёвывается такая механическая аналогия, что если представлять себе спин как вращение, то

69: Вот эти вот колебания, они будут обладать какой-то инертностью. И если мы захотим изменить скорость и частоту этих колебаний, мы столкнёмся с неким сопротивлением, которое будет ощущаться нами как некая тяжесть, некая масса. Ещё раз повторюсь, это очень кондовая

70: Аналогия там нет, конечно, ни вращения, ни колебаний, вообще ничего механического. Все это очень образно, за точными понятиями и закономерностями я любезно прошу вас переходить в описание, там ссылочки на подробные статьи. В любом случае примерно так и формируется масса.

71: У всех кварков, электронов, мионов и тау лептонов называется этот процесс нарушение киральной симметрии, и он возможен благодаря тому, что оказывается, даже на таком микроскопическом уровне существует разница между вращением по и против.

72: Стрелки, да, оказывается, Вселенная различает лево и право. И можно сказать, что частицы и их зеркальные отражения это чуть чуть разные частицы. Вообще такой дисбаланс имеет далеко идущие последствия. Но пока давайте ограни.

73: Только этим идём дальше. Остался самый тяжеловесный процесс, дающий большую часть изученной нами массы, а именно возникновение тяжёлых протонов и нейтронов из Лёгких кварков. Ну, вроде как мы ответили уже на этот вопрос. Во всем виновато месиво из кварков и

74: Лионов с огромной энергией, но остаётся 1 нюанс. Виртуальные частицы образуются везде в пространстве, но почему-то в любой точке они не приводят к возникновению массы. А вот в протоне все-таки это получается, что там та

75: Какого другого и какие лайфхаки там были применены. Это очень тонкий момент. Тут тоже есть нарушение киральной симметрии. И здесь тоже частицы постоянно меняют свой спин, но при этом они взаимодействуют не с полем хиггса, а с самим кварковым полем, которое

76: В окрестностях протона приобретает ненулевое значение иными словами, виртуальные частицы в протоне такие же, как и везде, но вот поле, возмущениями которого они являются, уже немножечко другое его можно сравнить с поднятым уровнем воды.

77: Водохранилище вроде как волны на поверхности образуются такие же, но вот если сравнить, то окажется, что все они стали выше и это даёт свой определённый эффект поле в таком состоянии называют конденсатом и как раз-таки благодаря ему протон и пр.

78: Обретает большую часть энергии, которую мы воспринимаем как масса. Конечно же, это все очень упрощённо. Куча деталей опускается. Но суть именно такая. Почему вопрос возникновения массы так важен. Можно утверждать, что это фундаментальное свойство материи. И вообще то было бы

79: Неплохо знать, как она появляется, можно говорить о том, что это продвинет нас вперёд в понимании природы тёмной материи. Ну и вообще пригодится в далёком будущем. Но я здесь вижу ещё 1 смысл пока частицы остаются безмассовыми, они всегда движут.

80: Со скоростью света, а значит, что у них нет возможности объединиться в протоны, нейтроны, атомы, молекулы, вообще любые другие структуры, и если бы механизм хиггса не включился в первые мгновения существования Вселенной, то тогда мы с вами были бы не такими.

81: Классными, красивыми, а просто кучкой разрозненных частиц, которые с бешеной скоростью летают по Вселенной. Более того, на скорости света время замедляется до полной остановки, и у нас не было бы ни мгновения, ни секундочки, чтобы понять, что мы вообще упустили.

82: По сути, именно поле хиггса определило тот облик Вселенной, который мы наблюдаем вокруг. Да, оно даёт небольшую часть массы, но определённо теперь мы знаем, кто задал тренд, и на этом не все. Ставьте лайки, подписывайтесь, делитесь этим роликом с друзьями.

83: И, конечно же, обсуждайте самое интересное из него, тем более что сейчас это можно делать по телефону, который вы соберёте своими руками. Да, это наш новый научный конструктор. Телефон Белла, собранный по технологиям 19 века. Именно такой собирал дядя Митя.

84: Здесь очень много деталей, с помощью которых вы можете собрать вот такой вот телефонный аппарат в ретро стиле сюда слушать, сюда говорить. Также есть огромный огромный моток провода, который вы можете протянуть между 2 квартир, между

85: Дач домов где угодно и иметь стабильную телефонную связь, причём бесплатную. В описании будет ссылочка, где можно посмотреть, изучить, приобрести и в принципе все. Но давайте под конец покажу, как звучит

86: Этот гаджет, это действительно прям такая ретро олдскульная атмосфера.

87: Алло, привет. Короче, я сейчас такое посмотрел, мы даже не думали, что все так, вообще все по другому оказывается. Короче, x. Это вот. А ещё надо там дискотека.

88: Записав.