"Об Адронном Коллайдере рассказывает профессор, член-корр РАН, Михаил Иосифович Высоцкий. Предназначение коллайдера, "угрозы", от него исходящие, ожидаемые результаты деятельности, роль отечественной науки в развитии фундаментальной физики".

Отличное, ровное и познавательное интервью. Длительность программы 17 минут.



Скопировано из ru_science

Забавная, если так посмотреть получается ситуация. Во второй половине девятнадцатого века в экспериментах с гуммигутовыми частичками получает первое серьезное экспериментальное подтверждение атомистическая теория, за которую химики и физики упорно боролись уже который век. Боролись, что самое удивительное, с философами. Шопенгауэр называл атомистов «бестолковыми аптекарями» и утверждал, что эта дикая теория атомов должна была давно сгнить в библиотеках. Однако, с усовершенствованием технологии эксперимента находились все новые железные подтверждения «дурацкой» теории. Что самое главное, ученые не только подтвердили реальность существование атомов, они обнаружили, что атомы, вопреки утверждениям Дальтона и иже с ним, не являются неделимыми основополагающими единицами материи. Впервые идеи о сложности устройства атома появились еще до опытов, доказавших их реальность, и первыми людьми, кому пришла эта мысль, были исследователи электричества. Началось все с предположения, что существует некая электрическая жидкость, которая наполняет тела. Если ее избыток, тело заряжено отрицательно, если недостаток – положительно. Впоследствии, при более внимательном наблюдении и изучении процессов переноса зарядов электролитами, ученые смогли провести измерения, обнаружили, что атом может быть заряжен положительно, и этот заряд будет суммой двух или больше элементарных зарядов, только другого знака, или он может быть заряжен отрицательно аналогичным образом. Так было получено подтверждение, что атом, например, водорода, способен нести на себе и некую очень легкую заряженную частицу.

Но все сказанное выше так, к слову, для полноты картины. Самое-то интересное началось после изобретения катодной трубки.


Если взять стеклянную трубку, запаять внутри с одной и другой стороны металлические пластинки, катод и анод, выкачать из трубки воздух и подать достаточно большое напряжение на контакты, то от катода оторвутся носители элементарного заряда, электроны, и понесутся к аноду. Здесь открывается большой простор для всяческих издевательств с потоком электронов, который тогда называли катодными лучами. Проводили над ними кучу экспериментов, но самых интересных результатов добился небезызвестный товарищ Рентген. Если направить поток электронов в стенку трубки, в этом месте появляется зеленовато-желтое свечение. Но круче всего то, что от этой точки исходят лучи другой природы, которые обладают потрясающей проникающей способностью и оставляют след на фотографической пластине. Рентген совершил это открытие зимой в начале 1986 года. Все свои наблюдения он подробно записал и отправил своему другу Пуанкаре. И это письмо было прочитано Пуанкаре на собрании Парижской Академии Наук. Все были в замешательстве и изумлении, но больше всего был изумлен талантливый химик Анри Беккерель. Самым завораживающим моментом для него стало это таинственное свечение стенки трубки. Иначе это называется флюоресценцией. Тогда у Беккереля в голове сработало почти на автомате: «О, круто, стенка трубки флюоресцирует, и испускаются лучи икс, значит, вполне возможно, что всякое вещество, которое флюоресцирует, тоже их испускает!» Ему уже нетерпелось поставить свой опыт. Ну, вообще, ясное дело, что флюоресценция никаким боком не связана с лучами икс. Летящие с огромной скоростью электроны резко тормозятся в веществе и их энергия частично переходит в рентгеновское излучение. Флюоресценция – интересная способность некоторых веществ, вроде плавикового шпата, светиться при нахождении на Солнце. И вот Анри Беккерель, выбирая для эксперимента какое-нибудь подходящее вещество из своей воистину огромной коллекции минералов, умудрился выбрать именно тот, который содержал соли урана! Уран испытывает радиоактивный распад при котором происходит испускание гамма-лучей (они немного жестче, чем рентгеновские), которые также оставляют след на фотографической платине. Но Беккерель об этом не знал. Впервые запахло нечистым, когда след отпечатался даже в тот день, когда Солнце ни разу не выглянуло и минерал не светился. Тогда ученый попробовал другие минералы, не содержащие солей урана, и тогда-то его теория рухнула. Это было хорошо. Потому что появилась самая головоломная загадка в науке того времени. Самое замечательное в этой истории состоит в следующем – а если бы он выбрал другой минерал, не радиоактивный?


Ну что ж, потом были многолетние и чудовищно сложные кропотливые исследования Марии и Поля Кюри, открытие радия, потом были эксперименты Резерфорда и Содди, когда проводились исследования «эманации радия» - испускаемого радием радиоактивного «газа», когда было открыто, что в магнитом поле радиоактивное излучение можно разделить на три части – альфа, бета и гамма-излучение.


Бета-излучение – поток быстрых электронов, гамма-лучи – жесткое электромагнитное излучение, а вот с альфа-лучами пришлось повозиться. Резерфорд предположил и позже доказал, что альфа-лучи – поток атомов гелия, лишенных двух электронов. Все это подтвердило догадку, что атомы радиоактивных элементов разрушаются, разваливаются на куски и разбрасывают эти куски во все стороны. При этом выделяется немало энергии. Физики репу почесали, когда посчитали, сколько тепла испускает радий за время своей жизни (где-то полторы тысячи лет; имеется ввиду, конечно, период полураспада – время, за которое данное количество радиоактивного вещества уменьшается вдвое). Исследование того, как и почему это происходит, заставило физиков углубиться в неизведанный мир ядерных процессов и развивать физику атомного ядра. За что уже через сорок с лишним лет могли бы услышать много добрых слов от японцев. Но из первооткрывателей радиоактивности не очень-то много кто дожил до сей поры. Ученые очень упорно очищали радиоактивные вещества и стремились получить их все более концентрированными, не догадываясь, что чем чище препарат в их руках, тем короче их жизнь. Впервые радиация проявила себя, когда Беккерель в 1901 году попросил у Поля Кюри немножко радия для проведения опыта на лекции, которую Беккерель хотел прочитать своим студентам. Меньше грамма вещества, содержащего радий, помешалось в стеклянной трубке, убранной в коробочку. Беккерель запихнул коробочку в карман жилета, и забыл. Шесть часов пролежала коробочка в кармане. А через десять дней на коже в том тесте, у которого находился радий, появилось покраснение. Позже кожа растрескалась и образовалась язва. Пришлось лечить. Шрам на том месте остался на всю жизнь. Врачи, заметив влияние радия на живое, придумали, как можно использовать его для лечения некоторых кожных болезней, исследовали его влияние на клетки, обнаружили, что радий убивает быстро размножающиеся клетки, и использовали это для лечения рака. Еще много десятилетий эти врачи ничего не знали о действии радиации на ген клетки и о многих тонкостях ионизации.

Можно ли в листе бумаги, вырванном из школьной тетради, прорезать такую дыру, в которую пролезет взрослый человек?

=)

Как известно, самой большой головной болью для соверменных астрофизиков является природа темной материи и темной энергии, а также свойства этих экзотических составляющих нашего мира. На разрешение поставленных исследователями задач направлено множество проектов, некоторые из которых поражают воображение размахом и грандиозностью.

Февраль этого года стал месяцем начала наблюдений с помощью South Pole Telescope. Он будет обозревать небо в миллимитровом и субмиллиметровом диапазонах. Он будет не одинок. Скорой водут в строй:

- The Atacama Cosmology Telescope, (2007)
- Pan Starrs, (2009)
- Dark Energy Survey, (2009)
- субмиллиметровая орбитальная обсерватория PLANCK (ESA, 2008)

Россия тоже делает свой вклад. В 2011 году должна стартовать ракета с орбитальной рентгеновской обсерваторией "СРГ" (Спектр-Рентген-Гамма).

Все это хорошо, но еще много загадок таит космос. В частности, наш дом - Млечный Путь. Чтобы измерить расстояния до милларда звезд Галактики и звезд Местной Группы, и узнать их скорости и положение в пространстве, в 2011 году заработает обсерватория Gaia, (ESA)

Впечатляет, не правда ли?=)

По материалам журнала "В мире науки", №6, 2007.