Одним из главных принципов уникальной «системы Физтеха», заложенной в основу образования в МФТИ, является тщательный отбор одаренных и склонных к творческой работе представителей молодежи. Абитуриентами Физтеха становятся самые талантливые и высокообразованные выпускники школ всей России и десятков стран мира.

Студенческая жизнь в МФТИ насыщенна и разнообразна. Студенты активно совмещают учебную деятельность с занятиями спортом, участием в культурно-массовых мероприятиях, а также их организации. Администрация института всячески поддерживает инициативу и заботится о благополучии студентов. Так, ведется непрерывная работа по расширению студенческого городка и улучшению быта студентов.

Адрес e-mail:

Пронских В.С., Липкин А.И. "О некоторых особенностях современного «сложного» эксперимента"

Структура "классического" эксперимента, сформировавшегося в теории падения тела Г. Галилея, состоит из трех частей: <П|X(Т)|И>, где  X(Т) – исследуемое явление или объект, Т – его теоретическая модель, <П| – приготовление исследуемой системы (объекта) в исходном состоянии, |И> – измерение конечного состояния, которое определяется совокупностью значений некоторого набора измеримых величин. Измерение предполагает наличие эталона (Эj) для каждой измеримой величины и состоит в сравнении с эталоном (И={Оjj)}) [1].Структура (1) остается справедливой и для нерелятивистской квантовой механики [3, 2].

Посмотрим, что меняется в этой структуре при переходе к анализируемым П. Галисоном [4] экспериментам на ускорителях элементарных частиц, являющихся образцом предельно сложного современного эксперимента. В качестве конкретного примера такого "сложного" эксперимента рассмотрим эксперимент по обнаружению переносчиков электрослабого взаимодействия (W± и Z бозонов) Gargamelle в ЦЕРН, описанного в одной из глав в [4].

Первая особенность такого эксперимента состоит в сложной структуре операций приготовления. Во-первых, приготовляется сразу (параллельно) несколько систем (явлений). Во-вторых, приготовление здесь оказывается многоступенчатой и сильно теоретически нагруженной операцией. Операцию такого "сложного" приготовления , по аналогии с (1) можно представить следующим образом:

<П| =  <ПУ’Т’(e,p,n; Z0,W±)|; <ПУ’’Т’’(n; Z0,W±)|; <ПУ’’’Т’’’(фон; Z0,W±)|},   (1)

где <ПУ’Т’(e,p,n; Z0,W±)| -- приготовление мишени для нейтрино,  e,p,n - материал пузырьковой камеры, включающий электроны, протоны и нейтроны, взаимодействие которых с нейтринным пучком должно приводить к рождению Z0 и W± , ПУ’Т’ – операции приготовления, основанные на использовании блока установки У’ и теорий уровня Т’; <ПУ’’Т’’(n; Z0,W±)| – приготовление потока нейтрино, имеющее еще более сложную структуру. Каждый из таких уровней для действительно сложного эксперимента может включать большое число частных теорий.

Непременным условием сложного эксперимента, которое практически не отмечается большинством авторов, является «приготовление» фона <ПУ’’’Т’’’(фон)|, который можно определить как явление, наблюдаемые признаки которого трудноотличимы от признаков явления, изучаемого в данном эксперименте, но имеющее другую природу.

Еще сложнее обстоит дело с операциями измерения, которые тоже становятся "сложными". Первая сложность состоит в том, что "измеряемыми" оказываются сразу несколько "явлений", которые можно поделить на искомые "вторичные" явления {bi }, являющиеся продуктом-следствием и искомым следом-признаком исследуемых явлений {ak } (рождение W± и Z бозонов), и неустранимых фоновых явлений {fj } (и те и другие сами тоже могут быть сложными и многоступенчатыми).

Вторая сложность (вытекающая из специфики теории элементарных частиц, основанной на квантовой теории поля) состоит в том, что место эталона типа метра здесь занимает теоретически нагруженный базовый элемент-образ следа соответствующих элементарных частиц, а процедуре сравнения с эталоном отвечает распознавание этого образа: |И{y}>  ==> {|РОii){y}>}, где y – слева – измеримая величина, а справа – фотоснимок пузырьковой камеры (или его аналог), Оii) – теоретически нагруженный образ i-го вторичного явления из группы {bi } или {fj }, Р – его распознавание.

Итак, основные отличия "сложного" эксперимента от "простого" (1) сводятся к следующему: приготовляется и измеряется сразу несколько параллельных процессов-явлений; место измерения величин занимает распознавание образа; имеет место особая теоретическая нагруженность операций приготовления и "измерения-распознавания". Особого анализа потребует случай, когда исследуемая теория T, входящая в центральную часть эксперимента (в X(T)), будет использоваться в качестве Тв операциях приготовления или измерения.

Литература

[1] Липкин А.И. Объектная теоретико-операциональная  модель структуры научного знания // Философия науки (под ред. А.И. Липкина). М.: ЭКСМО, 2007.

[2] Липкин А.И. Квантовая механика как раздел теоретической физики. Формулировка системы исходных понятий и постулатов // Актуальные вопросы современного  естествознания. 2005, вып. 3, с. 31–43.

[3] Фок В.А.  Критика взглядов Бора на квантовую механику // Успехи физических наук, 1951, XLV. 1, с. 3–14.

[4] Galison P. L., How experiments end. –  Chicago and London: The University of Chicago Press, 1987.

Если вы заметили в тексте ошибку, выделите её и нажмите Ctrl+Enter.

© 2001-2016 Московский физико-технический институт
(государственный университет)

Техподдержка сайта

МФТИ в социальных сетях

soc-vk soc-fb soc-tw soc-li soc-li
Яндекс.Метрика