Космические лучи. Поднятые на значительную высоту электроскопы разряжались под действием какого-то ионизирующего излучения

Поднятые на значительную высоту электроскопы разряжались под действием какого-то ионизирующего излучения. В 1925 г. Милликен предложил название “космические лучи”, а в 1926 г. он доказал их внегалактическое происхождение. В 1927 г. Дмитрий Владимирович Скобельцын первым получил фотографию следов космических лучей в камере Вильсона. Энергия космических лучей, определенная отклонением их в электрическом поле, составляла порядка эВ. Оно состоит из альфа-частиц, электронов, протонов и нейтронов, позитронов и гамма-лучей. В 1932 г. Андерсон открыл позитрон, предсказанный Дираком в 1928 г., а в 1933 г. Блэкетт и Оккиалини подтвердили его открытие при исследовании космических лучей. После этого ученые-ядерщики заинтересовались космическими лучами.

В 1936 г. американскими физиками Андерсоном и Неддермейером при исследовании космических лучей были экспериментально обнаружены частицы, которые назвали мюоны. Это частицы с массой промежуточной между массой электрона и протона. В 1935 г. Юкава (Осакский университет) открыл “мезон” (частицу без такого названия с массой в 200-300 электронных масс) теоретически и сомневался в своем открытии, не имея экспериментального подтверждения. С 1947 г. исследования мезонов значительно продвинулись.

Английским физиком С. Пауэллом были открыты пи-мезоны, или пионы. Установлено, что масса мезона, открытого Андерсоном, равна приблизительно 290 электронным массам, а заряд может быть как положительным, так и отрицательным (пи-мезон, пион). Был открыт еще и мю-мезон, или мюон с массой 210 электронных масс, а также частицы с массой больше массы пиона (тяжелые мезоны), которые могут иметь отрицательный, положительный и нулевой заряд. Их время жизни обычно не превышает сотых долей микросекунды.

В настоящее время мюоны уже относят не к мезонам, а к лептонам, поскольку они имеют полуцелый спин (1/2), как электроны, протоны и нейтроны, в отличие от истинных мезонов (например пионов), обладающих нулевым или целочисленным спином. Несмотря на неточность работа Юкавы стояла у истоков физики элементарных частиц [42].

Число экспериментально обнаруженных "элементарных" частиц достигает в настоящее время нескольких сотен, а их классификация, оставаясь сложной, приобретает более стройные очертания на пути к созданию единой картины строения материи. Однако, полное количество микрочастиц не определено и, по мнению некоторых физиков, может быть даже бесконечным, хотя открытие каждой новой частицы стоит большого труда и материальных затрат.

Так называемые элементарные частицы теперь часто называют субъядерными, а к "истинно" элементарным относят например кварки, которые в свободном виде не наблюдались.

Источниками первичных (внеатмосферных) космических лучей, содержащих частицы гигантских энергий (до ) могут быть сильные электромагнитные поля звезд и Солнца, которые ускоряют попадающие в них заряженные частицы. О составе первичного космического излучения можно судить по измерениям на высотах, превышающих 20 км над поверхностью Земли.

16.7. Ядерные "силы" и цепная реакция

Так называемые ядерные силы - основная проблема физики ядра. Уже в 1910 г. Резерфорд опытами с рассеянием альфа-частиц показал, что силы ядра отличаются от сил классической механики. Ядерные силы не могут быть электрического происхождения, т.к. нейтрон лишен заряда. Гравитационными они также не могут быть, т.к. в раз сильнее их. Правда, понятие силы в физике ядра целесообразно заменить на "взаимодействие".

Первый ядерный реактор был построен и запущен 2 декабря 1942 г. в Чикаго под руководством Э. Ферми, который уехал из Рима в 1938 г. для получения Нобелевской премии в Швецию и не вернулся, эмигрировав в США. Атомная бомба была создана интернациональной группой ученых, работавших в Лос-Аламосе под руководством Роберта Оппенгеймера.

В СССР работы по атомному проекту начались под руководством Игоря Васильевича Курчатова (1903-1960). Первые его работы были посвящены физике диэлектриков. С 1932 г. интересы Игоря Васильевича перемещаются в область ядерной физики. В 1939 г. начинают работу над проблемой деления тяжелых ядер. Под его руководством Г.Н.Флеров и К.А.Петржак открывают самопроизвольный распад ядер урана. Г.Н.Флеров 1913 г. рождения, академик, директор лаборатории в Объединенном институте ядерных исследований с 1960 г. Исследовал возможность существования сверхтяжелых элементов.

В 1922 г. Владимир Иванович Вернадский становится директором вновь организованного Радиевого института в Ленинграде. Еще раньше, в 1921 г. был запущен радиевый завод: директор академик (впоследствии) Виталий Григорьевич Хлопин.

С конца 1942 г. Курчатов начал работу над атомным проектом, которая стала вестись интенсивно с марта 1943 г. 25 декабря 1946 г. в СССР была осуществлена цепная реакция урана (деления), а в августе 1948 г. была взорвана атомная бомба. 8 авг. 1953 г. была создана водородная бомба (сообщение ТАСС), а 12 августа 1953 г. она была испытана. С 1955 г. в СССР работает первая в мире атомная электростанция.