Рубаков В.А., Белокуров В.В., Левков Д.Г., Либанов М.В., Мартыненко Н.С., Троицкий С.В. От частиц до Вселенной:
Путешествие от субатомных размеров до границ наблюдаемого космоса

2025. 264 с.

Серия: ФУНДАМЕНТ БУДУЩЕГО: Юбилейная серия в честь 270-летия МГУ имени М.В. Ломоносова

Серия: НАУКУ — ВСЕМ! Шедевры научно-популярной литературы (физика)

Белая офсетная бумага

Мягкая обложка

Аннотация

Книга предназначена широкому кругу читателей: от учеников старших классов, интересующихся современной наукой, до профессиональных исследователей. Читатель сможет познакомиться с физикой как самых маленьких, так и самых больших масштабов, доступных сегодня для изучения, и узнать, как близки эти две крайности. Речь пойдёт о квантовой физике, физике элементарных частиц в контексте астрофизики и космологии. Отдельно обсуждается излучение... (Подробнее)

Оглавление

Предисловие				10
Глава 1. Введение				12
1. Дорога вглубь: от составного к элементарному				14
1.1. Атомы				14
1.2. Ядра, протоны и нейтроны				14
1.3. Кварки				15
2. Опережая технологии…				17
3. …И раздвигая границы возможного				21
Глава 2. Квантовая физика				23
1. Классическая механика				23
2. Специальная теория относительности				29
3. Квантовая теория				32
3.1. Предисловие к новой теории				32
3.2. Где заканчивается классическая механика				34
3.3. Математический аппарат				38
3.4. Основы квантовой механики				43
3.5. Квантовый гармонический осциллятор				50
3.6. Не только наука				57
Глава 3. Физика элементарных частиц				61
1. От квантовой механики к квантовой теории поля				61
1.1. Квантовая теория поля				61
1.2. Что на самом деле обозначают диаграммы Фейнмана				66
2. Стандартная модель физики частиц				68
2.1. Список частиц				70
2.2. Фундаментальные взаимодействия				71
2.2.1. Электромагнетизм				75
2.2.2. Слабое взаимодействие				76
2.2.3. Сильное взаимодействие				77
2.2.4. Гравитация				79
2.2.5. Взаимодействующие частицы — в Стандартной модели и вокруг нас				80
2.3. Параметры				81
3. Симметрии и законы сохранения				83
3.1. О роли симметрий в физике				83
3.2. Законы сохранения как «правила игры» в физике частиц				87
3.3. Нарушение симметрии				89
3.3.1. Явное нарушение симметрии				89
3.3.2. Динамическое нарушение симметрии				90
3.3.3. Спонтанное нарушение симметрии				90
3.4. О поле и о бозоне Хиггса				94
Глава 4. Нейтрино и астрофизика частиц				97
1. Вселенная как лаборатория: раздвигая возможности человечества				97
2. Старые и новые проблемы солнечных нейтрино				100
3. Почти детективная история, случившаяся 23 февраля 1987 года				111
4. Нейтринная астрофизика высоких энергий				116
5. Геонейтрино				120
Глава 5. Строение и эволюция Вселенной				123
1. Что мы знаем о Вселенной сегодня				123
2. Уравнение Фридмана и эволюция Вселенной				128
3. Вселенная в прошлом				129
4. Проблема энергетического состава				134
5. Темная материя				136
6. Барионная асимметрия				140
7. Темная энергия				145
8. Дружелюбные случайности				147
9. Проблемы теории горячей Вселенной				149
10. Вселенная до горячей стадии				151
Глава 6. Парадоксальная информация о сиянии черных дыр				154
1. Начнем с простого				154
2. Заплыв в черную дыру				155
3. Сингулярность черной дыры				159
4. Диаграммы Пенроуза				164
5. Теоремы об отсутствии волос				166
6. Наш дивный квантовый мир				168
7. Энтропия Бекенштейна				175
8. Теплые черные дыры				183
9. Термодинамика черных дыр				192
10. Они сияют!				195
11. Информационный парадокс				204
12. Клонирование и дополнительность				208
13. Задача про Супермена				212
14. Парадокс клонирования возвращается				215
15. Кривая Пейджа				216
16. АдС/КфТП соответствие				223
17. Новая энтропия и зеленые человечки				229
Глава 7. Почему наш мир таков, каков он есть				234
1. Бал правит симметрия				234
2. Физика для лентяев				237
3. Точная настройка мира				242
4. Мир для нас				247
5. Разные миры				253
Источники иллюстраций				257

Об авторах

Рубаков Валерий Анатольевич

Один из крупнейших мировых специалистов в области квантовой теории поля, физики элементарных частиц и космологии. Его работы внесли основополагающий вклад в различные разделы теории ранней Вселенной, непертурбативной квантовой теории поля, физики элементарных частиц за пределами Стандартной модели. Академик, руководитель секции ядерной физики РАН. Один из основателей и руководитель кафедры физики частиц и космологии физического факультета МГУ имени М. В. Ломоносова.

Белокуров Владимир Викторович

Профессор, декан физического факультета МГУ имени М.В. Ломоносова. Его научные интересы связаны с математическими проблемами квантовой теории поля, квантовыми вычислениями и квантовыми коммуникациями. Разработал принципиально новые подходы к теории возмущений в квантовой теории поля и теории суперструн.

Левков Дмитрий Геннадиевич

Старший научный сотрудник Института ядерных исследований (ИЯИ) РАН и заместитель директора Института теоретической и математической физики МГУ имени М.В. Ломоносова. Занимается космологией сверхлегкой темной материи, физикой черных дыр, инстантонами и непертурбативными процессами в квантовой теории поля.

Либанов Максим Валентинович

Чл.-корр. РАН, директор ИЯИ РАН, специалист в области квантовой теории поля и физики частиц, гравитации и космологии. Его наиболее известные работы связаны с проблемой космологической постоянной, моделями с модифицированной гравитацией, теориями с дополнительными пространственными измерениями. Преподает квантовую теорию поля студентам физического факультета МГУ имени М. В. Ломоносова и МФТИ.

Мартыненко Николай Сергеевич

Молодой ученый, занимающийся исследованиями на стыке физики элементарных частиц и астрофизики, лауреат медали РАН для студентов за лучшую научную работу. Аспирант физического факультета МГУ имени М.В. Ломоносова и сотрудник ИЯИ РАН.

Троицкий Сергей Вадимович

Чл.-корр. РАН, главный научный сотрудник ИЯИ РАН, специалист в области физики и астрофизики элементарных частиц высоких и сверхвысоких энергий, расширений Стандартной модели, нейтринной астрономии. Заведует кафедрой физики частиц и космологии физического факультета МГУ имени М.В. Ломоносова.