Рекогносцировка местности что это такое
Рекогносцировка на местности: что это такое?
Начальным этапом проведения любых полевых работ в геодезии является рекогносцировка на местности, которая представляет собой осмотр, обследование территории с целью оптимального выбора опорных пунктов для проведения топографической съемки.
Рекогносцировка — это комплекс работ, в процессе проведения которых непосредственно на участке обследования уточняется проект плановых и высотных геодезических сетей, размечаются места расположения центральных пунктов и реперов для будущих ходов съемки.
Это важная составляющая часть геодезических работ, потому что топографические карты со временем устаревают. Появляются новые объекты, исчезают старые, изменяется естественный ландшафт вследствие технологической деятельности человека.
Что включают рекогносцировочные работы
Документирование рекогносцировочных работ
В соответствии с СП 11-104-97 в результате проведения рекогносцировки подготавливается следующая документация:
Особенности рекогносцировки для разных объектов
В процессе обследования территории, подлежащей съемке, изучаются не только геометрические и метрологические показатели, но и физическое состояние объекта. Некоторые условия окружающей среды: агрессивные грунтовые воды, электромагнитные помехи могут влиять на измерительные датчики и приборы. При рекогносцировке местности это учитывается в целях выбора эффективных методов и подбора аппаратуры.
Рекогносцировка на действующих инженерных, транспортных сетях включает визуально-инструментальные методы обследования инженерных коммуникаций, поверхности прилегающего грунта для обнаружения трещин и деформаций.
В условиях плотной застройки в качестве точек съемочного обоснования по максимуму используются четко выделяющиеся элементы: углы зданий, люки смотровых колодцев, опоры мостов и столбы линий электропередачи. В городской среде и на промышленных предприятиях постоянные съемочные центры устанавливаются на расстоянии 0,8–1 км.
В процессе планирования съемки в руслах рек пункты триангуляции устанавливаются на островах, террасах, через каждые 5 км закрепляются постоянными скальными или грунтовыми знаками.
На потенциально опасных технологических объектах нефтяной промышленности и других отраслей хозяйства проводится систематический геодезический мониторинг наблюдений за деформациями объектов нефтедобычи. Рекогносцировочные работы на таких участках включают восстановление, нивелирование реперов и осадочных контрольных точек.
Основная задача, выполняемая в процессе рекогносцировки, — уточнение технического проекта съемки территории путем совмещения проектной схемы расположения ходов и полученной на местности информации с учетом текущих изменений и требований к точности построения планируемой топографической карты (цифровой модели объекта исследования).
Рекогносцировка
Зачастую граждане, столкнувшись с необходимостью проведения рекогносцировки участка, не знают, что делать и к кому обращаться. Поэтому в данной статье расскажем о том, что это такое и зачем нужно. Какие виды рекогносцировки существуют, какие документы для проведения нужны.
Что такое рекогносцировка земельного участка?
Слово рекогносцировка произошло из латинского языка и в переводе означает осматривать/обследовать. Касаемо данного вида работ в геодезии данный перевод также применим.
Рекогносцировка местности – это первичное исследование (ознакомление) с местностью земельного участка, на котором будет проводиться геодезические работы, с задачей определения сложности предстоящих работ и положения геодезических опорных пунктов.
Геодезические опорные пункты – особенные точки, образующие единую геодезическую сеть, имеющие координаты, для точной привязки объектов на местности.
Помимо поиска геодезических опорных пунктов при проведении рекогносцировки местности необходимо проанализировать все нюансы: рельеф, климат, состояние почвы, геологические явления (оползни, эрозии) и прочие факторы, влияющие на зону строительства.
Для чего проводится рекогносцировка?
В геодезии рекогносцировка местности проводится для различных задач, к примеру:
Данный вид исследования помогает оценить территорию планируемого строительства на наличие или отсутствие необходимых подъездных путей, принятия необходимых решений для дальнейшей планировки и организационно-технических моментов.
В особенности проведение рекогносцировки важно на земельных участках со сложным рельефом, растениями, сооружениями и прочими осложняющими будущую работу трудностями.
Таким образом, простыми словами можно сказать, рекогносцировка местности проводится с целю получения актуальных сведений о состоянии территории для анализа, понимания сложности и дальнейшего плана геодезических и строительных работ.
Этапы проведения рекогносцировки земельного участка
Состав работ и сложность проведения рекогносцировки могут отличаться в зависимости от ситуации, но стандартно можно выделить следующие этапы:
Какие документы необходимы для рекогносцировки территории
Список необходимых документов для рекогносцировки земельного участка зависит от того, какие виды работ планируется проводить впоследствии и обсуждается в индивидуальном порядке.
В любом случае, при наличии какой-либо архивной геодезической/картографической документации на данную местность, следует предоставить её специалистам для предварительного ознакомления с участком.
Рекогносцировка
Смотреть что такое «Рекогносцировка» в других словарях:
РЕКОГНОСЦИРОВКА — (от слова рекогносцировать). Изыскания на театре военных действий. Разведки. Словарь иностранных слов, вошедших в состав русского языка. Чудинов А.Н., 1910. РЕКОГНОСЦИРОВКА в воен. деле разведывание характера местности, а также численности и… … Словарь иностранных слов русского языка
рекогносцировка — изучение, разведка, обследование, разведывание, осматривание Словарь русских синонимов. рекогносцировка сущ. • разведка обследование местности для получения сведений, необходимых для ведения военных действий, геологических работ) Словарь русских… … Словарь синонимов
РЕКОГНОСЦИРОВКА — обследование и выбор на месте площади, пригодной для строительства пруда или рыбоводного хозяйства. Рекогносцировка производится рыбоводом и гидротехником, которые в результате обследования представляют план глазомерной съемки обследованного… … Прудовое рыбоводство
РЕКОГНОСЦИРОВКА — (от лат. recognosco осматриваю) в военном деле визуальное изучение противника и местности в районе предстоящих боевых действий лично командиром (командующим) и офицерами штабов для получения данных и принятия решения; в мирное время при… … Большой Энциклопедический словарь
РЕКОГНОСЦИРОВКА — РЕКОГНОСЦИРОВКА, рекогносцировки, жен. (воен., геод.). 1. только ед. Действие по гл. рекогносцировать. 2. Поездка с этой целью. Отряд возвратился из рекогносцировки. Толковый словарь Ушакова. Д.Н. Ушаков. 1935 1940 … Толковый словарь Ушакова
РЕКОГНОСЦИРОВКА — РЕКОГНОСЦИРОВКА, и, жен. (спец.). 1. Разведка для получения сведений о противнике, производимая лично командиром и офицерами штабов перед предстоящими боевыми действиями. 2. перен. Предварительное обследование местности для каких н. специальных… … Толковый словарь Ожегова
РЕКОГНОСЦИРОВКА — (Reconnaissance, reconnoitring) разведка, осмотр местности, предваряющий геодезическую съемку или какую нибудь военную операцию. Самойлов К. И. Морской словарь. М. Л.: Государственное Военно морское Издательство НКВМФ Союза ССР, 1941 … Морской словарь
рекогносцировка — — [http://slovarionline.ru/anglo russkiy slovar neftegazovoy promyishlennosti/] Тематики нефтегазовая промышленность EN preliminary survey … Справочник технического переводчика
рекогносцировка — Предварительный осмотр и обследование местности с целью выбора маршрутов и ключевых участков дальнейших более детальных экспедиционных исследований … Словарь по географии
рекогносцировка — и; ж. 1. Воен. Изучение местности и обороны противника перед началом боевых действий лично командиром (командующим) и офицерами штабов. Произвести рекогносцировку крепости. Уточнить план операции при личной рекогносцировке. 2. Геод.… … Энциклопедический словарь
Рекогносцировка на местности: что это такое?
Если речь идет об осуществлении работ геодезической разновидности (выполняются в полевых условиях), то первоначально в обязательном порядке осуществляется рекогносцировка. Она включает в себя визуальный осмотр и исследование определённой площади. Подобные действия выполняются для подбора опорных пунктов для выполнения топографической съемки в будущем.
Рекогносцировка включает в себя перечень работ, при проведении которых осуществляется уточнение проекта плановых и высотных сетей, производится разметка места размещения центральных пунктов и реперов для последующих съемок.
Рекогносцировка — важный элемент работ, проводимых в области геодезии. Это обусловлено тем, что карты топографического типа устаревают после прохождения определённого временного промежутка. Это связано с тем, что на местности возникают новый объекты, пропадают старые. Более того, происходит изменение естественного ландшафта, которые чаще всего обусловлены техно. деятельностью, осуществляемой людьми.
Документирование
При осуществлении такого действия, как рекогносцировка, в обязательном порядке подготавливаются специализированные документы. В её состав входит:
1. Описание разновидностей особых центров, мест размещения знаков реперного типа.
2. Акты сдачи размещённых ранее знаков геодезической разновидности под охрану.
3. Накладка схемы сети планово-высотной разновидности на карту создаваемых сетей.
4. Обоснование корректировок, которые вносятся в проект в части размещения сетей разнообразного типа, а также методик и глубины постановки реперов.
5. Пояснительная записка. Она включает в себя характеристику участка, которая относится к физико-географическому типу. Подробно описываются разновидности почвы, степень залесенности, обводненности, свойства рельефа.
Подготовке каждого документа уделяется особое внимание. Необходимые действия на этом этапе осуществляются с учётом СП 11-104-97. Благодаря этому появляется возможность точно обозначить каждую деталь — обеспечить эффективность дальнейших действий.
Что включает в себя рекогносцировка
Если речь идет о рекогносцировочных работах, проводимых перед выполнением каких-либо геодезических действий, то они включают в себя следующие обязательные операции:
A. Получение, анализ ранее подготовленных материалов, имеющих отношение к конкретной местности.
B. Обследование пунктов геодезической основы, знаков межевого типа. В обязательном порядке осуществляется проверка физической пригодности последних для наблюдения со спутника. На этом этапе в зависимости от наличия или отсутствия соответствующей необходимости осуществляется реконструкция с целью повышения эффективности наблюдения. При выполнении этого действия поднимается антенна, входящая в состав приёмника, вынесение точки, монтаж с определением составляющих привидения.
C. Поиск и определение координат характерных точек, находящихся на исследуемой площади. В такой ситуации ищут пригодные точки. Для ориентира можно использовать точки линейного объекта, роль которого могут играть трубопроводы или дороги. Ещё использоваться в качестве него могут другие коммуникации или составляющие разнообразных сооружений, обладающие определёнными характеристиками.
D. Определение мест размещения пунктов триангуляционный и полигонометрической разновидности. Они располагаются в местах, которые являются благоприятными по условиям подъезда, а также отсутствию высокой растительности, создающей помехи и причиняющей неудобства. Во внимание принимается также качество пунктов, которое должно обеспечивать их долговременную сохранность, а также достаточную открытость для осуществления линейных и угловых измерений в будущем.
E. Закрепление пунктов съемочных сетей. Подобное действие рекогносцировочная группа специалистов выполняет в обязательном порядке. Монтаж осуществляется на местности с использованием долговременных знаков. Именно они обеспечивают возможность использования при выполнении последующих изысканий и строительных работ разнообразного типа в будущем. В некоторых местах при наличии соответствующей необходимости устанавливаются вехи, то есть реперные знаки.
Выполнение перечисленных работ требует соответствующих знаний и опыта, поэтому к ним привлекаются специалисты, имеющие соответствующее образование и квалификацию. К самостоятельной рекогносцировке никогда не допускают новичков, так как как это может привести к серьёзным последствиям в будущем.
Особенности
При обследовании территории, которую в будущем предстоит снимать, осуществляется изучение не только геометрических и метрологических показателей, но и исследуется физическое состояние объекта. Во внимание также принимаются определенные условия окружающей среды, такие как агрессивные грунтовые воды, помехи электромагнитной разновидности, которые могут оказывать неблагоприятное влияние на применяемые приборы и датчики. При выполнении работ рекогносцировочной разновидности на местности это учитывается при выборе эффективных методик, а также используемой аппаратуры.
Если дело касается рекогносцировочных работ, выполняемых на действующих сетях, относящихся к транспортной или инженерной разновидности, то подобная процедура включает в себя визуальные, инструментальные методики обследования коммуникаций инженерного типа, поверхности прилегающего грунта с целью обнаружения трещин, а также деформаций разнообразного типа.
Если дело касается работы в условиях плотной застройки, то в качестве точек съемочного обоснования задействуются выделяющиеся элементы, такие как углы зданий, люки смотровых колодцев, мостовые опоры, а также столбы ЛЭП. При выполнении необходимых действий на промышленных объектах, а также в городской среде постоянные съёмочные центры монтируются на расстоянии 0,8–1 км друг от друга.
Если возникает необходимость спланировать съёмку, проводимую в руслах рек, то пункты триангуляции предполагается устанавливать на островах, террасах через каждые 5 км, закреплять скальные или грунтовые знаки постоянной разновидности. При этом на технологических объектах нефтяной промышленности, а также других отраслей хозяйства, имеющих потенциальную опасность, осуществляется систематический геодезический мониторинг, наблюдение. В обязательном порядке производится слежка за деформациями объектов нефтяной добыча.
При этом рекогносцировочные работы включают в себя такие действия, как восстановление, нивелирование реперов и осадочных контрольных точек. При выполнении рекогносцировочных работ специалисты преследуют цель уточнить технический проект съёмки территории. Она достигается путем совмещения проектной схемы размещения ходов и полученной на местности информации. При этом во внимание принимаются текущие изменения и требования к точности построения планируемой карты топографической разновидности. В обязательном порядке во внимание принимаются цифровые модели объекта исследования.
Рекогносцировка местности
Эта статья является конспектом материала об изменчивости законов физики из книги «Космический ландшафт. Теория струн и иллюзия разумного замысла Вселенной».
Все больше физиков-теоретиков склоняются к мнению, что законы физики могут изменяться и эти изменения в большинстве случаев смертельные. Однако все же есть места, которые идеально подходят для нашего существования. Чтобы понять, как мы оказались в этом месте, необходимо понять изменчивость законов физики – насколько большим является диапазон изменения законов и как область пространства может изменить свой характер. Это подводит к главной проблеме из книги – Ландшафту.
Ландшафт – это пространство возможностей. Ландшафт неограничен тремя измерениями, он простирается на сотни или даже на тысячи измерений. Это не реальное место. Это математическая конструкция и каждая ее точка отображает некий набор возможностей окружающей среды, или возможного вакуума.
Обычно словом «вакуум» принято обозначать пространство из которого удалили воздух и любое другое вещество. Но в теоретической физике «вакуум» обозначает своего рода сцену, на которой разворачивается физическое действие и потенциально содержит все, что может произойти на этой сцене. Это и все элементарные частицы, и фундаментальные физические константы, которые можно измерить в экспериментах, проводимые в этом вакууме. В конце концов – это среда, в которой Законы Физики принимают определенную форму. Каждый отдельный вакуум означает другие Законы Физики. Каждая точка Ландшафта представляет собой набор законов, которые могут отличаться значительно друг от друга. И наша стандартная модель – это лишь одна из этих точек на ландшафте возможностей.
Идея вселенных с альтернативными законами природы кажется фантастикой. Но она более реально, чем кажется. Возьмем, например, МРТ (магнитно-резонансную томографию). Эффект магнитного поля обнаруживается в виде небольших изменений энергетических уровней атомов и отражается на спектр излучения. Разумеется, магнитное поле МРТ-аппарата слабое для того, чтобы значительно влиять на движение заряженных частиц. Но в очень сильном поле человек будет чувствовать себя неуютно и влияния может стать фатальным, потому что изменение свойств атомов приведет к ужасным последствиям протекания химических и биологических процессов.
Однако с одной стороны, можно сказать, что фундаментальные законы природы не изменились, а изменилась физическая среда, в которой присутствует сильное магнитное поле. С другой же стороны – изменились правила расчета диаграмм Фейнмана. По итогу правильнее сказать, что законы физики определяются окружающей средой.
Поля – это особые невидимые свойства, оказывающие влияние на поведение объектов. Типичным примером служит магнитное поле. Многие помнят опыт с железными опилками, образующие рисунок вокруг магнита, который повторяет силовые линии магнитного поля.
Менее знакомо по опыту электрическое поле тесно связано с магнитным. Оно не оказывает заметного эффекта на железные предметы, но именно оно отвечает за притяжение маленьких кусочков бумаги наэлектризованным предметом. При трении объектов электроны с одного переходят на другой и тем самым приобретают противоположные знаки электрического заряда. Такие тела вокруг себя создают электрическое поле. В итоге Законы Физики оказываются переменными, потому что они определяются полями, а поля могут изменяться. Кроме магнитного и электрического полей, есть и другие способы модифицировать вакуум. Например, можно использовать гравитационное поле. Во второй половине XX в. открыли новые элементарные частицы, новые типы взаимодействия и, как следствие, новые поля и все они будут оказывать влияние на обычную материю. Однако поле Хиггса более интересно в плане изучения Ландшафта.
Поле Хиггса не было открыто в обычно, экспериментальном смысле. Без этого поля стандартная модель была несогласованной. В конце 1960-х – начало 1970-х гг. теоретики показали, что способом «починки» стандартной модели является добавление в нее частицы Хиггса. Однако какая связь заставляет давать одинаковые имена частице и полю? Идея поля впервые появилась в середине XIX в. и считалось, что оно имеет вид гладких возмущений в пространстве, которое оказывало действие на движение частиц, но само поле не состояло из них. Но в 1905 г. Эйнштейн, во время исследований излучения абсолютно черного тела, выдвинул утверждение, что электромагнитное поле состоит из большого количества частиц, которые он назвал фотонами или квантами. Когда их мало, они проявляют себя подобно частицам. Но когда огромное количество квантов двигается скоординировано, они ведут себя как поле – квантовое поле. Это отношение частиц и полей оказалось всеобщее. Для каждой частиц есть свое поле и наоборот. Поэтому их называют одинаковыми именами. Электромагнитное поле может быть названо фотонным полем. Из этого следует, что частица Хиггса тоже имеет поле.
Стандартная модель без частицы Хиггса математически верная, если все частицы двигались бы со скоростью света, как фотоны. Такие частицы не могут иметь массы, поэтому физики утверждают, что поле Хиггса дает элементарным частицам массу.
Если поле Хиггса можно было включать и выключать с такой легкостью, как и магнитные поля, то, например, можно было бы менять массу частиц по усмотрению. Увеличение массы электрона приведет к тому, что они начнут вращаться ближе к ядру атома, что, в свою очередь, радикально изменило бы химию. Или если вовсе лишить электрон массы, то он не сможет оставаться внутри ядра. Подобные изменения в Законах Физики будут фатальными.
Всякий раз, когда перед математиками или физиками встает задача, которая содержит несколько переменных, они думают о пространстве, содержащем возможные значения этих переменных. Например, возьмем температуру, давление или влажность воздуха. Всевозможные значения каждого из этих параметров можно представить в виде одномерного пространства, содержащее возможные значения. Если делать измерения сразу трех параметров, то состояние погоды будет в виде точки в трехмерном пространстве. Их комбинация дает больше информации о погоде, чем по отдельности каждый из них.
Законы Физики – это своего рода «погода в вакууме», только вместо температуры, атмосферного давления и влажности эта погода определяется величиной полей. И точно так же, как знакомая нам погода определяет характер водяных капель в воздухе, вакуумная погода определяет список элементарных частиц и их свойства. Однако сколько же этих полей? Некоторые из них мы уже знаем – электромагнитное и поле Хиггса. Однако, чтобы стали известны другие поля, необходимо узнать о главнейших законах природы больше, чем дает Стандартная модель. На текущий момент главной ставкой на открытие такого универсального закона – это теория струн.
Независимо от количества полей сам принцип остается такой же. Представим математическое пространство, каждая размерность которого соответствует отдельному полю. Если полей десять, пространство будет десятимерным. Это пространство и есть ландшафт. Точка на таком ландшафте определяет величины всех полей – состояние вакуумной погоды. Это состояние определяет набор элементарных частиц, их массы и законы взаимодействия.
Холмы и долины
Карта реальной местности неполна, если на ней отсутствуют указания на высоту тех или иных точек над уровнем моря.
Представим модель местности, которая изображает горы, долины и равнины в миниатюре. Пустим в случайном месте по ней кататься маленький шарик. Он покатится вниз до тех пор, пока не остановится в нижней части какой-нибудь долины. Почему именно так? Физики предлагают следующее объяснение: шарик имеет потенциальную энергию, которая зависит от высоты. Чем больше высота, тем больше потенциальная энергия. Шарик стремится скатиться туда, где его потенциальная энергия имеет наименьшее, или локальное наименьшее, значение. Из этого следует, что физику, который изучает движение шарика, карта такой модели дает информацию об изменении потенциальной энергии.
Космический Ландшафт также имеет холмы, долины, горы и равнины. Только места шариков на этом ландшафте занимают карманные вселенные. Это, как если бы в сводке погоды заявили, что какой-то определенный город занимает область в районе минус пяти градусов на температурной шкале. Высота точки на таком ландшафте представляет потенциальную энергию карманной вселенной. И подобно шарику, вселенная стремится эволюционировать в состояние с наименьшей потенциальной энергией.
Вернемся к Законам Физики в МРТ-аппарате. Если магнитное поле будет единственным полем внутри аппарата, ландшафт будет одномерный. Магнитное поле не возникнет само по себе. Соответственно везде, где есть поля, есть и энергия. Например, энергия, содержащаяся в электромагнитном поле луча света, нагревает освещаемые им холодные предметы. В магнитном поле МРТ-аппарата тоже содержится энергия. Однако ее хватило бы только на то, чтобы вскипятить полстакана воды.
Добавив к одномерному ландшафту вертикальную ось, можно графически отобразить энергию в каждой точке. Энергия магнитного поля пропорционально квадрату его напряженности, поэтому график будет в виде параболы.
Присутствие двух полей, например, электрического и магнитного, вносит еще больше разнообразия в ландшафт. Так как электрическое поле тоже имеет энергию, то «высота» ландшафта будет изменяться уже в двух горизонтальных измерениях.
Поскольку электрическое и магнитное поля по-разному влияют на поведение электрона, их движения будут описываться более сложными траекториями, чем в каждом из полей по отдельности. Если все пространство равномерно заполнить этими двумя полями, можно будет утверждать, что Законы Физики зависят от «местоположения» вселенной на двумерном ландшафте. В природе существует, конечно же, больше полей, но общий принцип не меняется: каждая точка на ландшафте, или, другими словами, каждая комбинация полей соответствует определенному значению плотности энергии. Если представим, что поля расположены в горизонтальной плоскости, нужно добавить к ландшафту одну ось для представления энергии. Эту ось можно назвать «высотой» и получаем ландшафт с равнинами, холмами, горами и долинами.
Полем Хиггса в отличие от магнитного несоизмеримо труднее манипулировать. Для изменения даже на ничтожную величину требуется колоссальное количество энергии. Однако если это было реально, то можно было бы менять по усмотрению массы всех элементарных частиц, кроме тех, что ее попросту не имеют, например, фотоны.
Из опыта известно, что все частицы определенного типа имеют одинаковую массу. Именно поэтому, когда заходит речь о массе, например, электрона, не уточняется, какой из них имеется в виду.
Фотоны же являются исключением, когда речь заходит об их массе. Масса определяется по ускорению тела, когда тело начинает движение из состояния покоя. Фотоны всегда движутся, причем с одной и той же скоростью. Фотоны, согласно Эйнштейну, являются частицами света, а свет всегда движется со скоростью света. Это означает, что масса фотона равна нулю. И в принципе, любая частица, способная двигаться со скоростью света, должна быть безмассовой.
Из всех экспериментально открытых частиц безмассовой является только фотон. Однако есть основание полагать, что существует по крайней мере еще одна. Массивные объекты, двигаясь относительно друг друга, возмущают гравитационное поле, что приводит к излучению гравитационных волн. Эти гравитационные волны слишком слабы, чтобы обнаружить их на Земле. Но иногда во Вселенной могут происходить грандиозные события, которые порождают мощное гравитационное излучение. Пример таких событий является слияние черных дыр. Если теория верна, то эти волны распространяются в пространстве со скоростью света, поэтому разумно предположить, что они состоят из безмассовых частиц – гравитонов.
Хотя ранее говорилось, что массы частиц одного типа одинаковые, здесь есть одна тонкость. Масса частиц зависит от величины поля Хиггса в той точке, где в данный момент находится частица. Соответственно, если можно было менять значение поля Хиггса, то масса частиц зависела бы от местоположения.
В обычном вакуумном состоянии величина большинства известных полей равна нулю. Поля, конечно, могут флуктуировать из-за квантовых эффектов, но средняя величина поля остается нулевой. Создание ненулевого поля требует энергии. Но поле Хиггса отличается. Его среднее значение в вакууме отлично от нуля.
Как же можно объяснить, что поле Хиггса дает частицам массу? Автор книги, не вдаваясь в дебри математики Стандартной модели, пытается обрисовать главную идею следующим образом. Как уже говорилось ранее, без поля (или частицы) Хиггса квантовая теория поля, описывающая Стандартную модель, будет математически верная, если все частицы будут безмассовыми. Фактически масса частиц возникает, когда они движутся сквозь «жидкость», состоящую из частиц Хиггса. Это выглядит так, будто эта «жидкость» сопротивляется движению частиц. Только это не похоже на обычное трение, которое тормозит частицу. Вместо этого, хиггсовская жидкость сопротивляется изменению скорости частиц. Посмотрим на диаграмму Фейнмана.
Если в некоторой области удастся создать нулевое хиггсовое поле, оно оказало бы разрушительный эффект на атомы. Жизнь в том виде, в каком она нам известна не возникла бы в такой области. Однако для этого требуется неимоверного количества энергии. Например, для очистки от частиц Хиггса одного кубического сантиметра пространства понадобится порядка 10 40 джоулей, что равняется излучаемой энергии Солнца за миллион лет.
Почему же поле Хиггса так отличается от других полей? Ответ спрятан в Ландшафте. Представим одномерный ландшафт только с одним полем Хиггса. График, описывающий такой ландшафт, интереснее, чем простая парабола. Он представляет собой две глубокие впадины, разделенные высокой горной вершиной. Почему именно так, никто до конца не понимает. Это еще один эмпирический факт, который следует принимать как данность.
Вершина горы – это точка, где поле Хиггса равно нулю. Эта вершина представляет собой среду с огромной плотностью энергии. Это смертоносная среда.
Наш же уголок Вселенной является безопасным. В нем плотность энергии минимальна. В этой долине поле Хиггса отличается от нуля, поэтому частицы имеют массу. Полный ландшафт теории струн напоминает только, что описанный, но он бесконечно богаче самыми неблагоприятными для существования жизни возможностями. Дружественные обитаемые долины – редкое исключение.
Качение по Ландшафту
Из четырехмерного (3 пространственных измерения и 1 временное) взгляда на мир следует, что если Законы Физики могут меняться от одной точки пространства к другой, то также они должны меняться со временем. Следовательно, законы природы могут меняться внезапно и постепенно.
Представим очень длинную радиоволну (возмущение электромагнитного поля), например, в 2 световых года. В этом случае, когда она будет проходить через физическую лабораторию и будут происходить замеры поля, то в течение полугода значение будет увеличиваться по модулю (каждый цикл колебания начинается с нулевого значения), затем следующие полгода уменьшаться до нуля. Медленно изменяющиеся поля приведут к тому, что поведение электронов тоже будет меняться со временем.
Может ли поле Хиггса меняться со временем? Допустим, имеется Хиггс-шафт. Он является ландшафтом с высокой вершиной, разделяющей две глубокие впадины. Вселенная поведет себя подобно балансирующему шарику на острие ножа, такое состояние нестабильно и малейшее возмущение отправит шарик в одну из долин.
Если поверхность ландшафта совершенно гладкая и трение отсутствует, то шарик будет бесконечно продолжать двигаться, то свалившись в долину, то поднявшись на вершину. Но если незначительное трение все же есть, то шарик по итогу остановится на дне одной из долин.
Примечание: когда Вселенная находилась в верхней части горы, энергия вакуума заставляет ее расширяться, проявляясь в виде космологической постоянной (многим этот термин знаком как темная энергия). Расширение Вселенной приводит к появлению своего рода сопротивления, называемого космическим трением.
Подобным образом ведет себя поле Хиггса. Вселенная «катается» по Ландшафту, пока не остановится в одной из долин, сформировав обычный вакуум. Дно долины, в которой упокоится Вселенная, необязательно должно быть самой низкой точкой Ландшафта. Однако пока Вселенная пребывает в нижней части определенной долины, она будет оставаться в ней. Такую точку математическим термином называют локальный минимум. Таким образом, можно прийти к важному фундаментальному факту: возможный стабильный вакуум, или что тоже самое возможные неизменные Законы Физики, соответствует локальному минимуму Ландшафту.
Физики считают, что в очень ранней стадии эволюции Вселенной сразу после Большого взрыва, когда температура и давление были чрезвычайно велики, энергии было достаточно, чтобы поле Хиггса стало равным нулю. Поэтому Вселенная находилась на вершине горы. В ходе охлаждения Вселенная скатилась по склону в долину, где мы сейчас и живем.
Буду очень рад, если понравилась данная статья. Всем тем, кого заинтересовал материал рекомендую самим прочесть книгу, так как в конспекте я затронул небольшую ее часть.