Теория струн, для чего построен БАК в CERN - в популярном изложении.

Современное научное понимание мира показалось бы нашим предкам слишком фантастичным!
В 60-х годах двадцатого века ученые начали разрабатывать новую теорию строения мира – теорию струн. В квантовой механике появилась теория итальянца Редже. Масса адрона (элементарной частицы) оказалась зависима от спина (направления вектора вращения). Было введено понятие «реджеон». Несколько ученых вывели формулу струнной интерпретации данного явления. В 1968 году для пионов (субатомных частиц) с нулевым спином была выведена формула и дано объяснение, что они взаимодействуют между собой при помощи «струн», вибрирующих на определенных частотах. Но наступила эра квантовой хромодинамики, вошедшей в теоретический фундамент физики высоких энергий. Она похоронила на время интерес к «струнной теории» устройства мироздания. Была выдвинута гипотеза о существовании тахионов – частиц со скоростью выше световой. В 1974 году, продолжая изучать старую теорию струнных вибраций, американский физик-теоретик Джон Шварц заявил, что тахион похож на гравитон (частичку гравитационного поля без массы и со спином). И вот создается новая теория – бозонных струн. Из нее следовало, что масса и вид элементарной частицы задаются колебаниями «струн». Каждая «нота» струны создает свою частицу. Сами «струны» размерами в миллиарды миллиардов раз меньше каждая, чем ядро атома. Всё строение материи «играется», таким образом, на невидимом «рояле». Ученые спорили о виде «струн». Одни говорили, что это «колечки», другие – что «нити». В конце концов, победила теория замкнутых струн. Весь спектр частиц, то есть вся гамма колебаний должна была ограничиваться бозонами (частицами с целым значением момента импульса, то есть вращающихся). Питер Хиггс выдвинул постулат о существовании бозонов с нулевыми спинами. Такую элементарную частицу недавно открыли, экспериментируя на ЦЕРНе, по крайней мере так заявили ученые-физики. Существование же тахиона пока не доказано. Если же тахионы будут обнаружены в природе, то это докажет возможность путешествий во времени и пространстве со сверхсветовыми скоростями. Но вернемся к теории струн. Вибрируют «колечки», причем одновременно в десяти измерениях, определяя свойства элементарных частиц. Масса и заряд, спин частицы – всё это получается от определенной частоты «струны». Вселенная существует в гармонии. Наше пространство имеет всего три измерения – длину, ширину, высоту. Остальные измерения как бы «свернуты в струнах». Представьте веревку и узлы на ней – это будет трёхмерная и свернутые вселенные.
Кроме бозонов есть еще фермионы (например, кварки) – частицы с дробным значением спина. Вместе они образуют квантовые поля методом суперсимметрии. Для открытия и исследования свойств таких частиц предназначен БАК – адронный коллайдер в Швейцарии. Суперструнные теории существуют сегодня в пяти вариантах, объединенных в одну М-теорию. Связь между пятью этими теориями осуществляется с помощью дуальностей. Для примера можно привести вот что, на свете есть много богов, но религия везде одна как верование. Так и с теориями струн.
Наш мир не познан до конца, и исследованиям никогда не будет предела. Может быть, когда-то человечество создаст и машину времени, и звездолеты со скоростью выше световой. Раскроет тайны прошлого, узнает о будущем. Хочется в это верить!