Дизайнер элементарных частиц ищет работу

Кварки, как их увидел Ян-Хендик Андерсен. Рисунок с сайта www.physicsweb.org.

В Мичиганском университете художник-дизайнер в сотрудничестве с физиками разработал символические изображения элементарных частиц Стандартной модели.

Элементарные частицы — довольно абстрактные сущности, и физики обычно избегают вопроса о том, как они выглядят. Оно и понятно, частицы невозможно увидеть в привычном нам смысле слова, поскольку их размеры много меньше длины волны света, который мы воспринимаем. И всё же на иллюстрациях частицы надо как-то изображать. Обычно в таком случае рисуют условный маленький шарик с буквенным обозначением, а то и просто стрелку, указывающую направление движения частицы.

Художник Ян-Хенрик Андерсен (Jan-Henrik Andersen) из Мичиганского университета не захотел мириться с таким примитивизмом. В сотрудничестве с двумя физиками — экспериментатором Дэвидом Гердесом (David Gerdes) и теоретиком Гордоном Кейном (Gordon Kane), — а также с Шерри Смит (Sherri Smith), деканом Школы искусств и дизайна при Мичиганском университете, он решил разработать зрительные образы для элементарных частиц, сообщает портал PhysicsWeb.

Андерсен стремился создать такие изображения фундаментальных частиц — кварков, лептонов и бозонов-переносчиков взаимодействий, — которые могли бы соперничать по выразительности с традиционным изображением атома в виде ядра, окруженного эллиптическими орбитами электронов. Причем, по замыслу, изображения должны были также отражать основные свойства элементарных частиц — электрический заряд, спин, массу и цвет кварков. Именно для этого понадобились консультации с физиками, в ходе которых было перебрано немало разных вариантов.

Эта работа Яна-Хенрика Андерсена иллюстрирует реальное событие в микромире — столкновение протона и антипротона на коллайдере Тэватрон в Национальной лаборатории им. Энрико Ферми (Tevatron Collider at Fermilab). Изображение с сайта www.physicsweb.org

В конечном счете, за основу приняли формы, описываемые так называемой кривой Ламе — обобщенным уравнением эллипса: (x/a)^m + (y/b)^m = 1, где a и b задают размеры полуосей, а показатель степени m — характер скругления углов. Для кварков выбраны традиционные три цвета — красный, зеленый и голубой, а вот для антикварков, которые в паре с кварками дают бесцветное сочетание, вполне естественно было выбрать дополнительные цвета — циан, пурпурный и желтый.

В итоге получились довольно красивые трехмерные загогулины, рассматривая которые действительно можно помедитировать на тему Стандартной модели элементарных частиц. Но вряд ли кто-то станет рисовать подобные фигуры на салфетке, обсуждая с приятелем последние результаты эксперимента на протонном коллайдере: без компьютера с хорошей программой 3D-графики эти загогулины не изобразить.

Что же касается применения этих форм вне научного контекста, то здесь всё покажет время. Сегодня это, пожалуй, самые красивые картинки на эту тему. И если в каком-нибудь университете захотят украсить парк скульптурными изображениями кварков, то лучшего варианта пока не найти.

Работы Яна-Хенрика Андерсена опубликованы в октябрьском номере Symmetry Magazine.

<< Назад