Nie chciałbym powtarzać tego, co już napisano w poprzednich recenzjach i podobny problem ma chyba autor książki o cząstkach elementarnych, który w ujęciu tego tematu chciałby pokazać coś nowego. No bo nie w samym temacie - tutaj stan naszej wiedzy właściwie nie zmienił się od lat. Nie jestem do końca przekonany, czy to się udało, ale też nie mówię, że na pewno nie.
Z drugiej strony Wielki Zderzacz Hadronów, trochę wbrew naszym oczekiwaniom, od wykrycia Higgsa nie dostarczył kolejnych hitów naukowych, ale super, że ktoś podsumował pierwsze lata działania tego gigantycznego przedsięwzięcia.
Z dużym zainteresowaniem przeczytałem skrótowy opis potencjalnych następców modelu standardowego.

Nie chciałbym powtarzać tego, co już napisano w poprzednich recenzjach i podobny problem ma chyba autor książki o cząstkach elementarnych, który w ujęciu tego tematu chciałby pokazać coś nowego. No bo nie w samym temacie - tutaj stan naszej wiedzy właściwie nie zmienił się od lat. Nie jestem do końca przekonany, czy to się udało, ale też nie mówię, że na pewno nie.
Z...

To była trudna książka. Trudna w przyjemny sposób, bo Gavin Hesketh (fizyk praktyk pracujący w CERN) stosuje dwie taktyki, albo tłumaczy bardzo dokładnie, bez wzorów, ze swadą i poczuciem humoru (bardzo dobre tytuły rozdziałów),albo przechodzi nad problemem do porządku dziennego i nie tłumaczy go wcale (co ma miejsce w przypadkach, w których wkraczałaby zaawansowana matematyka, na przykład przy pożyczkach energii w pętlach na diagramach Feynmana). Hesketh omawia Model Standardowy, najnowsze odkrycia, wyzwania, miejsca w których widać braki (parametry swobodne - 26 powodów do wątpliwości). Pierwsza część książki to wyczerpująca prezentacja poszczególnych elementów Modelu Standardowego i mnóstwo diagramów Feynmana. Najważniejsze moje zastrzeżenie do wykładu to brak legendy pod diagramami, wolałabym żeby za każdym razem grecki krzak oznaczający cząstkę czy oddziaływanie był tłumaczony. O spektakularnych, zwieńczonych sukcesem poszukiwaniach bozonu Higgsa Hesketh opowiada przez metodologię (statystyka, statystyka!). Dobrze uzmysławiają skalę w jakiej działają fizycy przytaczane przez w książce liczby: żeby można było coś znaleźć: w ATLAS-ie (detektorze cząstek działającym w Wielkim Zderzaczu Hadronów) zachodzi 40 milionów zdarzeń na sekundę. Problemy jakie to generuje są związane nie tylko z ilością danych do obliczenia, co oczywiście muszą robić komputery, ale także z szybkością reakcji na zdarzenia, której ATLAS wymaga, daleko przekraczającą ludzkie możliwości: dane trzeba liczyć właściwie natychmiast, tak żeby zdarzenia z kolejnych sekund nie nakładały się na siebie. Z każdej sekundy komputerowe algorytmy wyselekcjonowują około 1000 najbardziej interesujących zdarzeń i dopiero teraz wkraczają fizycy. To olbrzymi sztab naukowców ( artykuły naukowe prezentujące interesujące wyniki podpisuje po kilka tysięcy osób). Takich ciekawostek jest w "Cząstkach" mnóstwo. Ale często jest dużo trudniej; na przykład, gdy Hesketh (nadal metodologia) opisuje poszukiwanie garbów na diagramach o poziomie ufności 5 sigma (). Ostatnie rozdziały książki stanowiące ogólne (więc łatwiejsze) omówienie najróżniejszych hipotez próbujących załatać dziury Modelu Standardowego (Super Symetrii, strun, bran, multiświata i kilku mniej efektownych) to już sama przyjemność.

Temat cząstek elementarnych i ich oddziaływań nie jest łatwy (zaryzykuję) dla nikogo. Neutrina, ciemna energia, oddziaływanie słabe, matematyczne symetrie wszystko to może być niewyczerpanym źródłem bólu głowy - opis fizyczny zjawisk naukowych przekracza granice ludzkiej wyobraźni już od czasów Einsteina, ale to właśnie dlatego, dla kogoś takiego jak ja, całkowicie pozbawianego aparatu matematycznego, jest on i interesujący, i piękny. W mojej wyobraźni pole Higgsa jest eterem ( Hesketh pisze: to nie to samo co eter),bo skoro coś wypełnia nic i nie za bardzo daje się opisać, mogę mieć tylko jedno skojarzenie. I proszę mi wierzyć, że śmiałam się w głos gdy przeczytałam, że bozon Higgsa wytwarzany przez zmarszczki niczego (czyli pole Higgsa) jest odpowiedzialny za istotę materii, czyli masę. Fizyka cząstek elementarnych to świat Alicji z Krainy Czarów a naukowe laboratoria to kuźnie Hefajstosa (albo scenografie sf: ukryty pod Genewą tor wyścigowy czyli Wielki Zderzacz Hadronów, olbrzymie, głębokie, nieczynne kopalnie i Super-Kamiokande, ulokowany kilometr pod ziemią walec zdolny pomieścić 50 000 ton wody, orbita ziemska i teleskop Fermiego, naziemne kilometrowe tunele próżni (litera L),albo pola lodu Antarktyki (dwa ostatnie to pracownie z nieco innej gałęzi fizyki).

Namawiam do tej lektury wszystkich humanistów, którzy lubią poznawać nowe, których pociąga oferowane przez naukę przewartościowanie skali i znajdują piękno w niepojętych ideach.

Na koniec cytat, w którym nie ma fizyki, ale myślę, że on właśnie może doskonale zareklamować tę książkę:

"Myślę, że świat jest lepszym miejscem, gdy wiemy że bozon Higgsa istnieje. Jeśli są jakieś dodatkowe wymiary , świat będzie lepszy, gdy będziemy o tym wiedzieć. Lepszy w ten sam sposób, jak lepszy stał się za sprawą istnienia Mony Lisy, Tadż Mahal, egipskich piramid, Macchu Picchu, Hamleta, ogólnej teorii względności, muzyki, tańca, Internetu lub czegokolwiek innego, co wzbogaca nasze życie, czyni je piękniejszym i pełniejszym. Nie wyobrażam sobie, że mógłbym chcieć robić coś innego niż pomagać w napisaniu kolejnego rozdziału tej opowieści. A następny rozdział może zaczynać się właśnie teraz..."

To była trudna książka. Trudna w przyjemny sposób, bo Gavin Hesketh (fizyk praktyk pracujący w CERN) stosuje dwie taktyki, albo tłumaczy bardzo dokładnie, bez wzorów, ze swadą i poczuciem humoru (bardzo dobre tytuły rozdziałów),albo przechodzi nad problemem do porządku dziennego i nie tłumaczy go wcale (co ma miejsce w przypadkach, w których wkraczałaby zaawansowana...

Osobom zakochanym w "Boskiej cząstce" Leona Ledermana (należę do tych osób) propozycja Gavina Hesketha powinna przypaść do gustu. Moim zdaniem styl książek popularnonaukowych pisanych przez fizyków eksperymentalnych ma odmienny charakter niż przez fizyków teoretyków. Według mnie jest on minimalnie bardziej klarowny i przystępny - to jednak wyłącznie moja subiektywna opinia niekoniecznie zgodna z rzeczywistością.

Na temat samej treści "Cząstek elementarnych" Hesketha nie będę się wypowiadał - niech każdy sam zajrzy do niej(naprawdę warto). Nadmienię tylko, że z książki najbardziej przemówiła do mnie metoda praktycznego korzystania z diagramów Feynmana.

Odniosę się natomiast do innej kwestii tj. jak podejść do tej książki? Jeśli mamy już pewną elementarną wiedzę z zakresu fizyki cząstek może się okazać, że nic nowego ona nie wnosi, zaś nie posiadając żadnej wiedzy odnośnie świata mikroskopowego może nam się wydać, że miejscami tego nie ogarniemy.

Właściwym w mojej opinii momentem sięgnięcia po tę książkę, żeby oddczuć pełną satysfakcję z obcowania z nią, będzie etap po zapoznaniu się z pewnymi zagadnieniami związanymi z mechaniką kwantową, eksperymentami prowadzonymi np. w LHC, itp. Poprowadzi ona nas wtedy przez zawiły mikroświat kwantowego prawdopodobieństwa w spobób konkretny i zwięzły oraz wyjaśni dlaczego teoria kwantów i jej Model Standardowy są takie skuteczne choć posiadają, aż 26 pewnych elementów "niewiadomego" pochodzenia ciągle czekających na wyjaśnienie przez słynną ToE (Teorię Wszystkiego). Moja jednoznaczna ocena przedstawia się następująco - polecam.

P.S. Książka na początkowych stronach myli pojęcia - chromodynamikę z elektrodynamiką. Prawdopodobnie jakiś błąd wydawniczy.

Osobom zakochanym w "Boskiej cząstce" Leona Ledermana (należę do tych osób) propozycja Gavina Hesketha powinna przypaść do gustu. Moim zdaniem styl książek popularnonaukowych pisanych przez fizyków eksperymentalnych ma odmienny charakter niż przez fizyków teoretyków. Według mnie jest on minimalnie bardziej klarowny i przystępny - to jednak wyłącznie moja subiektywna opinia...

Zła książka to nie jest ale i idealna też nie.
Osobiście mam wrażenie, że zaznajomionemu z tematem laikowi, takiemu jak ja, nie oferuje zbyt dużo nowego materiału, w porównaniu z popularnonaukowymi pozycjami o podobnej tematyce, wcześniej obecnymi na rynku wydawniczym. Natomiast dla nowicjusza w temacie z kolei wydaje mi się być nieco zbyt skrótowa i upraszczająca przedstawiane zagadnienia.
Poza tym autor kilka razy sam sobie zaprzecza, co może nieco dezorientować obydwa rodzaje czytelników.
Np. przy neutrinach najpierw sugeruje, że są bezmasowe a potem, że jednak masę mają. Ten ostatni fakt był potwierdzony już ładnych parę lat temu, ale czytając tę książkę na moment zwątpiłam, czy czasem rzeczywiście stan wiedzy na ten temat ponownie się nie zmienił.
Podobnie jest z neutralnym bozonem W. W pierwszej części tekstu autor pisze, że coś takiego nie istnieje ale już później, że owszem, cóż z tego, że w stanie zmieszanym z bozonem B, tworząc bozon Z, ale jednak. Neutralne prądy słabe to moje ulubione oddziaływanie między cząstkami więc trochę mnie to obeszło.
Albo że spin ma związek z obrotami cząstek, podczas gdy to zupełnie coś innego (Nie pytajcie mnie co, ja z fizyki miałam tróję).
Tak więc jeśli chodzi o wprowadzenie w zagadnienie cząstek elementarnych to nadal niedościgniona pozostaje Boska Cząstka Leona Ledermana zaś w przypadku elektrodynamiki kwantowej zawsze warto sięgnąć do klasycznego dziełka Richarda Feynmana QED Osobliwa teoria światła i materii.

Zła książka to nie jest ale i idealna też nie.
Osobiście mam wrażenie, że zaznajomionemu z tematem laikowi, takiemu jak ja, nie oferuje zbyt dużo nowego materiału, w porównaniu z popularnonaukowymi pozycjami o podobnej tematyce, wcześniej obecnymi na rynku wydawniczym. Natomiast dla nowicjusza w temacie z kolei wydaje mi się być nieco zbyt skrótowa i upraszczająca...

„Cząstki elementarne. W poszukiwaniu fundamentalnej natury rzeczywistości” autorstwa Gavina Hesketha zabiera nas w fascynującą podróż po bogatym świecie cząstek elementarnych. Nasza epoka jest czasem wielu spektakularnych odkryć z zakresu fizyki cząstek, głównie ze względu, gdyż dysponujemy wieloma zaawansowanymi narzędziami badawczymi, które wcześniej były niedostępne. Stoimy u progu kolejnych ogromnych odkryć, które mogą pomóc nam w lepszym zrozumieniu Wszechświata i naszego w nim miejsca.

Gavin Hesketh w lekki i barwny sposób opowiada o cząstkach elementarnych, z których zbudowany jest cały Wszechświat. Jest to opowieść o bozonach, kwarkach, leptonach oraz symetriach, a także o największym eksperymencie w historii badań nad tymi najmniejszymi składnikami materii. Fizyka potrafi zmienić nasze patrzenie na otaczający nas świat i sprawić, że gdy trochę lepiej ją pojmiemy wszystko nagle stanie się bardziej jasne i zrozumiałe.

Książka potrafi zaciekawić, w szczególności osoby interesujące się tematyka cząstek elementarnych. Gavin Hesketh potrafi zaciekawić czytelnika poruszaną tematyką i wyjaśnia z pozoru trudne, elementarne podstawy tego arcyciekawego zagadnienia. Całość czyta się szybko i ciekawie, za sprawą lekkiego i dowcipnego języka oraz umiejętnie uszeregowanych zagadnień. Jest to pozycja w sam raz dla nowicjuszy w tej dziedzinie oraz osób, które chcą sobie przypomnieć dawno znane już fakty.

„Cząstki elementarne. W poszukiwaniu fundamentalnej natury rzeczywistości” przypadła mi do gustu i sprawiła, że spędziłem z nią przyjemnie kilka chwil. Hesketh umiejętnie opisał świat cząstek oraz to jak oddziaływają one na nasz świat. Autor uzmysławia nam, że to właśnie cząstkom elementarnym i polom kwantowym zawdzięczamy nasze życie i to jak wygląda. Dlatego, jak najbardziej warto zapoznać się z nimi nieco bliżej. Polecam.

http://fantasy-bestiarium.blogspot.com/2017/11/czastki-elementarne-w-poszukiwaniu.html

„Cząstki elementarne. W poszukiwaniu fundamentalnej natury rzeczywistości” autorstwa Gavina Hesketha zabiera nas w fascynującą podróż po bogatym świecie cząstek elementarnych. Nasza epoka jest czasem wielu spektakularnych odkryć z zakresu fizyki cząstek, głównie ze względu, gdyż dysponujemy wieloma zaawansowanymi narzędziami badawczymi, które wcześniej były niedostępne....

Kolejna książka poświęcona fizyce cząstek elementarnych. Obserwując mnogość tytułów poruszających tę tematykę, można by pomyśleć, że kogoś to interesuje. Mnie to cieszy. Napełnia nadzieją. Z tej prostej przyczyny, że jest to najwspanialsze co ludzkość zrobiła swoim umysłem. Fizyka jest tak niesamowicie piękna, ciekawa, wszechogarniająca, że trudno w ogóle o tym mówić. Fizyka zmienia coś ważnego w naszym postrzeganiu rzeczywistości, jest bardzo ważnym elementem dojrzałego światopoglądu. Niewiele koncepcji w filozofii (nie znam żadnej, ale dla bezpieczeństwa mówię "niewiele") jest tak cudownie spójnych, tak doskonale logicznych i tak prawdziwych. Fizyka to, jak dotąd, jedyna niezaprzeczalna i bezdyskusyjna prawda na temat Świata jaką znamy. Dlatego warto to wiedzieć. I dobrze, że powstają takie książki. Akurat Hesketh nie napisał niczego odkrywczego, znamy to już z innych książek. Ale co warto powiedzieć raz, to również warto powiedzieć dwa razy. Zresztą, każdy autor ma swój styl, zwraca uwagę na inne aspekty problemu poruszanego w książce - i to też jest cenne.

Dla Hesketha plus za poczucie humoru i za niezłą precyzję.

Jak zwykle ode mnie errata:

- s. 29 - ostatnie zdanie: "W chromodynamice kwantowej fotony mogą odgrywać rolę bumerangu (...)". Cały rozdział poświęcony jest elektrodynamice kwantowej (QED) i to właśnie ten skrót powinien się pojawić w powyższym zdaniu żeby było prawidłowe. To samo mamy na stronie 31.

- s. 54. drugi akapit: "(...) Maria [Skłodowska-Curie - ode mnie] nazwała to zjawisko promieniowaniem." Zdanie bez sensu (w łączności z poprzedzającym zdaniem). Promieniowanie było już znane wcześniej (odkrył je H. Becquerel w 1896 roku, promieniowanie naturalne),Maria Skłodowska-Curie odkryła promieniotwórczość sztuczną (nie pochodzącą od naturalnych pierwiastków) i tak ją nazwała - promieniotwórczością sztuczną.

- s.147. drugi akapit. Mowa o zjonizowanych elektronach. Nie ma czegoś takiego. Zjonizowany może być atom, kiedy utraci lub zyska nadmiarowy elektron.

s. 170. rysunek. Na drugiej części rysunku nie zaznaczono ładunku bozonu W. Chodzi o bozon W(-).

- s. 174. drugi akapit. "Neutrina mionowe i taonowe nie były wykrywane dzięki oddziaływaniom przenoszonym przez bozon W, ponieważ brakowało im energii żeby zamienić się w swoich ZNACZNIE SILNIEJ NAŁADOWANYCH partnerów [podkreślenie moje]". Ładunki elektronu, mionu i taonu są oczywiście równe. Ich MASY się różnią (bardzo).

Kolejna książka poświęcona fizyce cząstek elementarnych. Obserwując mnogość tytułów poruszających tę tematykę, można by pomyśleć, że kogoś to interesuje. Mnie to cieszy. Napełnia nadzieją. Z tej prostej przyczyny, że jest to najwspanialsze co ludzkość zrobiła swoim umysłem. Fizyka jest tak niesamowicie piękna, ciekawa, wszechogarniająca, że trudno w ogóle o tym mówić....

Świat cząstek elementarnych, podstawowych 'cegiełek materii', jest bliższy naszej codzienności, niż mogłoby się wydawać. Czy wiecie na przykład, że gdyby nie istniały fotony, nie udałoby się nam klasnąć rękoma? Dłonie po prostu przeleciałyby przez siebie, tak jak każda z nich przecina powietrze. Tego i wiele innych fascynujących rzeczy można się dowiedzieć z najnowszej książki Gavina Hesketha "Cząstki elementarne. W poszukiwaniu fundamentalnej natury rzeczywistości". Według mnie to książka w stylu, 'co chcielibyście wiedzieć o cząstkach elementarnych, ale boicie się zapytać'.

Hesketh podjął się niewdzięcznego zadania. Jak opisać zawiły koncepcyjnie świat cząstek elementarnych bez żargonu i współczesnej matematyki? Na szczęście autor jest fizykiem doświadczalnym, co da się wyczuć w sposobie prowadzenia narracji. Nie przeładował tekstu wyabstrahowanymi teoretycznymi rozważaniami. To duży plus.
Zaczął od rysu historycznego. Pokazał źródła rozwoju wiedzy o świecie atomowym i promieniotwórczości na przełomie XIX/XX wieku, którym języka do opisu dostarczyła QM. Zreferował lawinę cząstek pojawiających się w coraz lepszych urządzeniach do zderzeń na coraz wyższych energiach. W efekcie świat hadronów w latach 60-tych był pełen obiektów, które wymagały systematyzacji. Dzięki odkryciu kwarków, całość się zdecydowanie uprościła. Ostatecznie fizyka dopracowała się Modelu Standardowego – teorii obejmującej wszystkie zjawiska skal atomowych i subatomowych.

Najtrudniejszy okazał się rozdział o neutrinach, cząstkach które w liczbie bilionów przelatują każdej sekundy przez nasz organizm, bez interakcji z budującymi nas atomami. Tu od czytelnika wymagane jest skupienie, bo zdania bywają dość absorbujące, chociażby to o właściwościach neutrin (str. 182):

"Antymaterialny partner lewoskrętnego neutrina jest prawoskrętnym antyneutrinem. Jeżeli istnieje również prawoskrętne neutrino, będzie miało partnera w postaci lewoskrętnego antyneutrina."

Pozostałe partie niemal nie wymagają uzupełnień w wiedzy z innych źródeł. Umieszczony dodatkowy słowniczek kluczowych pojęć (pozwalający przejść z 'niemal nie wymagają' do 'nie wymagają') daje bezpieczeństwo czytelnikowi, że się nie zagubi.

Według mnie na szczególną pochwałę zasługuje pierwsze 110 stron, gdzie genialnie Hesketh pokazał istotę tej specjalizacji. Nigdzie wcześniej nie czytałem tak ciekawie podanej koncepcji kwarków i spajających je gluonów. Teoria QCD chyba prościej nie może być zaprezentowana (str. 77-85). Czytałem te fragmenty, jak świetną powieść. Ponieważ fizyk pracuje w LHC, sporo miejsca poświęcił na omówienie tego największego eksperymentu ludzkości (pod względem rozmiaru sprzętu, liczby zaangażowanych badaczy i środków finansowych). Opis głównego zjawiska (str. 106-109) badanego w LHC wypadł świetnie. Musi chyba przemawiać do wyobraźni zderzenie dwóch protonów, które z prędkością równą 0,99999999 prędkości światła wpadając na siebie generują kaskady cząstek oraz pól, odtwarzają na ułamek sekundy warunki panujące we Wszechświecie w chwili równej jednej miliardowej sekundy po jego POCZĄTKU.

Ponieważ dziwny świat cząstek elementarnych to głównie analiza oddziaływań (zderzeń),to sporo miejsca autor poświęcił opisowi różnych tego typu procesów. Wykorzystał narzędzie wymyślone przez Richarda Feynmanna – tzw. grafy, czyli prezentacje graficzne zjawisk. To dodało sporo do poglądowości wywodu i dobrze uzupełnia tekst. Cząstki powstają z niebytu 'pożyczając' energię z próżni, oscylują modyfikując właściwości, zmieniają kierunek propagacji emitując bozony. Potrafią zniknąć w zderzeniu pozostawiając czystą energię. To bajkowy, ale jak najbardziej realny świat.

Ostatnie partie książki, to lista ciekawych spekulacji, koncepcji, którymi żyją fizycy wysokich energii. Okazuje się, że ciemna materia, ciemna energia, poszukiwanie teorii unifikacji teorii kwantowych z grawitacją (poszukiwanie QG) i liczne tajemnice neutrin, to front badań. Model Standardowy nie jest ostatecznym opisem zjawisk w mikroskali.

Hesketh bardzo dobrze podał opis świata cząstek, który dalece odbiega od klasycznego modelu zderzających się kulek (jak w bilardzie). To głównie pole kwantowe, nie masa malutkich cząstek, odpowiada za nasz ciężar (czyli masę protonów i neutronów budujących atomy). Fizyk sporo wysiłku włożył w zaprezentowanie fascynujących właściwości pól i sił elektromagnetycznych oraz jądrowych. Różnią się one miedzy sobą w sposób istotny, ale łącznie odpowiadają za życie na Ziemi. Słoneczne fotony zanim weszły w kontakt z materią (QED) i przekazały energię w fotosyntezie, powstały w jądrze gwiazdy w wyniku przemian protonów w neutrony (WI),których 95% masy stanowi energia wiązania przenoszona przez gluony (QCD),a tylko 5% to masa budujących je kwarków. Życie zawdzięczamy nieustannym kreacjom i anihilacjom cząstek elementarnych oraz otaczającym je polom kwantowym.

O tym wszystkim (i o wielu innych rzeczach) można poczytać u Hesketha.
Gorąco polecam.

skróty:
QED – Quantum Electrodynamics (elektrodynamika kwantowa)
QCD – Quantum Chromodynamics (chromodynamika kwantowa)
WI - Weak Interaction (oddziaływanie słabe)
QG – Quantum Gravity (grawitacja kwantowa)
QM – Quantum Mechanics (mechanika kwantowa)
LHC - Large Hadron Collider (wielki zderzacz hadronów)

Świat cząstek elementarnych, podstawowych 'cegiełek materii', jest bliższy naszej codzienności, niż mogłoby się wydawać. Czy wiecie na przykład, że gdyby nie istniały fotony, nie udałoby się nam klasnąć rękoma? Dłonie po prostu przeleciałyby przez siebie, tak jak każda z nich przecina powietrze. Tego i wiele innych fascynujących rzeczy można się dowiedzieć z najnowszej...