Главная | Регистрация | Вход | RSS

Архиварий-Ус

Меню сайта
Категории раздела
Новости
Мои статьи
Политика и экономика 1980
Литературная газета
Газета "Ленинская Правда"
Газета "Правда"
Еженедельник "За рубежом"
Газета "Полярная Правда"
Газета "Московская правда"
Немецкий шпионаж в России
Журнал "Трезвость и культура"
Политика и экономика 1981
Журнал "Юность"
Статистика
Яндекс.Метрика
ВТОРГАЯСЬ В НЕИЗВЕДАННЫЙ МИР

Наука и техника

В поисках «первоосновы» материального мира ученые-физики пытаются понять не только, как устроены различные элементарные частицы, но и каким образом они взаимодействуют друг с другом, что переносит силы взаимодействия. В настоящее время выдвинуты теории о существовании особых частиц, благодаря которым и осуществляется сильное и слабое ядерное взаимодействие. Но «увидеть» их пока еще никому не удалось. Только сейчас становится возможным проведение соответствующих экспериментов, требующих ускорения частиц до огромных энергий. Их намечают провести в Европейском центре ядерных исследований.

Уолтер САЛЛИВЭН

«ИНТЕРНЭШНЛ ГЕРАЛЬД ТРИБЮН», ПАРИЖ.

В Женеве, в Европейском центре ядерных исследований (ЦЕРНе), ученые готовятся к дерзкому броску в совершенно неизведанный мир физики с помощью нового, сооружаемого сейчас комплекса ускорителей и регистрирующих устройств. По масштабу и сложности этот проект напоминает подготовку полетов, в космическое пространство.

Цель его — обнаружить то, что специалисты считают «краеугольным камнем» в семействе элементарных частиц. На нем, по-видимому, и зиждется строение и поведение вещества на самом фундаментальном уровне.
Как удалить почечные камни?
Западногерманские исследователи разработали метод безболезненного удаления почечных камней. При этом пациент, находящийся ванне, подвергается воздействию ударных волн, образующихся при искровых разрядах высоковольтного конденсатора, находящегося под водой. В течение полутора часов производится 800 искровых разрядов. Для предотвращения аритмии обеспечивается совпадение фазы разрядов и ударов сердца пациента. Поскольку звук проходит через воду и мягкие ткани тела медленнее, чем через почечный камень, ударные волны, выходящие из камня, замедляются и сталкиваются с вновь идущими. Такое столкновение волн внутри камня приводит к его разрушению.

После процедуры пациенты остаются в клинике еще пять дней, пока осколки камня не выйдут из организма естественным путем.

Этот метод уже был применен для удаления почечных камней у 153 пациентов. У 90 процентов из них камни были удалены полностью.

«Сайенс ньюс», Вашингтон


Полагают, что это триплет из трех частиц. В него входят сравнительно массивные, хотя и неуловимые частицы: две из них названы W-частицами, а третья — Z-частицей.

Если специалисты и в самом деле окажутся способными наблюдать их, то они впервые увидят такие частицы, которые переносят одну из основных сил в природе, так называемое слабое ядерное взаимодействие.

Их поиски начались более сорока лет назад. Как говорят исследователи, успешный исход эксперимента мог бы представить собой «захват самой ценной добычи во всей современной физике». Ожидают, что эти частицы будут существовать очень короткое время после мощного импульса энергии, высвобождаемой при лобовых столкновениях сильно ускоренных протонов с частицами антивещества — антипротонами. Чтобы достичь необходимых энергий, будет введен в действие единый комплекс из пяти ускорителей.

Новейший из этих ускорителей, сверхмощный протонный синхротрон, имеет размер в окружности около шести с половиной километров. Его тоннель пересекает даже франко-швейцарскую границу. Если не считать нескольких входных сооружений и вентиляционных труб, то на общем фоне сельского ландшафта нет никаких признаков его присутствия.

В предыдущих экспериментах по столкновению протонов энергия частиц хотя и была достаточна для рождения W- и Z-частиц, однако ее не хватало, чтобы их можно было наблюдать. Концентрация содержащихся частиц и столкновений между ними была слишком низкой. Теперь же плотность потока частиц значительно возросла. Карло Руббиа из Гарвардского университета, сыгравший ведущую роль в разработке проекта, убежден, что, начиная с октября, когда эксперимент пойдет полным ходом, будет регистрироваться ежедневно по десять W-частиц и по одной Z-частице.

Эти частицы, которые иногда называют «промежуточными векторными бозонами», должны завершить собой их список, который требуется для современной теории, чтобы описать все фундаментальные взаимодействия в природе, за исключением тяготения.

Факты, накопившиеся за годы экспериментов, свидетельствуют, что на самом элементарном уровне вещество состоит из двух типов частиц — лептонов и кварков. Лептоны, или легкие частицы, включают в себя электроны, которые кружат по орбитам вокруг атомных ядер, две более тяжелые родственные частицы и нейтрино, частицы, которые, по-видимому, не обладают массой. (Недавние эксперименты советских физиков привели к выводу, что у нейтрино все же есть небольшая масса покоя. Сейчас эти результаты тщательно проверяются во многих лабораториях мира. — Ред.) Кварки, соединяясь друг с другом, образуют тяжелые частицы — протоны и нейтроны, из которых состоят ядра атомов.

Для каждой из этих частиц существует частица-двойник с противоположным по знаку электрическим зарядом или другим аналогичным параметром. Это частицы так называемого антивещества. Когда вещество и антивещество вступают в контакт друг с другом, они аннигилируют, давая вспышку с высвобождением большого количества энергии. В нашей Галактике, а может быть, и во всей Вселенной, по-видимому, вещество преобладает над антивеществом. Однако антивещество можно создавать искусственно.

Специалисты убеждены, что силовые поля, управляющие поведением всего вещества, такие, как гравитационное или электромагнитное, оказывают воздействие на частицы вещества путем непрерывного обмена некими частицами-посредниками. Например, электромагнитное взаимодействие, связывающее воедино атомы и молекулы, переносится фотонами. Тяготение, как полагают, переносится частицами-гравитонами. В 1935 году японский теоретик Хидеки Юкава предположил, что и два других фундаментальных взаимодействия между частицами, которые проявляются только на внутриатомных расстояниях и менее, также должны носить обменный характер.

Сильное ядерное взаимодействие, которое связывает вместе частицы атомных ядер, как утверждал Юкава, должно переноситься довольно тяжелыми частицами. Теперь их называют мезонами. Слабое ядерное взаимодействие управляет более «деликатными» реакциями, такими, как радиоактивный распад нейтронов. Именно оно разрушает нейтрон на части во время его радиоактивного распада. Переносится слабое взаимодействие еще более тяжелыми частицами, чем мезон.

Теперь ученые убеждены, что слабое и электромагнитное взаимодействия служат проявлением одного и того же первичного феномена. Их свели воедино точно так же, как столетие назад были объединены вместе две теории электричества и магнетизма.

Новая теория предсказывает, что слабое взаимодействие переносится тремя частицами. Две из них — это W-частицы, одна положительная и одна отрицательная с равными массами в 79,5 Гэв (гига-электронвольт — миллиардов электронвольт). Третья же — нейтральная Z-частица с массой в 90 Гэв.

При лобовом столкновении двух частиц, ускоренных во взаимно противоположных направлениях, энергия столкновения становится достаточной для порождения новых частиц, некоторые из которых могут оказаться очень массивными. Это, в частности, справедливо для вещества и антивещества.

В последние годы несколько лабораторий провели подобные эксперименты со встречными пучками электронов и их антиподов — позитронов. Однако масса у электронов и позитронов значительно меньше, чем у протонов (примерно в 1840 раз.— Ред.). И хотя столкновения электронно-позитронных пучков привели к разнообразным и важным открытиям, их энергии оказалось недостаточно для порождения W- и Z-частиц. Однако это не относится к большому электронно-позитронному ускорителю, сооружение которого планируется завершить вблизи Женевы в 1987 году. Его кольцо окружностью почти в 32 километра будет простираться под расположенными рядом Юрскими горами.

Работы по проекту задержались на шесть месяцев после того, как по неосторожности внутрь одного из регистрирующих детекторов была занесена пыль. Пока его вновь приведут в рабочее состояние, встречные пучки частиц смогут ускоряться на большом кольце сверхмощного протонного синхротрона. Сперва протоны будут ускоряться до 0,05 Гэв, проходя прямолинейный участок своего пути. Затем на круговом предварительном ускорителе их разгонят до 0.8 Гэв.

Далее они будут направлены на более внушительное кольцо старого ускорителя ядерных частиц, протонного синхротрона (сооруженного в 1959 году), где их энергию увеличат до 26 миллиардов электронвольт. Эти протоны будут сталкиваться с медной мишенью, в результате чего возникнет много «осколков», и в том числе небольшое количество антипротонов, грубо говоря, по одному антипротону на каждый миллион ударяющихся о мишень протонов.

Энергия полученных антипротонов будет всего 3,5 Гэв, что значительно ниже поставленной цели (270 Гэв). Они будут направляться на небольшое кольцо, накопитель антипротонов. Через каждые 2,4 секунды «на хранение» будет следовать группа антипротонов. Потребуется около суток, чтобы накопить несколько сотен миллиардов антипротонов, которые нужны для опыта.

Когда их число окажется достаточным, античастицы пошлют обратно на протонный синхротрон для ускорения с максимальной энергией до 26 Гэв. А после этого они направятся на гигантский сверхмощный протонный синхротрон для окончательного ускорения в направлении движения против часовой стрелки.

Протоны и антипротоны, совершая по 50 тысяч оборотов в секунду, будут циркулировать в противоположных направлениях по слегка отличающимся орбитам вдоль гигантского кольца и ускоряться до 270 Гэв. Завершая свое движение по орбитам, частицы будут сталкиваться друг с другом в двух помещениях, похожих на пещеры. Они оборудованы огромными устройствами для регистрации того, что возникает в результате столкновений.

Ожидаемая производительность установки будет равна всего лишь около одной W- или Z-частицы на каждый миллиард столкновений. Эти частицы должны быть очень короткоживущими — их время жизни меньше одной миллиардной доли секунды! Однако они должны распадаться несколькими из предсказанных способов.

Согласно современной теории, продукты распада положительной W - частицы должны вылетать преимущественно в направлении ее движения, а продукты распада отрицательной W - частицы — в обратном направлении. К. Руббиа, Д. Клайн из университета штата Висконсин и Симон ван дер Меер из ЦЕРНа утверждают, что наблюдение этого эффекта будет весомым подтверждением того, что отыскиваемые частицы могли бы наблюдаться и непосредственно.

Еженедельник "За рубежом" № 46 (1167) 1982 г.

Статья оптимизирована для публикации издательским домом "Гелион"

Похожие новости:


Уважаемый посетитель, Вы зашли на сайт как незарегистрированный пользователь.
Мы рекомендуем Вам зарегистрироваться либо войти на сайт под своим именем.
Еженедельник "За рубежом", publ | Просмотров: 3539 | Автор: platoon | Дата: 22-11-2010, 05:43 | Комментариев (0) |
Поиск

Календарь
«    Декабрь 2017    »
ПнВтСрЧтПтСбВс
 123
45678910
11121314151617
18192021222324
25262728293031
Архив записей

Декабрь 2017 (11)
Ноябрь 2017 (14)
Октябрь 2017 (9)
Сентябрь 2017 (18)
Август 2017 (11)
Июль 2017 (10)


Друзья сайта

  • График отключения горячей воды и опрессовок в Мурманске летом 2018 года
  • Полярный институт повышения квалификации
  • Обучение по пожарно-техническому минимуму