НОВОСТИ КОМПАНИЙ

Все новости

ЛЕНТА НОВОСТЕЙ

Все новости

Опросы

Какой у вас цвет глаз?









Реклама

Двадцатый век. Рождение квантовой физики

14 декабря 1900 года впервые прозвучало слово «квант». Это было традиционное заседание Немецкого физического общества в Берлине. Новое слово произнес университетский профессор Макс Планк. Похоже, он ни в малейшей степени не сознавал, что открывает в естествознании новую эру. Позднее Нильс Бор сказал – «Перед нами – безумная теория. Вопрос в том, достаточно ли она безумна,чтобы быть правильной». 

Двадцатый век. Рождение квантовой физики
Вс 04 августа 2019, 10:39

Фото: nbrkomi.ru


Макс Планк, произнесший слово «квант», проявил осторожность: это только рабочая гипотеза. Однако прошло не так много времени, и в 1905 году Эйнштейн с завидной смелостью заявил: квант — это реальность! Но становление квантовой механики не было спокойно триумфальным. С самого рождения квант оказался капризным младенцем. Введенный Планком в расчет в качестве кванта энергии, он появился в окончательной формуле в виде кванта действия – величины, являющейся произведением энергии на время. Причина этой трансформации оставалась неясной. Постепенно Планк, а вслед за ним и другие ученые примирились с дискретностью энергии, но дискретность механического действия долго оставалась непостижимой.

Шли первые годы нашего столетия. Безвестный, с трудом получивший место эксперта патентного ведомства начинающий физик Альберт Эйнштейн упорно размышлял над тайнами фотоэффекта. Столетов и Герц, русский и немецкий физики, подробно изучили к этому времени, как свет выбивает электроны из поверхности твердых тел. Были установлены все подробности этого явления, названного фотоэффектом. Но никто не мог понять, почему энергия вылетающих электронов не зависит от яркости падающих лучей, а определяется только их цветом. Никто не мог объяснить и существования красной границы фотоэффекта – того удивительного факта, что для каждого вещества в спектре солнечного света существует своя индивидуальная граница. Лучи, лежащие в красную сторону от границы, никогда не вызывают фотоэффекта, а лежащие в фиолетовую сторону от нее – легко выбивают электроны из поверхности вещества.

Загадку решил Эйнштейн. Он пришел к выводу, что квантовая теория Планка, созданная только для объяснения механизма обмена тепловой энергией между электромагнитным полем и веществом, должна быть существенно расширена. Он установил, что энергия электромагнитного поля, в том числе и световых волн, всегда существует в виде определенных порций – квантов (фотонов).Так Эйнштейн извлек квант из его колыбели и продемонстрировал людям его поразительные возможности. Представление о кванте света (фотоне) как об объективной реальности, существующей в пространстве между источником и приемником, а не о формальной величине, появляющейся только при описании процесса обмена энергией, сразу позволило ему создать стройную теорию фотоэффекта. Это подвело фундамент и под зыбкую в то время формулу Планка. Сам Эйнштейн не придавал трагического значения этому противоречию. Наоборот, он считал его естественным, отражающим сложный, многогранный характер природы света. Он считал, что в этом проявляется реальная двойственная сущность света и что это лежит в природе вещей. А постоянная Планка играет существенную роль в объединении волновой и квантовой картины. Она иллюстрирует собой союз волн и частиц.

В 1905 году двадцатилетний студент Копенгагенского университета Нильс Бор еще учился на втором курсе. Эрвин Шредингер слушал в университете Вены лекции на первом курсе. Луи де Бройль посещал гимназию в Париже. Вернер Гейзенберг в Мюнхене играл со сверстниками в крестики-нолики, а Льва Ландау еще не было на свете. У квантовой физики все было впереди. Охватывая шаг за шагом весь видимый мир, квантовая физика ветвилась и ветвится на множество, хоть и связанных, но раздельных дисциплин. От квантовой теории полей (ровесницы самой квантовой механики) до квантовой теории процессов сознания (новейшего увлечения отважных теоретиков). И у каждой ветви раскидистого древа — своя история роста. Вот мощная ветвь квантового познания микромира: изучение элементарных частиц.

Год 1932-й, условно признанный замыкающим эпоху бури и натиска, был назван физиками «годом чудес». Он удостоился этой чести, прежде всего потому, что к трем уже известным элементарным частицам — электрону, протону, фотону — в том году прибавились сразу две новые: Джеймсу Чэдвику открылся предсказанный Резерфордом нейтрон — первая атомная частица без электрического заряда, а Карлу Андерсону открылся предсказанный Дираком позитрон — первая античастица, во всем копирующая электрон, но заряженная положительно. Пять частиц — весь улов трех с половиной десятилетий. А еще через три десятилетия с лишним «Физический словарь» смог сообщить: «К 1965 г. общее число элементарных частиц заметно превысило 100»! В научной публицистике появился образ рога изобилия, из которого посыпались «первоосновы материи». Так стали говорить об этом сами физики, с изумлением оглядывая свое нарастающее богатство: никогда прежде они на него не рассчитывали... Сначала — два, затем — четыре, а потом и шесть сортов нейтрино. Два мю-мезона. Три пи-мезона. Четыре К-мезона. Семья нуклонов и целые выводки частиц тяжелее ядерных — дельта - резонансов, Лямбда-гипероны, сигма-гипероны, кси-гипероны. А там и сообщества еще более тяжелых частиц — ипсилон и пси. Разные массы. Разные времена жизни. Разные наборы квантовых характеристик—таких, как издавна знакомый спин и неведомые раньше: странные, очарованные и  прелестные. Разные роли в основных физических взаимодействиях. А потом еще нежданные - негаданные кварки с дробными электрическими зарядами. И вот в 1978 году энциклопедический том уже оповещает, что число элементарных частиц перевалило за 350!

Открытие каждой новой частицы — это научный подвиг, сперва — теоретический, потом— экспериментальный. (Хотя заведомо ясно, что не каждая из них — истинно элементарна, а часто лишь представляется элементарной до поры до времени.) Вспоминается одно из таких открытий. Оно было сделано весной 1960 года нашими физиками в Дубне. Они показали существование антисигма-минус-гиперона, предсказанного в 50-х годах. Он, этот гиперон, как и все его собратья, нестабилен: время его жизни — от рождения до распада — десятимиллиардные доли секунды (10-10). Однако, пронизывая камеру-детектор с околосветовой скоростью, он успевает оставить за собою заметный след. И физики умудряются этот след сфотографировать вместе со следами тех частиц, в которые он превращается, распадаясь. А в камере происходят одновременно десятки других микрособытий. Они тоже регистрируются фотопленкой, маскируя искомый редчайший след. Компьютеры тогда еще не помогали физикам в таких исканиях. Дубенским экспериментаторам пришлось самим обследовать 40 000 кадров научной киносъемки, пока на одном из них они не обнаружили желанного гостя и не убедились после кропотливых обсчетов, что их действительно посетил антисигма-минус-гиперон. А когда через три года американские физики искали предсказанный теоретиками Гелл-Манном и Нееманом омега-минус-гиперон, им пришлось изучить следы на 100 000 кинокадрах! В 20-х годах у Резерфорда в Кавендишской лаборатории работало три десятка сотрудников. Тогда же Бор начинал работу в своем копенгагенском институте со штатом в семь человек. У Эйнштейна только в конце 20-х годов появилась секретарша... А участников всего, что свершила квантовая физика потом, и всего, что создает она сегодня, уже не сотни, а легион.

Глубины природы, очевидно, бездонны. Придет время, возможно, оно уже близко, когда и квантовая механика, как в недавнем прошлом классическая, дойдет до границ своей применимости. Для этого нужно, чтобы исследование микромира углубилось до прежде неведомого уровня физической реальности и проникло в него. Кажется, физики уже слышат, что «снизу стучат»... Во всяком случае, они прислушиваются...

Валериан Чупин

Источник информации: Чайковские.Новости


Комментарии (7)

Однако!
А нейтрон получается нейтрален?
Вы уверены, что позитрон позитивен?

Добавить комментарийВсе комментарии

ЛЕНТА НОВОСТЕЙ

Популярные новости

В Роспотребнадзоре назвали еще один симптом коронавируса

В Роспотребнадзоре назвали еще один симптом коронавируса

Пропажа обоняния - самый верный признак заражения COVID-19. Это уже научный факт. Но есть и ещё один маркер, по которому можно понять, что человек подхватил коронавирус.

Чт 05 ноября 2020, 13:24
Комментариев: 0

«Форд» съехал в кювет: есть пострадавшая

«Форд» съехал в кювет: есть пострадавшая

В Чайковском округе произошло ДТП: женщина превысила скорость движения, вследствие чего автомобиль снесло в кювет.

Пн 16 ноября 2020, 13:14
Комментариев: 0

В двух заведения общепита в Чайковском выявлены нарушения

В двух заведения общепита в Чайковском выявлены нарушения

Роспотребнадзор обнаружил нарушения мер по борьбе с COVID-19 в 16 заведениях общепита Пермского края. Нарушения выявлены и в Чайковском. 

Ср 18 ноября 2020, 10:20
Комментариев: 0

Пять дней без электричества

Пять дней без электричества

На следующей неделе жители села Фоки останутся без электроэнергии. Отключения планируется производить в дневное время.

Пт 13 ноября 2020, 13:20
Комментариев: 1

Оперштаб: новые алгоритмы Роспотребнадзора РФ по контролю при коронавирусе

Оперштаб: новые алгоритмы Роспотребнадзора РФ по контролю при коронавирусе

Оперштаб Пермского края разъяснил изменения в Постановление Роспотребнадзора РФ по профилактике новой коронавирусной инфекции, утвержденные 16 ноября 2020 года. Они касаются назначения тестов, выдачи больничных, учета и выписки пациентов с COVID-19 и контактных лиц. 

Пт 20 ноября 2020, 17:07
Комментариев: 6

«Лед Надежды» получил президентский грант

«Лед Надежды» получил президентский грант

Проект «Чайковский-Лёд надежды: Первые шаги» вновь стал победителем конкурса, проводимого Фондом президентских грантов по направлению «Охрана здоровья граждан, пропаганда здорового образа жизни». Бюджет проекта составляет 2 млн. руб., из них сумма гранта составляет 1 475 156 рублей.

Чт 05 ноября 2020, 13:56
Комментариев: 0

Где моя доля, мам?

Где моя доля, мам?

В Чайковском суд удовлетворил 5 исковых заявлений прокуратуры о взыскании средств материнского капитала.

Чт 12 ноября 2020, 12:54
Комментариев: 22

Школьники Чайковского округа вернутся с каникул 5 ноября

Школьники Чайковского округа вернутся с каникул 5 ноября

Министерство образования Пермского края дало рекомендации школам по продлению осенних каникул до 8 ноября. Но в Чайковских школах эпидемиологическая ситуация позволяет начать учебный процесс 5 ноября. Об этом логотип чайковские.рф сообщила начальник Управления образования округа Елена Остренко.

Вт 03 ноября 2020, 10:09
Комментариев: 13

ЛЕНТА НОВОСТЕЙ

Чайковские каратисты вернулись домой с 23 медалями

В минувшие выходные в Перми прошли Первенство, Чемпионат и Кубок Пермского края по Киокусинкай карте. Спортсмены из Чайковского показали достойный результат.

Чт 26 ноября 2020, 16:18
Комментариев: 0

Чайковская ЦГБ получит портативный аппарат ИВЛ

В шесть крупных больниц Прикамья, в том числе в Чайковскую городскую больницу, закупят новые аппараты ИВЛ. Об этом сообщает Правительство Пермского края.

Пт 27 ноября 2020, 11:35
Комментариев: 0

Российские семьи предлагают поощрять льготами за достижения

В Госдуме предложили создать в России новую льготную программу «Семейный индекс», основанную на показателях деятельности каждой семьи как отдельной ячейки общества. Об этом пишут «Известия».

Пт 27 ноября 2020, 12:07
Комментариев: 1

Чем отличаются садовые, огородные и дачные земельные участки?

Большинство горожан не видят большой разницы в огородных, садовых и дачных участках. Кто как хочет, так и называет, не придавая этому большого значения. Однако, разница существенная. Росреестр поясняет различия.

Пт 11 августа 2017, 10:00
Комментариев: 0

Чайковские.НОВОСТИ оперативно сообщают последние новости в г. Чайковский и другие важные события в Чайковском муниципальном районе и городе.

 18+ 

Пользовательское соглашениеСоглашение о конфиденциальности информации

Сетевое издание "Чайковские.рф" (Chaikovskie.ru). Зарегистрировано в Федеральной службе по надзору в сфере связи, информационных технологий и массовых коммуникаций (Роскомнадзор).
Свидетельство о регистрации СМИ Эл № ФС77-56572 от 26.12.2013 г. Учредитель и издатель Общество с ограниченной ответственностью "Мегаарт".
Адрес редакции: 617760, Россия, Пермский край, город Чайковский, ул. Ленина, д. 45 оф. 54. Телефон редакции: +7 (34241) 22 345.
Адрес учредителя: 617760, Россия, Пермский край, город Чайковский, ул. Ленина, д. 45 оф. 54. Телефон: +7 (34241) 22 400.

Распространяется бесплатно. Редакция не несет ответственности за достоверность информации, содержащейся в рекламных объявлениях и сообщениях пользователей сайта. Редакция не предоставляет справочной информации. Материалы обозначенные символом PR распространяются на платной основе.

©2013 Чайковские.рф
Перепечатка материалов допускается с разрешения редакции с обязательным указанием прямой ссылки на сайт chaikovskie.ru