|
Загадки микромира - Новый лидер - с.4-5 |
|
В.Черногорова - Загадки микромира
|
|
30.08.2009 06:16 |
|
Ребенок берет в руки игрушку, и жгучая мысль пронзает его: а что там внутри? И сразу появляются разломанные куклы, разбитые волчки, разобранные будильники. Иной ребенок, не обнаружив ничего существенного для себя, отбрасывает вместе с игрушкой и неинтересную для него проблему. У другого вопрос о внутреннем строении игрушки остается на всю жизнь, перерастая в вопрос о внутреннем строении мира. Такой ребенок неизбежно становится потом ученым. В VI веке до нашей эры этот по-детски наивный и по-философски глубокий вопрос — вопрос о внутреннем устройстве мира — впервые задал взрослый человек.
|
|
Подробнее...
|
|
Загадки микромира - Знакомый незнакомец - с.6-7 |
|
В.Черногорова - Загадки микромира
|
|
30.08.2009 06:18 |
|
Она сыграла исключительно важную роль в химии и в физике, стимулировала поиски новых химических элементоз, для которых в ней были оставлены пустые места. Сегодня она служит планированию синтеза новых сверхтяжелых элементов, предсказанию свойств еще не созданных синтетических химических соединений. На ее основе строится вся химическая промышленность и металлургия.
|
|
Подробнее...
|
|
Загадки микромира - Знакомый незнакомец - с.8-9 |
|
В.Черногорова - Загадки микромира
|
|
30.08.2009 06:20 |
|
Спокойно и неторопливо изучали физики электричеокне разряды в газах. Спокойно и неторопливо заносили они в тетради факты и цифры с характеристикой этого, столь обычного для них явления. Если б они только знали! Но никто даже не догадывался, что в трубке находится отнюдь не то вещество, с которым мы постоянно сталкиваемся в обыденной жизни, что в трубке под действием приложенного к ней напряжения появляется вещество в новом, неведомом еще ученому миру состоянии. Вещество, разложенное на отрицательно и положительно заряженные частицы. Вещество в новом, четвертом состоянии?
|
|
Подробнее...
|
|
Загадки микромира - Два претендента - с.10-11 |
|
В.Черногорова - Загадки микромира
|
|
30.08.2009 06:22 |
|
Атомный Рубикон был перейден. Простейшие кирпичики мироздания оказались сложенными, по крайней мере, из электронов. За три года до конца XIX века в науке произошла смена лидера. Химия потеснилась, а физика начала новое столетие. Сам факт открытия первой элементарной частицы — электрона, то есть еще одной формы материи, трудно сопоставить с чем-либо другим. С крушением мифа о неделимости атома рушилась целая философская система, менялось старое мировоззрение, выработанное многими поколениями ученых.
|
|
Подробнее...
|
|
Загадки микромира - Два претендента - с.12-13 |
|
В.Черногорова - Загадки микромира
|
|
30.08.2009 06:25 |
|
Но Резерфорда что-то не -удовлетворяло в - модели атома Томсона. И это чувство толкало его к продолжению начатой работы. Стрелять альфа-частицами Резерфорд поручил своему ученику Марсдену. И напутствовал его словами: «Я не ожидаю ничего любопытного от ваших опытов, но все же понаблюдайте». «Понаблюдайте» — характернейшее слово Резерфор-да! Оно полно оптимизма. «Понаблюдайте, а вдруг обнаружится что-то новое». Наука для Резерфорда была постоянно растущим деревом, которое самому садоводу нужно и формировать. И всегда быть готовым обрубить засохшие ветви, чтобы дать возможность появиться новым росткам. Новые ростки появились очень скоро. Марсден обнаружил, что некоторые альфа-частицы, проникая в тонкий слой вещества,, отклоняются на 90, а иногда и на 180 градусов!
|
|
Подробнее...
|
|
Загадки микромира - Два претендента - с.14-15 |
|
В.Черногорова - Загадки микромира
|
|
30.08.2009 06:27 |
|
Первая мировая война разрушила все планы. За несколько дней опустела лаборатория. В английской армии сражался Марсден, а против него, в германской, — его друг и ближайший сотрудник Резерфорда Ганс Гейгер. На фронте погиб любимый ученик Резерфорда — Генри Мозли. Резерфорд с несколькими лаборантами, бросив научные исследования, занялся созданием прибора для обнаружения подводных лодок. Но в мыслях он постоянно возвращался к необычным результатам, полученным Марсденом перед самой войной. А что, если камера была откачана чисто? Что, если Марсден считал на экране не ядра атомов водорода? Но что тогда? И Резерфорд, радуясь и страшась этой мысли, по ночам проверял опыты своего ученика. Много раз откачивал он камеру, в ней, казалось, уже не должно было остаться ни одного атома водорода. Но стоило Резер-форду заполнить ее азотом, как на экране снова появлялись вспышки.
|
|
Подробнее...
|
|
Загадки микромира - Третий, но не лишний - с.16-17 |
|
В.Черногорова - Загадки микромира
|
|
30.08.2009 06:28 |
Третий, но не лишний
Небольшой кусочек радиоактивного вещества лежал около пластинки из бериллия. Альфа-частицы проскальзывали сквозь бериллий, выбивая протоны. Счетчик Гейгера, сменив легко устающий и легко ошибающийся глаз экспериментатора, щелкал, отсчитывая число вылетающих из плевки частиц. В одной из физических лабораторий Германии в самом начале 30-х годов был обычный трудовой день. Профессор Вальтер Боте и его друг Бекер приводили в порядок свои записи.
|
|
Подробнее...
|
|
Загадки микромира - Новая роль - с.18-19 |
|
В.Черногорова - Загадки микромира
|
|
30.08.2009 06:30 |
|
Из тяжелых протонов и нейтронов (их стали называть нуклонами) складывались ядра атомов любых химических элементов, а электронные оболочки задавали тон их химическому поведению.
Новая роль
Ребенок, собирая картинку из разноцветных шариков, кладет их в специальные лунки. Художник, создающий мозаичную картину, скрепляет ее отдельные детали цементом. Физик тоже создает свою картину мира, складывая атомы и ядра атомов из разных совокупностей элементарных частиц. Но какая картина может считаться законченной, если отдельные ее компоненты ничем не скреплены? Где цемент, где тот клей, который скрепляет протоны и нейтроны в ядрах? Какие силы удерживают их вместе?
|
|
Подробнее...
|
|
Загадки микромира - Новая роль - с.20-21 |
|
В.Черногорова - Загадки микромира
|
|
30.08.2009 06:34 |
|
Но как пытаться описывать новое явление в микромире, когда нет ни теории, ни экспериментальных результатов? Изучая макромир, физики нередко прибегают к аналогии. А применим ли этот метод в ядерных процессах? Аналогия опирается на принцип материального единства мира. Как ни удивительны элементарные частицы, все они материальны по своей природе. Все они обладают такими свойствами объектов макромира, как движение, энергия и т. д.
|
|
Подробнее...
|
|
Загадки микромира - Под шапкой-невидимкой - с.22-23 |
|
В.Черногорова - Загадки микромира
|
|
31.08.2009 12:53 |
|
Жизнь этой частицы изучена до мельчайших подробностей. Появилось даже новое научное направление, имеющее практическое применение, — мезохи-мия. Но какой же хитрый этот мю-мезон! Кто он? Неизвестно. Известно лишь, что в микромире он проявляет себя только в двести раз более массивным исполнителем роли электрона. Загадка мю-мезона до сих пор не разгадана. Прошло двенадцать лет. И вот однажды при столкновении быстрых протонов с ядрами атомов обнаружилась еще одна частица. Тяжелее предыдущей, она имела все данные, которые позволяли ей претендовать на роль частицы Юкавы. Неравнодушная к нуклонам, новая частица в отличие от мю-мезонов бурно реагировала с атомными ядрами.
|
|
Подробнее...
|
|
Загадки микромира - Под шапкой-невидимкой - с.24-25 |
|
В.Черногорова - Загадки микромира
|
|
31.08.2009 12:59 |
|
Но когда физики измерили энергию электронов, то растерялись. Такой картины никто не ожидал: электроны уносили из ядра меньше энергии, чем причиталось на их долю. Мало того, каждый раз количество этой энергии было разное. Первой, как всегда, была мысль, что произошла ошибка. Ученые лихорадочно искали ее в собственных опытах. Для опровержения странных результатов ставились все новые и новые эксперименты. Но никакие ухищрения не помогали. Опыты упорно подтверждали, что часть энергии словно проваливается под землю. Так родилась на свет нашумевшая история о «пропаже» энергии при бета-распаде ядер.
|
|
Подробнее...
|
|
Загадки микромира - Необычайные кирпичи - с.26-27 |
|
В.Черногорова - Загадки микромира
|
|
31.08.2009 13:00 |
|
Фантастическая проникающая способность! В ней-то и заключена главная тайна нейтрино. В жизни мы сталкиваемся с двумя типами взаимодействия. Одно из них — гравитационное притяжение. О, нем мы узнаем еще в раннем детстве, потирая ушибленные при падении колени и лбы. Но сила тяготения не только швыряет нас на землю. Она же удерживает нас на Земле, цепко держит Луну около Земли, планеты около Солнца. Другое взаимодействие — электромагнитное.
|
|
Подробнее...
|
|
Загадки микромира - Необычайные кирпичи - с.28-29 |
|
В.Черногорова - Загадки микромира
|
|
31.08.2009 13:04 |
|
Они требовали ответа на один-единственный, но чрезвычайно тяжелый вопрос: откуда берутся электроны при бета-распаде ядер, если их там нет? Неужели опять надо отказаться от такой чудесно простой картины строения ядра и сделать шаг назад? Неужто, увидев наконец ясные горизонты, снова погружаться в пугающую пучину непонятных, не согласующихся друг с другом фактов? Поставленный в упор вопрос: откуда же в ядре берутся электроны? — заставил физиков сделать громадный шаг вперед. Быть может, не менее серьезный, чем шаг с признанием электронов.
|
|
Подробнее...
|
|
Загадки микромира - Эра гиперонов - с.30-31 |
|
В.Черногорова - Загадки микромира
|
|
31.08.2009 13:05 |
|
Но все попытки исключить второе решение ни к чему не-привели. Одно из двух: либо неверна теория Дирака, либо в природе существует положительно заряженный электрон. Предсказание Дирака было настолько необычным, что даже крупнейшие ученые далеко не сразу приняли его. Ландау, например, лишь спустя три десятилетия заявил: «Кто спорит, что Дирак за несколько лет сделал для науки больше, чем все присутствующие в этой комнате за всю свою жизнь?» Спустя год, в 1932 году, в космических лучах был обнаружен позитрон. В камере Вильсона нашли следы частиц, которые могли принадлежать только электрону, но с положительным зарядом.
|
|
Подробнее...
|
|
Загадки микромира - Эра гиперонов - с.32-33 |
|
В.Черногорова - Загадки микромира
|
|
31.08.2009 13:07 |
|
Осмелев, они начали «сочинять» новые роли для неоткрытых элементарных кирпичиков, а потом подыскивать для них исполнителей. Как мореплаватели времен Колумба, физики устремились в манящую, неизведанную страну микромира, увлеченные поисками но-в,ых частиц. Ученые с помощью камер Вильсона изучали столкновения элементарных частиц с ядрами. В камеру помещали пластинки из необходимого вещества и прослеживали путь частицы до нее, а также следы тех частиц, которые вылетали из пластинки.
|
|
Подробнее...
|
|
Загадки микромира - Беспокойное хозяйство - с.34-35 |
|
В.Черногорова - Загадки микромира
|
|
31.08.2009 13:09 |
|
Важность и необходимость первых трех частиц была неоспоримой. Поразмыслив, «пристроили к делу» еще шесть вновь открытых. Но тридцати частицам до сих пор не найдено применения! Безмерная щедрость природы озадачивала. Теперь уже никто не брал на себя смелость доказать: сколько именно элементарных частиц должно существовать в природе? Когда завершится список кирпичиков материи? Может быть, список этот уже завершен? А может быть, он только еще начинается?
|
|
Подробнее...
|
|
Загадки микромира - Царство энергии - с.36-37 |
|
В.Черногорова - Загадки микромира
|
|
31.08.2009 13:10 |
|
Для заряда, однако, природа сделала приятное исключение. Частица либо ' вообще не имеет заряда, либо же у нее заряд в точности равен заряду электрона. Просматривая таблицу элементарных частиц, мы уже .заметили, что одни частицы легче, другие тяжелее; одни живут долго, а другие только мгновение. Но таблица ничего не говорит об их бурной и наполненной удивительными событиями жизни.
|
|
Подробнее...
|
|
Загадки микромира - Царство энергии - с.38-39 |
|
В.Черногорова - Загадки микромира
|
|
31.08.2009 13:13 |
|
Зато насколько удобнее работать с лабораторными пучками пи-мезонов, чем отлавливать их в космических лучах, Уточняя паспортные данные частиц, физики обратили внимание, что большинство известных частиц живет дольше 10-14 секунды. Меньше всех — около 10--19 секунды — существует лишь одна частица под названием эта-мезон. Но ученые не могли понять, почему не обнаружено частиц с временем жизни в интервале от 10~19 секунды до так называемого «ядерного» времени, равного 10-22—10~23 секунды? Того самого минимального времени, необходимого новорожденной частице, чтобы заявить о своем появлении на свет. Но едва физики успели задать себе этот вопрос, как частица, рождающаяся на столь краткое мгновение, что и мгновеньем-то его нельзя назвать, была открыта!
|
|
Подробнее...
|
|
Загадки микромира - Царство энергии - с.40-41 |
|
В.Черногорова - Загадки микромира
|
|
31.08.2009 13:15 |
|
Настало время подвести итог, хотя это и не так просто сделать. Рамки довольно скромной, как мы теперь видим, таблицы элементарных частиц, составленной физиками к 1960 году, были сметены потоком открытых за короткое время новых частиц — резонан-сов. Известные нам ранее 30 элементарных частиц, которые еще несколько лет назад могли претендовать на исключительное внимание, оказались лишь относительно устойчивыми и более легкими собратьями огромной совокупности образований. Но и по сей день от экспериментаторов то и дело поступают сообщения об открытии все новых и новых частиц. И вге они пока что относятся к резонансам.
|
|
Подробнее...
|
|
Загадки микромира - Птица Феникс - с.42-43 |
|
В.Черногорова - Загадки микромира
|
|
01.09.2009 14:45 |
ПОСЛЕДНЯЯ МАТРЕШКА?
|
В мире этом — Я знаю— нет счета сокровищам Но весьма поучительно для очей Заглянуть повнимательнее в нутро вещам. Прямо в нутро вещей
Л. Мартынов
|
Птица Феникс
«По своему первоначальному смыслу, — пишет академик М. Марков, — термин «элементарные частицы» должен был бы обозначать простейшие частицы, из которых состоит материя». А не поторопились ли так назвать протоны, нейтроны и другие частицы? Разве тяжелые, мгновенно распадающиеся гипероны и резонансы похожи на простейшие части материи?
|
|
Подробнее...
|
|
Загадки микромира - Игра по правилам - с.44-45 |
|
В.Черногорова - Загадки микромира
|
|
01.09.2009 14:57 |
|
А сейчас в американском городе Батавия по мишени ускорителя бьют.протонами с энергией в 50 раз большей. . Но до сих пор ни в одном эксперименте не удавалось выбить какую-нибудь «деталь» элементарной частицы, не удавалось обнаружить ее осколка. Во всех ядерных реакциях частица участвовала как единое целое. Оказывается, любая, самая ужасная катастрофа при столкновении в микромире обходится без единой «жертвы».
|
|
Подробнее...
|
|
Загадки микромира - Точка или не точка? - с.46-47 |
|
В.Черногорова - Загадки микромира
|
|
01.09.2009 15:00 |
|
Но когда энергии ускоренных протонов стало хватать и на рождение антинуклонов, на первых порах началась неразбериха. Закон сохранения числа нуклонов перестал выполняться в ядерных реакциях. Казалось, что процесс рождения новых частиц подчинялся только закону сохранения энергии. Во всем же остальном он был совершенно стихийным.
|
|
Подробнее...
|
|
Загадки микромира - Язык рассеяния - с.48-49 |
|
В.Черногорова - Загадки микромира
|
|
01.09.2009 15:03 |
|
Протоны и нейтроны, эти никогда не исчезающие, а только превращающиеся друг в друга частицы, кажутся вполне похожими на точку. Но при одном условии: если смотреть на них издалека. Ну а если подойти поближе? Протонами — снарядами, ускоренными до огромных энергий, обстреливали мишень. Они так близко подходили к протону — мишени, что «точка» неожиданно продемонстрировала таящиеся в ней бездонные глубины. По образному выражению профессора Я- Смородинского, протон оказался скорее похожим на бурный водоворот, в котором беспрестанно рождаются и исчезают пи-мезоны, названные физиками пионами. Но это еще не все! Кроме пионов, вблизи, или даже скорее внутри того, что мы именуем протоном, возникают и гибнут нуклоны и антинуклоны.
|
|
Подробнее...
|
|
Загадки микромира - Язык рассеяния - с.50-51 |
|
В.Черногорова - Загадки микромира
|
|
01.09.2009 15:05 |
|
Чтобы выяснить, нет ли в большой отливке пустот или трещин, ее просвечивают рентгеном или гамма-лучами. Проблема, стоящая перед исследователями элементарных частиц, куда сложнее. Частица — это не коробка со стенками, а сложная система с распределенным зарядом и токами. Исследовать структуру элементарной частицы — это значит исследовать распределение всех ее зарядов, а также измерить ее электромагнитный радиус. А можно ли провести такую деликатную и чрезвычайно тонкую операцию?
|
|
Подробнее...
|
|
Загадки микромира - Электронный десант - с.52-53 |
|
В.Черногорова - Загадки микромира
|
|
01.09.2009 15:07 |
|
«Надо сказать, —- отметил однажды член-корреспондент АН СССР Д. Блохинцев, — что в изучении таких проблем, как структура нуклонов, двигаться вперед так же трудно, как в далекие области вселенной. Разница та, что в астрофизике приходится пользоваться сложными телескопами, а в атомной физике — сложными ускорителями».
Электронный десант
В 1954 году в Стёнфордском университете США заработал новый линейный ускоритель электронов. В том же году группа экспериментаторов под руководством американского ученого Роберта Хофштадтера закончила подготовку к штурму нуклонов.
|
|
Подробнее...
|
|
Загадки микромира - Электронный десант - с.54-55 |
|
В.Черногорова - Загадки микромира
|
|
01.09.2009 15:09 |
|
Это, однако, не значило, что Р. Хофштадтеру сразу же удалось снять все вопросы. Далеко не все физики интерпретировали полученные им результаты как наличие размера и структуры у протона. Оставалось еще одно объяснение: а вдруг и сам электрон не точечный и законы электромагнитных взаимодействий меняются на расстояниях 10~13 сантиметра между зарядами? Окончательно поверить в протяженность нуклонов можно было лишь тогда, когда удалось бы наблюдать взаимодействие двух точечных зарядов, расположенных друг к другу ближе 10-13 сантиметра.
|
|
Подробнее...
|
|
Загадки микромира - Что же дальше? - с.56-57 |
|
В.Черногорова - Загадки микромира
|
|
01.09.2009 15:11 |
|
Нельзя сказать, что электроны, до стигнув этой необыкновенной глубины, не встретили на пути никакого сопротивления. Напротив, как раз там, где должна находиться мезонная шуба, налетающие электроны вдруг почувствовали магнитное воздействие. Значит, и у нейтрона есть мезонное облако? Да. Оно таких же, как и у протона, размеров, только облако это электрически нейтрально. Возможно, оно состоит из нейтральных пи-мезонов, а может быть, из пар отрицательных и положительных мезонов.
|
|
Подробнее...
|
|
Загадки микромира - Кто есть кто? - с.58-59 |
|
В.Черногорова - Загадки микромира
|
|
01.09.2009 15:14 |
|
В лекции, так и названной — «По ту сторону электрона», — он сказал: «Быть может, некоторые из вас готовы меня спросить: следует ли идти за пределы электрона, не будет ли это слишком далеким? Не надо ли где-нибудь провести границу? Очарование физики в том и состоит, что в ней нет жестких и твердых границ, в ней каждое открытие не является пределом, а только аллеей, ведущей в страну, еще не исследованную, и, сколь бы долго ни существовала наука, всегда будет изобилие нерешенных проблем и физикам никогда не будет опасности стать безработными».
|
|
Подробнее...
|
|
Загадки микромира - Странные экспонаты - с.60-61 |
|
В.Черногорова - Загадки микромира
|
|
01.09.2009 15:21 |
|
Лептоны: электрон, мю-мезон и нейтрино — не участвуют в сильных взаимодействиях, у них не обнаружена внутренняя структура. В огромной армии сильно взаимодействующих частиц: нуклонов, тяжелых мезонов, гиперонов, резонан-сов — иные законы и порядки. Большинство из них распадается на более легкие частицы. А найденная сложная электромагнитная структура у нуклонов и пи-мезонов еще более укрепила подозрения ученых в «неэлементарности» этих частиц. Но, не имея пока возможности доказать это, физики просто лишили их права называться элементарными и стали пользоваться термином «фундаментальные».
|
|
Подробнее...
|
|
Загадки микромира - Странные экспонаты - с.62-63 |
|
В.Черногорова - Загадки микромира
|
|
03.09.2009 02:39 |
|
Рассчитавшаяся на «первый-второй» и на «первый-второй-третий»— неупорядоченная «толпа» элементарных частиц приобрела уже некоторую структуру. И даже этот не такой уж большой шаг к систематике помог теоретикам. Они сразу же установили некоторые соотношения между вероятностями процессов, происходящих с участием частиц одной и той же группы.
|
|
Подробнее...
|
|
Загадки микромира - Странные экспонаты - с.64-65 |
|
В.Черногорова - Загадки микромира
|
|
03.09.2009 02:43 |
|
Пропустив свою идею через «математические операции», разработанные еще в XIX веке норвежским математиком Софусом Ли и поэтому названные алгеброй Ли, они получили четкий план «построения» фундаментальных частиц. Частицам предписывалось выстроиться в группы из трех, из восьми и из десяти членов. Причем в одну и ту же группу попадали частицы с определенными квантовыми числами.
|
|
Подробнее...
|
|
Загадки микромира - Слово жюри - с.66-67 |
|
В.Черногорова - Загадки микромира
|
|
03.09.2009 02:45 |
|
И тогда Тур Хейердал, веря в свою гипотезу, построил плот из бальсовых деревьев и доказал, что на нем можно преодолеть это расстояние. Тем самым он обратил себе на пользу главный аргумент своих противников. Глубоко веря в свою систематику, М. Гелл-Манн предположил, что необычные частицы с дробным зарядом не только существуют в природе, но именно из них «сделаны» все остальные, включая и недостающую.
|
|
Подробнее...
|
|
Загадки микромира - Охота на кварки - с.68-69 |
|
В.Черногорова - Загадки микромира
|
|
03.09.2009 02:47 |
|
На Брукхейвенском ускорителе в США протонами больших энергий облучали двухметровую водородную пузырьковую камеру. Обработав сто тысяч полученных фотографий, на одной из них ученые обнаружили эту частицу. Долго разыскиваемая жительница микромира была торжественно «водворена» на место. Замкнулась десятка тяжелых частиц. Так подтвердилась правильность восьмеричного пути. Эксперимент выбрал наилучший вариант «гербария» фундаментальных частиц.
|
|
Подробнее...
|
|
Загадки микромира - Охота на кварки - с.70-71 |
|
В.Черногорова - Загадки микромира
|
|
03.09.2009 02:49 |
|
Но в опытах на ускорителях кварки не ищут, а пытаются «создать». И энергия столкновения, необходимая для того, чтобы вызвать к жизни этот фантастический призрак микромира, должна быть прямо пропорциональна массе кварка. Все опыты, проведенные на ускорителях до сих пор, закончились отрицательным результатом: свободные кварки не были найдены. По-видимому, ускоренным протонам пока еще не хватает энергии для рождения тяжелого кварка. Если отбросить крайне завышенную и крайне, заниженную оценки массы кварка, как это делается при оценке выступлений фигуристов, то наиболее приемлемой кажется величина в несколько протонных масс.
|
|
Подробнее...
|
|
Загадки микромира - Охота на кварки - с.72-73 |
|
В.Черногорова - Загадки микромира
|
|
03.09.2009 02:52 |
|
Именно такой след и должны были оставить кварки с зарядом, равным 2/з заряда электрона. Опыт Маккаскера стал сенсацией в научно-популярной прессе. Но ученые, непосредственно заинтересованные в открытии кварков, были гораздо сдержаннее. Несомненно, что следы на фотографиях Маккаскера были похожи на кварковые, но существует множество посторонних причин, по которым следы эти могли возникнуть. В сообщении австралийского ученого не было главного — контрольного анализа, и это сразу поставило под сомнение результат эксперимента.
|
|
Подробнее...
|
|
Загадки микромира - Кварковый «хор» - с.74-75 |
|
В.Черногорова - Загадки микромира
|
|
03.09.2009 02:54 |
|
Так же, как звук не существует в пустоте, так и кварки не могут существовать в свободном состоянии, хотя возможно, что они играют важную роль в структуре элементарных частиц», — сказал член-корреспондент АН СССР Д. Блохинцев. Спустя полгода после создания кварковой модели ее автор, американский ученый М. Гелл-Манн, приехал в Дубну на Международную конференцию по физике высоких энергий. На заданный ему вопрос: «Существуют ли кварки?» — он ответил совсем коротко: «Кто знает?» («Who knows?»)
|
|
Подробнее...
|
|
Загадки микромира - Моментальная фотография - с.76-77 |
|
В.Черногорова - Загадки микромира
|
|
03.09.2009 02:56 |
|
С тех пор кварки пережили равнодушие и недоверие, вспышки жгучего интереса и разочарование экспериментаторов. Наконец, они обрели спокойную, ровную привязанность теоретиков. В прошлом году в книжном магазине быстро раскупалась книга под названием «Теория кварков». Полистав ее, мы сразу нашли бы то, что искали.
|
|
Подробнее...
|
|
Загадки микромира - Моментальная фотография - с.78-79 |
|
В.Черногорова - Загадки микромира
|
|
03.09.2009 02:58 |
|
Но было бы ошибкой думать, что физику достаточно бросить на эти цифры беглый взгляд, чтобы воскликнуть: «Эврика!» Всем не терпелось узнать: что нашли в нуклонах быстрые электроны? Как они отдали свою энергию: целиком одному протону или каким-то его частям?
|
|
Подробнее...
|
|
Загадки микромира - Загадка «тета-тау» - с.80-81 |
|
В.Черногорова - Загадки микромира
|
|
03.09.2009 02:59 |
УТРАЧЕННЫЕ ИЛЛЮЗИИ
Он шел средь мрака неохватного Вслед за звездой падучей, Сквозь неопределенность квантовой Механики грядущей. Когда же следующий занавес Внезапно был распахнут, Он взял иной предел и заново Смешал фигурки шахмат. П. Антокольский
Загадка «тета-тау»
Великолепные фейерверки элементарных частиц вскоре перестали поражать воображение первооткрывателей. Регистрация каждого следующего резонанса — а число их перевалило за сотню — доставляла исследователям те же эмоции, которые владеют медицинской сестрой при взгляде на длинную очередь больных. Если бы цель и задача физики микромира заключалась только в «выписывании паспортов» для все новых и новых частиц, то больше не о чем было бы и рассказывать.
|
|
Подробнее...
|
|
Загадки микромира - Загадка «тета-тау» - с.82-83 |
|
В.Черногорова - Загадки микромира
|
|
03.09.2009 11:38 |
|
После создания теории относительности и квантовой механики неожиданно выяснилось, что все три закона сохранения, которым подчиняются макромир и микромир, всего лишь следствия более общих положений, а именно: принципов симметрии пространства и времени! И с тех пор эти фундаментальные принципы природы заняли самую верхнюю ступеньку в иерархической лестнице физических понятий. Сперва физики не сомневались в справедливости этих принципов. Но вдруг как гром с ясного неба возникла загадка «тета-тау», как ее записали в свои анналы физики. Суть этой загадки сводилась к единственному вопросу: одна частица или две?
|
|
Подробнее...
|
|
Загадки микромира - Путешествие в Зазеркалье - с.84-85 |
|
В.Черногорова - Загадки микромира
|
|
03.09.2009 11:39 |
|
Первыми «отыскали дверь» американские физики Ли Цзун-дао и Янг Чжень-нин. Но выбрались они через эту дверь, как всем казалось, самым неподходящим способом. Они «стерли» слова «тета» и «тау» и заявили, что существует все же только один сорт ка-мезонов — с положительным электрическим зарядом. Это было необыкновенно смелое заявление. Два американских физика подвергли тем самым сомнению незыблемый доныне закон сохранения пространственной четности. Новая гипотеза дерзко провозглашала, что в распаде ка-мезона при слабом взаимодействии нарушалась зеркальная симметрия пространства!
|
|
Подробнее...
|
|
Загадки микромира - Путешествие в Зазеркалье - с.86-87 |
|
В.Черногорова - Загадки микромира
|
|
03.09.2009 11:41 |
|
До 1956 года все физики считали оба направления вдоль оси равноправными — и прямое и обратное; ведь пространство-то однородно! Сколько электронов вылетает вправо, столько же и влево. То есть они считали, что процесс бета-распада ядра кобальта зеркально симметричен. После опытов с ка-мезонами зародилось в этом сомнение. Все надо было проверить на опыте.
|
|
Подробнее...
|
|
Загадки микромира - Первые «жертвы» - с.88-89 |
|
В.Черногорова - Загадки микромира
|
|
03.09.2009 11:43 |
|
Атомная физика впервые вскрыла ограниченную применимость некоторых законов механики Ньютона. И вот теперь в мире элементарных частиц обнаружилась неуниверсальность, ограниченность фундаментального принципа симметрии пространства. Каким же теперь надо представлять наше пространство? Неужели его идеальная однородность и его симметрия иллюзорны? И как это согласовать с тем, что все процессы в мире элементарных частиц подчиняются закону сохранения импульса, который как раз и есть следствие однородности пространства?
|
|
Подробнее...
|
|
Загадки микромира - Первые «жертвы» - с.90-91 |
|
В.Черногорова - Загадки микромира
|
|
03.09.2009 11:49 |
|
Но постойте, ведь с чем-то подобным мы уже сталкивались раньше, когда оперировали с обычным «Р-зеркалом». В нем изображение страдало другим недостатком: электроны оставались электронами, только вылетали они в обратную, «неправильную» сторону. А что, если использовать"оба эти непригодных зеркала одновременно и посмотреть, как будет выглядеть наш процесс?
|
|
Подробнее...
|
|
Загадки микромира - Каоновые коктейли - с.92-93 |
|
В.Черногорова - Загадки микромира
|
|
03.09.2009 11:50 |
|
Сейчас нас больше всего интересует тот аспект этой истории, что впервые тогда в науке обнаружилась зависимость свойств материи от ее пространственной ориентации. И вот сто лет спустя уже не в макрофизике, а в мире элементарных частиц ученые вновь столкнулись с проблемой, затрагивающей свойства материи одновременно. Но проблема эта была гораздо сложней, ибо в ней участвовали не только частицы, но и античастицы.
|
|
Подробнее...
|
|
Загадки микромира - Каоновые коктейли - с.94-95 |
|
В.Черногорова - Загадки микромира
|
|
03.09.2009 11:53 |
|
Ничто, казалось, не предвещало сенсации. Годы, прошедшие после обнаружения нарушения закона сохранения четности, все больше убеждали физиков в жизнеспособности новых представлений о свойствах пространства, материи и антиматерии. В такой спокойной и, казалось бы, благополучной обстановке физики встретили 1964 год. И никто не ожидал, что именно в этом году посреди заботливо ухоженной «клумбы» экспериментальных результатов вдруг вырастет колким и неприглядным малиновым прутом новое осложнение — нарушение принципа СР-симметрии.
|
|
Подробнее...
|
|
Загадки микромира - Театр одного актера - с.96-97 |
|
В.Черногорова - Загадки микромира
|
|
03.09.2009 11:55 |
|
Лишь незначительная доля протонов или электронов встречается со своими антидвойниками. Объясняется это тем, что материя и антиматерия всегда разделены в пространстве. Только в момент их первого (и последнего) в жизни свидания некоторые частицы и античастицы ненадолго образуют связанную систему. Так электрон и позитрон до аннигиляции в виде атома — позитрония — успевают помочь ученым в решении некоторых химических задач.
|
|
Подробнее...
|
|
Загадки микромира - Театр одного актера - с.98-99 |
|
В.Черногорова - Загадки микромира
|
|
03.09.2009 11:57 |
|
Экспериментаторы из Принстона поставили специальный контрольный опыт, который показал, что подобные превращения долгоживущих ка-мезонов происходят в 106 раз реже, чем зафиксированные раньше запретные распады. Прошло еще немного времени, и измерения, сделанные в разных группах с помощью совершенно иной экспериментальной методики, подтвердили этот факт. Последние сомневающиеся вынуждены были согласиться с достоверностью обнаруженного явления.
|
|
Подробнее...
|
|
Загадки микромира - Утерянный рай - с.100-101 |
|
В.Черногорова - Загадки микромира
|
|
03.09.2009 11:59 |
Утерянный рай
«Странные» положительно заряженные ка-мезоны первыми сыграли сигнал опасности для фундаментального принципа симметрии пространства. Эту опасность удалось ослабить, приняв «ультиматум» слабых взаимодействий — заменять частицы античастицами при зеркальном отражении.
|
|
Подробнее...
|
|
Загадки микромира - Утерянный рай - с.102-103 |
|
В.Черногорова - Загадки микромира
|
|
06.09.2009 08:03 |
|
Нейтроны так быстро проскакивают рабочий объем установки, что очень малое их количество распадается за это время. Даже медленные, или тепловые, нейтроны и те движутся со скоростью два километра в секунду. Нейтронный «шквал» за ничтожные доли секунды пересекает весь прибор, а для измерения дипольного момента очень важно, чтобы нейтрон как можно дольше находился в поле зрения наблюдателей, «в руках экспериментаторов». Ведь за это время надо изучить его поведение под действием электрических и магнитных полей.
|
|
Подробнее...
|
|
Загадки микромира - Утерянный рай - с.104-105 |
|
В.Черногорова - Загадки микромира
|
|
06.09.2009 08:04 |
|
Из протонов, нейтронов и электронов. И вокруг нет ничего и никого, кто бы состоял из антипротонов, антинейтронов и позитронов. Налицо зарядовая асимметрия макромира. О времени же и толковать нечего. Безжалостная его стрела направлена всегда только вперед.
|
|
Подробнее...
|
|
Загадки микромира - Конфликт или взаимное понимание? - с.106-107 |
|
В.Черногорова - Загадки микромира
|
|
06.09.2009 08:06 |
ВЕЛИКИЕ НАДЕЖДЫ
Наука — это здание, а не груда кирпичей, сколь бы ценной ни была эта груда. Е. В иг не р
Конфликт или взаимное понимание?
«Я думаю, что открытие, подобное ньютоновской динамике или квантовой механике, вряд ли будет сделано раньше, чем через сто лет, — писал в 1958 году известный физик-теоретик Ф. Дайсон. — Мой взгляд состоит в том, что мы так же далеки от понимания природы элементарных частиц, как последователи Ньютона были далеки от квантовой механики.
|
|
Подробнее...
|
|
Загадки микромира - Простак или гений? - с.108 -109 |
|
В.Черногорова - Загадки микромира
|
|
06.09.2009 08:24 |
|
Они говорили, что иногда наблюдают, как электрон возвращается в источник. У экспериментаторов было перед глазами доказательство существования этих новых частиц (позитронов), но они не были в состоянии оценить то, что видели». А история открытия нейтрона? Боте и Бекер в Германии, Ирен и Фредерик Жолио-Кюри во Франции уже держали в руках нейтроны, но правильно оценить новое явление сумел лишь ученик Э. Резерфорда Д. Чед-вик, знакомый с идеей своего учителя о существовании тяжелой нейтральной частицы. Наконец, психологический барьер был преодолен, последствия первоначального шока ликвидированы, но к чему это привело, мы уже знаем: ученые из огня попали в полымя. «С тех давних времен обстановка совершенно изменилась, — говорил П. Дирак, — теперь непрерывно в огромном количестве предполагаются и предлагаются новые частицы. Люди с великой готовностью публикуют доказательства существования новой частицы — независимо от того, добыта ли она путем эксперимента или же благодаря какой-нибудь плохо обоснованной теоретической идее».
|
|
Подробнее...
|
|
Загадки микромира - Простак или гений? - с.110 -111 |
|
В.Черногорова - Загадки микромира
|
|
06.09.2009 09:43 |
|
Упрек этот от носится к выросшей из квантовой механики теории элементарных частиц. Основы квантовой теории поля создавались крупнейшими учеными мира, такими, как В. Гейзенберг, В. Паули, П. Дирак, В. Фок. П. Дирак на основе квантовой механики и теории относительности впервые получил уравнение для электрона, движущегося почти со скоростью света. Это то самое уравнение, из которого физики узнали о существовании позитрона.
|
|
Подробнее...
|
|
Загадки микромира - Говорит Серпухов - с.112 -113 |
|
В.Черногорова - Загадки микромира
|
|
06.09.2009 09:46 |
|
Вопреки бытовавшим тогда мнениям он отнесся ко всем описываемым там событиям как к реально существовавшим. Скрупулезно следуя описаниям Гомера, Г. Шлиман откопал Трою и нашел сокровища царя Приама. А выдающаяся археологическая находка, сделанная Г. Картером и лордом Карнарвоном в 1922 году! Они нашли гробницу Тутанхамона, буквально до отказа заполненную бесценными изделиями мастеров Древнего Египта, в Долине царей, давно перекопанной вдоль и поперек.
|
|
Подробнее...
|
|
Загадки микромира - Говорит Серпухов - с.114 -115 |
|
В.Черногорова - Загадки микромира
|
|
06.09.2009 09:49 |
|
А ускоритель заработал сразу, с первого включения. Значит, строители добились отклонения значений магнитного поля у разных блоков меньше одной десятитысячной. Хотя известно, что даже сталь из разных плавок имеет несколько большее отличие в магнитных свойствах. Каждый из 120 магнитных блоков собирался из тщательно перемешанных стальных листов толщиной 2 миллиметра, полученных из разных плавок. В результате магнитных измерений выбрали оптимальный вариант расстановки магнитных блоков по кольцу ускорителя. Для устойчивой работы все магнитные блоки весом по 240 тонн надо было установить с точностью до 100 микрон. Это проблема, которую даже представить себе трудно. Но и она была решена с помощью специальных геодезических методов.
|
|
Подробнее...
|
|
Загадки микромира - Затишье перед бурей - с.116 -117 |
|
В.Черногорова - Загадки микромира
|
|
06.09.2009 09:50 |
|
Физик-экспериментатор член-корреспондент АН СССР Ю. Прокошкин рассказал о результатах опытов по взаимодействию с нуклонами протонов и антипротонов, пи-плюс-мезонов и пи-минус-мезонов, ка-плюс-мезонов и ка-минус-мезонов с энергией до 70 миллиардов электрон-вольт. Большой интерес вызвали экспериментальные результаты, полученные в работе с нейтральными ка-ме-зонами группой доктора физико-математических наук И. Савина из лаборатории высоких энергий ОИЯИ. Высокую оценку дал им крупнейший американский физик-теоретик Янг, выступавший в дискуссии по докладу.
|
|
Подробнее...
|
|
Загадки микромира - Не будем детективами - с.118 -119 |
|
В.Черногорова - Загадки микромира
|
|
06.09.2009 09:51 |
|
Ясно, что чем ближе подойдут гамма-кванты к частице, тем с большей точностью мы определим ее координату. Но это под силу только квантам с большой энергией. Ну что ж, предположим, что мы раздобыли и такие и радуемся в предвкушении точнейшего эксперимента. Но что такое? Из водородной мишени, которую мы поместили в пучок гамма-квантов самой большой энергии, во все стороны разлетаются новые протоны и антипротоны. Возникают такие же частицы, координаты которых мы измеряем. Теперь и не разберешься, где старый протон, а где новый.
|
|
Подробнее...
|
|
Загадки микромира - Не будем детективами - с.120 -121 |
|
В.Черногорова - Загадки микромира
|
|
06.09.2009 09:53 |
|
В измерительном центре электронные устройства — анализаторы — подвергают первичной обработке информацию. Наконец, исследователь получает значение вероятности интересующего его процесса. А эту величину согласно общим принципам квантовой механики как раз и можно выразить с помощью набора математических функций S-матрицы. Ну чем непохоже на знаменитое: «очнулся — на руке гипс»?
|
|
Подробнее...
|
|
Загадки микромира - «Макровзгляд» на микромир - с.122 -123 |
|
В.Черногорова - Загадки микромира
|
|
08.09.2009 17:39 |
|
На основе этих частных гипотез можно иногда установить неожиданные связи между различными процессами. Но каждый раз удается сложить в нечто целое лишь очень маленькое количество кирпичей. «Существующая теория носит мозаичный характер,— говорит директор лаборатории теоретической физики ОИЯИ Д. Блохинцев. — Можно понять и даже рассчитать отдельные явления. Но часто точка зрения, справедливая для одной группы явлений, плохо согласуется с точкой зрения, хорошо объясняющей другую группу явлений. Нет общей картины, намечены только отдельные ее кусочки».
|
|
Подробнее...
|
|
Загадки микромира - «Макровзгляд» на микромир - с.124 -125 |
|
В.Черногорова - Загадки микромира
|
|
08.09.2009 17:42 |
|
И чем больше деталей удается охватить взглядом, тем все упорядоченней становится казавшийся раньше бесформенным завал экспериментальных результатов. В начале 1960 года в американском научном журнале появилась статья молодого физика-теоретика Дж. Сакураи. Ее появлению в печати предшествовал период мучительных раздумий автора: печатать или не печатать? Пожалуй, главную роль в положительном ответе на этот вопрос сыграла молодость. Ей было легче преодолеть страхи, испытываемые каждым исследователем, надеющимся достигнуть важных результатов.
|
|
Подробнее...
|
|
Загадки микромира - «Макровзгляд» на микромир - с.126 -127 |
|
В.Черногорова - Загадки микромира
|
|
08.09.2009 17:46 |
|
Ну так же, как характер человека, основа которого — тип темперамента,— заложенная глубоко в генетическом коде, проявляется в повседневном его поведении, в его поступках. Суть идеи Вигнера, Швингера, Янга, Миллса, Ути-яма заключалась в том, что сила любого взаимодействия должна быть связана с сохраняющейся при этом взаимодействии величиной заряда.
|
|
Подробнее...
|
|
Загадки микромира - Частица-призрак - с.128 -129 |
|
В.Черногорова - Загадки микромира
|
|
08.09.2009 17:49 |
|
И в каждом из этих семейств частицы выглядели математически эквивалентными, симметричными друг другу. А это дает не только эстетическое наслаждение. Найденная «гармония природы» честно служит практическим задачам физики микромира. Благодаря ей впервые удалось вычислить вероятности процессов с участием частиц — членов одного и того же семейства. Проявилась зависимость между такими явлениями, в которых раньше не находили ничего общего.
|
|
Подробнее...
|
|
Загадки микромира - Частица-призрак - с.130 -131 |
|
В.Черногорова - Загадки микромира
|
|
08.09.2009 17:52 |
|
И те и другие имеют в руках только одну твердо установленную примету: дробный электрический заряд у кварков и большой, в семьдесят раз больший электронного, магнитный заряд у частицы, предсказанной П. Дираком. Сведений, как видите, не так уж много; скорее даже очень мало. Но если опытный следователь даже по анализу пыли на костюме обвиняемого может воссоздать картину преступления, то физик, исходя из величины магнитного заряда частицы, может в какой-то мере представить ее поведение в веществе.
|
|
Подробнее...
|
|
Загадки микромира - Частица-призрак - с.132 -133 |
|
В.Черногорова - Загадки микромира
|
|
08.09.2009 18:00 |
|
Исследованию подверглись почти все девять килограммов грунта, привезенного американскими космонавтами. Но наведенного тока обнаружить не удалось. Казалось бы, можно сделать окончательный вывод, что монополий в природе не существует. Но физики такого вывода не сделали. Ведь в точности никому не известно, как ведут себя монополи в веществе. В опытах по вытягиванию их из разных веществ предполагалось, что за время накопления с монополями ничего не происходило. Но откуда взялась такая уверенность?
|
|
Подробнее...
|
|
Загадки микромира - Частица-призрак - с.134 -135 |
|
В.Черногорова - Загадки микромира
|
|
08.09.2009 18:03 |
|
На этот раз в поисках частицы Дирака приняла участие интернациональная группа сотрудников Объединенного института ядерных исследований. Любую заряженную частицу, движущуюся в веществе быстрее света, можно обнаружить по электромагнитному черенковскому излучению, названному так в честь автора открытия, лауреата Нобелевской премии академика П. Черенкова. Сейчас метод регистрации сверхбыстрых частиц по черенковскому излучению — один из основных в физике высоких энергий.
|
|
Подробнее...
|
|
Загадки микромира - Раньше и теперь - с.136 -137 |
|
В.Черногорова - Загадки микромира
|
|
08.09.2009 18:08 |
|
Только дайон, частица с магнитным зарядом, может иметь, по теории, дробный электрический заряд. Дробный электрический заряд этого гибрида совместим с целочисленным зарядом, кратным заряду электрона, элементарных частиц, не имеющих магнитного заряда. Если бы дайоны нашлись, то это помогло бы объяснить даже нарушение СР-симметрии в слабых взаимодействиях.
|
|
Подробнее...
|
|
Загадки микромира - Купание в жидком водороде - с.138 -139 |
|
В.Черногорова - Загадки микромира
|
|
08.09.2009 18:12 |
|
Их регистрация не доставляла никаких затруднений: они отличались друг от друга по степени производимой ионизации. Даже новичок без труда отличил бы альфа-частицу от электрона по величине импульса из ионизационной камеры.
|
|
Подробнее...
|
|
Загадки микромира - Молния в коробке - с.140 -141 |
|
В.Черногорова - Загадки микромира
|
|
08.09.2009 18:16 |
|
Они проскакивают через несколько отклоняющих электромагнитов и магнитных линз, убирающих посторонние частицы, и ныряют в коллиматоры, формирующие их в пучок. Мезонный канал, вдоль которого мы проходим дальше, «бережно» доводит максимально возможное количество частиц до мишени из жидкого водорода. Что происходит с долгоживущими ка-ноль-мезонами после купания в жидком водороде?
|
|
Подробнее...
|
|
Загадки микромира - Молния в коробке - с.142 -143 |
|
В.Черногорова - Загадки микромира
|
|
24.09.2009 08:20 |
|
Но тяжелые короткоживущие ка-ноль-мезоны лишь на мгновение появляются из мишени и тотчас же распадаются на более легкие пи-плюс- и пи-минус-мезоны. И в этом главная трудность эксперимента. Теперь надо не просто зарегистрировать две новые частицы, но и доказать, что они ведут свое происхождение от первичного каона — короткоживущего ка-ноль-мезона. А решать эту задачу приходится в присутствии бесчисленного множества посторонних фоновых частиц, летящих как от ускорителя, так и от мишени.
|
|
Подробнее...
|
|
Загадки микромира - От монолога к диалогу - с.144 -145 |
|
В.Черногорова - Загадки микромира
|
|
24.09.2009 08:25 |
|
За создание стримерной искровой камеры в 1970 году группа ученых Института физики АН Грузинской ССР под руководством Г. Чиковани и совместная группа ученых Физического института АН СССР и Московского инженерно-физического института под руководством доктора физико-математических наук Б. Долгошеи-на была удостоена Ленинской премии.
|
|
Подробнее...
|
|
Загадки микромира - От монолога к диалоге - с.146 -147 |
|
В.Черногорова - Загадки микромира
|
|
24.09.2009 08:33 |
|
Но легко сказать — найти пи-мезон! Человеку, даже самому расторопному, не под силу сделать все это за доли секунды. Поэтому вместо него работают специальные электронные «логические» схемы. В течение миллиардной Доли "секунды они успевают проанализировать импульсы всех сцинтилляционных счетчиков, и если две частицы одновременно «чиркнули» по всем счетчикам в заданном порядке, электронная схема «считает» их искомыми частицами и «разрешает» запуск камер. И тогда в тех местах каждой камеры, где пролетела частица, возникает искровой разряд. В виде электрических импульсов с многочисленных проволочек каждой из 18 камер начинает поступать информация о координатах (х и у) траектории частицы в данной точке пространства.
|
|
Подробнее...
|
|
Загадки микромира - Мишень-струя водорода - с.148 -149 |
|
В.Черногорова - Загадки микромира
|
|
24.09.2009 08:41 |
|
были продублированы и окончательно обработаны в Дубне, Праге и Будапеште. Несколько лет напряженной работы большого коллектива ученых потребовалось для проверки теоремы Померанчука на протонах, нейтронах и ядрах изотопа водорода — дейтерия. Важнейшая теорема современной физики подтвердилась: чем больше энергия частиц, тем меньше разница в поведении между этими частицами и их античастицами.
|
|
Подробнее...
|
|
Загадки микромира - «Индустриальная» наука - с.150 -151 |
|
В.Черногорова - Загадки микромира
|
|
24.09.2009 08:49 |
|
Струя газообразного водорода, выпущенная из специального устройства со сверхзвуковой скоростью, пересекала пучок быстрых протонов внутри камеры ускорителя — и в этот момент она играла роль мишени. А затем попадала в «горлышко» гелиевого конденсационного насоса, действительно похожего на широкую бутылку. В доли секунды он укрощал впущенного в камеру джинна, превращая готовый распространиться во все стороны газ в неподвижный и совершенно неопасный водородный иней.
|
|
Подробнее...
|
|
Загадки микромира - «Индустриальная» наука - с.152 -153 |
|
В.Черногорова - Загадки микромира
|
|
24.09.2009 09:45 |
|
Если бы не помощь машины, то только на запись результатов эксперимента ученым потребовалась бы стопка тетрадей высотой в километр! «Работа на современной большой ЭВМ, — говорил В. Никитин, — наслаждение. Особенно это относится к моментам, когда читающее устройство не съедает карты, магнитная лента не реверсирует, магнитофон не затирает персональную библиотеку, параллельная задача не выбрасывает вашу программу из-за недостатка места на магнитном барабане, а девушки-операторы с улыбкой сообщают, что, хотя ваше время истекло, они готовы добавить вам 30 секунд (разумеется, в счет завтрашнего сеанса)».
|
|
Подробнее...
|
|
Загадки микромира - «Волшебная палочка» - с.154 -155 |
|
В.Черногорова - Загадки микромира
|
|
24.09.2009 09:47 |
|
Он может в конце концов возвратиться к «юношескому максимализму», но уже на иной основе — достаточно развив свои способности и убедившись в соответствии своих сил выдвигаемым перед собой целям». Да, характер науки за последние три-четыре десятилетия сильно изменился. Однако «научные исследования сохранили свой старомодный дух неутомимого творческого поиска».
|
|
Подробнее...
|
|
Загадки микромира - «Волшебная палочка» - с.156 -157 |
|
В.Черногорова - Загадки микромира
|
|
24.09.2009 09:51 |
|
Вспомните, как все это происходит. Ускоренные до огромной энергии протоны сталкиваются с мишенью, расположенной либо внутри вакуумной камеры, либо на выходе протонного пучка из ускорителя. И во все стороны разлетаются нейтроны, протоны, мезоны, ре-зонансы...
|
|
Подробнее...
|
|
Загадки микромира - Физика на расстоянии - с.158 -159 |
|
В.Черногорова - Загадки микромира
|
|
24.09.2009 09:54 |
|
В Институте ядерной физики Новосибирска под руководством академика Г. Будкера ведутся исследования встречных протон-антипротонных пучков. Строится установка, где будут встречаться протоны и антипротоны с энергией по 25 Гэв, что эквивалентно обычному ускорителю на 1200 Гэв. Скрестятся пути частиц материи и антиматерии. Есть надежда, что если кварки существуют и их масса не больше 25 масс протона, то они будут обнаружены.
|
|
Подробнее...
|
|
Загадки микромира - Физика на расстоянии - с.160 -161 |
|
В.Черногорова - Загадки микромира
|
|
24.09.2009 09:55 |
|
Его работа оказала на меня сильнейшее впечатление, и я сразу же почувствовал, что это, возможно, как раз та спасительная идея, в которой так нуждалась физика элементарные частиц». Искровых камер в то время еще не было, и экспериментаторы не знали, как им приступить к изучению только что открытых и озадачивших всех странных частиц — каонов и гиперонов.
|
|
Подробнее...
|
|
Загадки микромира - Физика на расстоянии - с.162 -163 |
|
В.Черногорова - Загадки микромира
|
|
24.09.2009 10:02 |
|
Именно в двухметровой пузырьковой камере Брук-хейвенской лаборатории был обнаружен знаменитый омега-минус-гиперон, что так сильно подняло акции авторов восьмеричного пути. В 1970 году в Аргоннской лаборатории специально для экспериментов с нейтрино была запущена жидководородная камера 3,6 метра длиной. Год назад во французском ядерном центре в Сакле была создана пузырьковая камера диаметром в 4,7 метра.
|
|
Подробнее...
|
|
Загадки микромира - Физика на расстоянии - с.164 -165 |
|
В.Черногорова - Загадки микромира
|
|
24.09.2009 10:04 |
|
Его начальник, доктор технических наук А. Зельдович, с почти документальной точностью описал самый волнующий момент запуска камеры: «Камера почти полна. Стоп! Опять закупорка. Меняем фильтр. При первом запуске всегда что-нибудь «летит». Продолжаем заливку. Начинают путаться дни и ночи. Наконец появился уровень жидкого водорода и достиг верхнего стекла. Запираем камеру. Греем. Дальше опять закупорка, и еще одна.
|
|
Подробнее...
|
|
Загадки микромира - От булыжника к антивеществу - с.166 -167 |
|
В.Черногорова - Загадки микромира
|
|
24.09.2009 11:08 |
|
В пузырьковой камере, напоминающей завод не только по технической сложности, но и по количеству «продукции», делаются миллионы снимков в год, на которых «бесстрастно» и «непредвзято» — без всякого отбора — зафиксированы все элементарные частицы, попавшие в камеру, и все, что с ними произошло в ее объеме.
|
|
Подробнее...
|
|
Загадки микромира - От булыжника к антивеществу - с.168 -169 |
|
В.Черногорова - Загадки микромира
|
|
24.09.2009 11:11 |
|
Уже более пятнадцати дет существует Объединенный институт ядерных исследований в подмосковном городе Дубна. Вместе с советскими учеными здесь работают 400 физиков и инженеров из социалистических стран — участниц института. Только в одной научной группе лаборатории высоких энергий ОИЯИ, недавно закончившей важный эксперимент в Серпухове, было четыре рабочих языка.
|
|
Подробнее...
|
|
Загадки микромира - Универсальные машины- с.170 -171 |
|
В.Черногорова - Загадки микромира
|
|
24.09.2009 11:14 |
|
До проникновения в микромир человек пользовался случайно найденными им на поверхности Земли источниками энергии: костром из веток, каменным углем, нефтью. Потом он научился использовать энергию падающей воды. Из всех наук о природе только физика элементарных частиц дала человечеству новый источник энергии — атомный. Это классический пример того, как фундаментальное исследование реакции тяжелых атомных ядер внезапно решило жгучую для человечества проблему получения энергии.
|
|
Подробнее...
|
|
Загадки микромира - Универсальные машины - с.172 -173 |
|
В.Черногорова - Загадки микромира
|
|
24.09.2009 11:16 |
|
Действительность оказывалась намного богаче и значительней, чем это представлялось в прогнозах. И последующие поколения чаще всего удивлялись бескрылой фантазии предшественников. Сейчас нам трудно понять, как мог Э. Резерфорд всего за год-два до открытия реакции деления ядер сомневаться в возможности какого-либо применения ядерной энергии. Но вопрос о сегодняшней пользе физики элементарных частиц можно рассматривать не только в плане туманных обещаний, но и конкретных реальных применений.
|
|
Подробнее...
|
|
Загадки микромира - Универсальные машины - с.174 -175 |
|
В.Черногорова - Загадки микромира
|
|
24.09.2009 11:21 |
|
На мощном синхроциклотроне, созданном еще в конце 1949 года — в тяжелое послевоенное время, — Институт ядерных проблем Академии наук СССР исследовал процесс деления тяжелых ядер под действием нейтронов. Эти результаты необходимы были для решения задач практического использования атомной энергии. Теперь на ускорителях этого класса работают не только физики, но и представители совершенно иных специальностей: радиохимики и медики, радиобиологи и геохимики, сотрудники научных институтов, непосредственно связанных с промышленностью.
|
|
Подробнее...
|
|
Загадки микромира - Ускоритель - генератор энергии - с.176 -177 |
|
В.Черногорова - Загадки микромира
|
|
24.09.2009 11:22 |
|
Чувствительнейшие методы анализа, применяемые у нас, давно используются при получении особо чистых химических веществ». Удалось обратить на пользу даже принципиальный недостаток, присущий ускорителю электронов —• синхротрону. Двигаясь по круговым орбитам в магнитном поле ускорителя, электроны тормозятся, испуская «синхро-тронное излучение». Это явление, с которым практически невозможно бороться, препятствует дальнейшему разгону электронов в циклических машинах.
|
|
Подробнее...
|
|
Загадки микромира - Ускоритель - генератор энергии - с.178 -179 |
|
В.Черногорова - Загадки микромира
|
|
24.09.2009 11:25 |
|
Все остальное — «сырые дрова», негорючий уран-238. Если б можно было использовать его, то добытого урана хватило бы на сотни лет. Но в тепловых реакторах выжигается лищь ничтожная его часть. Если сравнить современные масштабы добычи урана с его «неполным» сгоранием в реакторах, то вывод оказывается неутешительным. Несмотря на чрезвычайную «калорийность» уранового топлива, его слишком мало и не хватит атомной энергетике будущего.
|
|
Подробнее...
|
|
Загадки микромира - Ускоритель - генератор энергии - с.180 -181 |
|
В.Черногорова - Загадки микромира
|
|
24.09.2009 15:17 |
|
А теперь вместо свинца поместим достаточно протяженную массивную мишень из урана-238 или из тория. Достаточно включить ускоритель, и дело закипит: протоны начнут трясти ядра мишени, а осыпающиеся нейтроны будут «подсушивать» негорючий уран. Такой метод получения вторичного ядерного топлива назвали электроядерным. Идея этого метода, его физические основы известны давно. Но раньше он не мог быть применен из-за отсутствия необходимого для него ускорителя. У физиков сегодня большой выбор: циклотрон, фазотрон, синхрофазотрон... Но ни одна из существующих машин для этой цели не подходит.
|
|
Подробнее...
|
|
Загадки микромира - Рукотворные атомы - с.182 -183 |
|
В.Черногорова - Загадки микромира
|
|
24.09.2009 15:23 |
|
Это зависит от многих обстоятельств: и от дальнейшего развития ускорительной техники, и от того, удастся ли найти удачное инженерное решение конструкции реактора-мишени, и от того, будет ли эта реальная установка экономически выгодной. Но ясно одно. Предложен новый способ получения расцепляющих материалов, основанный на глубоком знании поведения элементарных частиц больших энергий.
|
|
Подробнее...
|
|
Загадки микромира - Рукотворные атомы - с.184 -185 |
|
В.Черногорова - Загадки микромира
|
|
24.09.2009 15:27 |
|
Его нашли в космических лучах еще в телей своего рождения каким-нибудь необычным свойством. Не остаются без «подарка» и мю-мезоны (мюоны). Магнитные моменты всех частиц одного знака заряда имеют строго определенное направление. Про такие мюоны говорят, что они поляризованы. Но каково было удивление физиков, когда они обнаружили, что стоит этим частицам затормозиться и остановиться в веществе, как за несколько миллионных долей секунды, остающихся до их распада, большинство мезонов теряет свою поляризованность. Почему? Что происходит в мишени, поставленной на их пути?
|
|
Подробнее...
|
|
Загадки микромира - Дубна-"мекка" мезохимии - с.186 -187 |
|
В.Черногорова - Загадки микромира
|
|
24.09.2009 15:29 |
|
А это же поляризации легко определить ход химической реакций. Водород — одно из главных действующих лиц в органической химии. Почти 90 процентов всех реакций сложных технологических процессов, таких, как крекинг нефти, происходит с участием атомарного водорода. И если бы с большой точностью были известны абсолютные скорости его реакций, то с помощью ЭВМ можно было бы заранее рассчитать оптимальный вариант любого химического промышленного процесса.
|
|
Подробнее...
|
|
Загадки микромира - Дубна-"мекка" мезохимии - с.188 -189 |
|
В.Черногорова - Загадки микромира
|
|
24.09.2009 15:34 |
|
И вот сейчас на переднем крае современной науки «разводит пары» «скорая помощь» с пи- и мю-мезонами на борту, направляющаяся по маршруту «физика элементарных частиц — химия». Сотрудники лаборатории ядерных проблем впервые обнаружили, что характеристики рентгеновского излучения из мезоатомов отражают особенности химического строения вещества мишени. Исследуя окислы разных элементов, физики нашли четкую периодичность свойств мезорентгеновского излучения. Не будь периодическая система элементов открыта 100 лет назад, ее можно было предсказать на основании опытов с мюонами.
|
|
Подробнее...
|
|
Загадки микромира - Лаборатория для всех - с.190 -191 |
|
В.Черногорова - Загадки микромира
|
|
24.09.2009 15:36 |
|
Но в их руках не было подходящего инструмента для измерения плотности электронов в разных местах молекулы. И дело не двигалось до тех пор, пока на помощь не подоспели физики. Несколько кислот одна за другой подверглись возействию пи-мезонного зонда. По изменению процесса захвата пи-мезонов водородом, входящим в состав этих кислот, нашли распределение плотности электронов в молекулах. А когда по полученным результатам кислоты расположили в ряд, оказалось, что точно в таком же порядке они следуют по убыванию их силы. Мезон-ный «силомер» не подвел.
|
|
Подробнее...
|
|
Загадки микромира - Лаборатория для всех - с.192 -193 |
|
В.Черногорова - Загадки микромира
|
|
24.09.2009 15:45 |
|
Электроны, фотоны, протоны, нейтроны — вот пере- чень частиц, открытых еще до создания ускорителей и без участия космических лучей. Но физика элементарных частиц родилась лишь тогда, когда в камере Вильсона была впервые обнаружена «продукция» космического ускорителя: позитроны, мю-мезоны, пи-мезоны, ка-мезоны, гипероны...
|
|
Подробнее...
|
|
Загадки микромира - «Ложка» для Солнца - с.194 -195 |
|
В.Черногорова - Загадки микромира
|
|
24.09.2009 15:49 |
|
В 1966 году грандиозная установка из 36 пятиметровых счетчиков, содержащих 16 тонн специальной жидкости, была собрана под землей на глубине более трех километров в шахте золотых рудников около Иоганнесбурга в Южной Африке. Полтораста чувствительнейших фотоумножителей, непрерывно просматривая сцинтиллирующую под действием элементарных частиц жидкость, зарегистрировали в течение года 10 атмосферных нейтрино.
|
|
Подробнее...
|
|
Загадки микромира - «Ложка» для Солнца - с.196 -197 |
|
В.Черногорова - Загадки микромира
|
|
24.09.2009 15:51 |
|
Поэтому фотонам надо преодолеть огромную массу вещества, чтобы выбраться на поверхность. Конечно, они быстро погибают при первых же взаимодействиях, рождая другие фотоны с меньшей энергией. Через миллионы лет изнутри до поверхности Солнца добираются далекие потомки первичных частиц, которые уже ничего не «помнят» о своем происхождении.
|
|
Подробнее...
|
|
Загадки микромира - Нейтринное цунами - с.198 -199 |
|
В.Черногорова - Загадки микромира
|
|
24.09.2009 15:54 |
|
Все остальное очень просто. Число таких радиоактивных атомов аргона, то есть число нейтринных «следов», нетрудно подсчитать обычным счетчиком элементарных частиц. Какой же конец у этой истории? А конца у нее еще нет. Да и вообще это никакая не история, а одна из проблем сегодняшней физики элементарных частиц и астрофизики.
|
|
Подробнее...
|
|
Загадки микромира - Нейтринное цунами - с.200 - 201 |
|
В.Черногорова - Загадки микромира
|
|
24.09.2009 15:55 |
|
Некоторые электрон-позитронные пары превращаются уже не в фотоны, как раньше, а в пару нейтрино — антинейтрино, которые покидают звезду. Нарушая правила игры, нейтрино уносят с собой полученную от электронно - позитронных пар энергию. Никакими способами возвратить ее обратно звезда не может. Энергия эта потеряна навсегда.
|
|
Подробнее...
|
|
Загадки микромира - Ровесники вселенной - с.202 - 203 |
|
В.Черногорова - Загадки микромира
|
|
24.09.2009 15:57 |
|
Линза-Земля, обращаясь вокруг Солнца, так же непрерывно фокусирует солнечные нейтрино. Нейтринное изображение Солнца вслед за движением Земли перемещается в пространстве на расстоянии в тысячу миллиардов километров от ее центра. Остается поставить там «пленку» и получить изображение звезды, увиденной «глазами» нейтрино. К сожалению, пленки для такого космического «фотоаппарата» не существует, да и самого аппарата тоже. Но советский ученый И. Лапидес предполагает, что, используя фокусирующие свойства массивных космических тел, можно было бы «построить» нейтринный телескоп для поисков источников нейтринного излучения. Например, так. , Большой космический корабль, на борту которого установлен хорошо' защищенный от космических лучей нейтринный детектор, выведен на околосолнечную орбиту с радиусом, равным нейтринному фокусному расстоянию Солнца.
|
|
Подробнее...
|
|
Загадки микромира - Ровесники вселенной - с.204 - 205 |
|
В.Черногорова - Загадки микромира
|
|
24.09.2009 15:59 |
|
Палеонтология рассказывает о древнейших формах жизни, об эволюдии органического миpa, реконструируя ее по частям скелетов, окаменело-стей и отпечатков. Палеонтологи как будто совершают путешествие во времени аазад «длиною» в миллиард лет.
|
|
Подробнее...
|
|
Загадки микромира - Антимиры? - с.206 - 207 |
|
В.Черногорова - Загадки микромира
|
|
24.09.2009 16:02 |
|
Если бы их удалось зарегистрировать, это позволило бы окончательно решить вопрос об условиях, царивших во вселенной в первые секунды и минуты ее существования. «Поиски реликтовых нейтрино, какими бы сложными они ни оказались, — говорит академик Я. Зельдович,— чрезвычайно важны для решения вопроса о самых ранних стадиях космологического расширения. Поистине измерение реликтовых нейтрино будет «экспериментом века».
|
|
Подробнее...
|
|
Загадки микромира -Антимиры? - с.208 - 209 |
|
В.Черногорова - Загадки микромира
|
|
24.09.2009 16:04 |
|
И если пытаться решать проблемы космологии на основе знаний об элементарных частицах, добытых учеными с помощью ускорителей, то gрежде всего надо вспомнить о законе сохранения бариовного числа. Закон этот означает, что протоны и нейтроны всегда рождаются в паре со своими античастицами. Другими словами, вещество всегда рождается в одной и той же точке пространства и в тех же количествах, что и антивещество. Поэтому вполне естественно было предположить, что и «первобытная» плазма состояла из одинакового числа частиц н античастиц.
|
|
Подробнее...
|
|
Загадки микромира - Антимиры? - с.210 - 211 |
|
В.Черногорова - Загадки микромира
|
|
24.09.2009 16:05 |
|
В принципе этот спор можно решить с помощью нейтрино. Звезда из антивещества или антигалактика вместо нейтрино должны излучать потоки антинейтрино. Вполне вероятно, что они достигают и поверхности Земли. Однако нейтринная астрономия здесь бессильна помочь. Даже от самых ярких звезд типа Сириуса на Землю попадает всего лишь одно нейтрино или антинейтрино на квадратный сантиметр в секунду.
|
|
Подробнее...
|
|
Загадки микромира - Космические перекрестки - с.212 - 213 |
|
В.Черногорова - Загадки микромира
|
|
24.09.2009 16:08 |
|
Луна, которая стала теперь непосредственным объектом экспериментальных исследовании советских и американских ученых, может быть, тоже поможет нам в решении проблемы наличия вещества и антивещества в природе. У нашего спутника нет атмосферы, и если антиметеориты когда-нибудь падали на его поверхность, то при аннигиляции они должны были оставить радиоактивные пятна с повышенным содержанием такого дол-гоживущего элемента, как алюминий-26.
|
|
Подробнее...
|
|
Загадки микромира - Космические перекрестки - с.214 - 215 |
|
В.Черногорова - Загадки микромира
|
|
24.09.2009 16:11 |
|
Для симметрии уравнений Максвелла и квантовой электродинамики так не хватает моно-полей Дирака, но до сих пор никто их не видел. Охотники за кварками и те, кто отправился в погоню за магнитными монополями, вернулись с пустыми руками. Ни в космических лучах, ни на дне океанов, ни в горных породах их не оказалось. Почему? Конечно, можно ответить: потому что ни кварков, ни монополей не существует. Ну а если все-таки существуют? Можно ли хоть приблизительно сказать, сколько их в природе? Например, кварков?
|
|
Подробнее...
|
|
Загадки микромира - Маленькая вселенная - с.216 - 217 |
|
В.Черногорова - Загадки микромира
|
|
24.09.2009 16:13 |
|
«Проблемы большой вселенной теснейшим образом переплетаются с задачами теории элементарных частиц, — говорил академик В. Амбарцушш. — Как ведут себя частицы сверхвысоких энергий, проходя через разреженное межзвездное вещество и космические магнитные поля? Имеются ли античастицы в космических лучах и каково их количество? Какой род элементарных частиц является основным носителем той огромной энергий, которая сосредоточена в радиогалактиках и постепенно излучается в виде радиоволн?
|
|
Подробнее...
|
|
Загадки микромира - Маленькая вселенная - с.218 - 219 |
|
В.Черногорова - Загадки микромира
|
|
24.09.2009 16:16 |
|
На самом же деле идея материального единства мира сейчас отчетливее, чем когда бы то ни было в прошлом, объединяет наше понимание сверхбольшого и А не связано ли это нарушение с асимметрией макромира? Или, может быть, с отсутствием антивещества во вселенной? И опять ответ скрывается, по-видимому, в «начальных условиях» жизни вселенной. Отсюда же начинала свой непрерывный полет и «стрела времени», которую сейчас пытаются обнаружить в микромире.
|
|
Подробнее...
|
|
|