Квантовый лабиринт. Как Ричард Фейнман и Джон Уилер изменили время и реальность - [51]
Уилер и Фейнман сосредоточились на электромагнетизме, который долго изучали с классической точки зрения, используя уравнения Максвелла, хотя он нуждался и в квантовом описании. Другим хорошо изученным взаимодействием была гравитация, признанным ее толкованием стала общая теория относительности Альберта Эйнштейна.
Несколько ученых попытались квантовать ее, но без особого успеха.
Теории электромагнетизма и гравитации объясняли невероятно широкий спектр феноменов – от работы моторов до вращения планет, но их нельзя было приложить к некоторым явлениям, имеющим место в атомном ядре. Взять хотя бы радиоактивный распад нейтронов на протоны, электроны и (о чем узнали позже) антинейтрино. Этому процессу, названному «бета-распадом», недоставало полного объяснения, несмотря на попытки Энрико Ферми и других описать его.
Целостное описание, в создании которого Фейнман сыграл одну из главных ролей, породило термин «слабое взаимодействие».
Другой важный процесс, требовавший удовлетворительного объяснения, крылся в силе, склеивавшей между собой нуклоны (протоны и нейтроны) в пределах атомного ядра. Мощное притяжение, действующее на очень коротких дистанциях, позже было названо «сильным взаимодействием».
В 1935 году Хидеки Юкава предложил его возможное обоснование, включавшее обменную частицу, названную «мезотрон», позже переименованную просто в «мезон». Мезоны, в отличие от фотонов, обладали массой, и как тяжелые шары для боулинга, которые высоко не подбросишь, их можно было передвинуть только на небольшое расстояние. Поэтому сильное взаимодействие ограничено субатомным уровнем.
По странному совпадению, в следующем году Карл Андерсон и Сет Неддермайер, занимавшиеся анализом космического излучения, обнаружили в нем частицу, грубо соответствующую по массе теории Юкавы. Ее назвали мю-мезон или короче «мюон».
Увы, вскоре стало ясно, что мю-мезон не полностью годится на место мезона. Фактически, если попытаться с его помощью связать вместе частицы в ядре, все закончится неудачей. Мюоны даже не подвергаются сильному взаимодействию, они, по всей видимости, не играют особой роли, они просто существуют в космических лучах и рождаются в различных процессах.
Имея в виду такую бесцельность их существования, физик Исидор Раби задал свой известный вопрос: «Кто это заказал?»
Настоящая частица из схемы Юкавы, названная пи-мезоном или «пионом», была найдена в 1947 году во время другого эксперимента по анализу космического излучения. Пионы – массивные частицы короткого радиуса действия, которые отвечают на сильное взаимодействие и полностью вписываются в теорию. Прошли десятилетия, прежде чем ученые сообразили, что и эти штуки не являются фундаментальными, что по-настоящему механизм сильного взаимодействия включает глюоны, другой тип обменных частиц.
Уилер надеялся, что его полиэлектроны помогут создать модели мезонов и других частиц из космических лучей. Конструируя мезоны из строительных блоков в виде пар электрон-позитрон, он мечтал объяснить изобилие экзотических частиц и сил только с помощью знакомого всем электромагнетизма и банального электрона.
Как таблица Менделеева показывает, что химические элементы состоят из ядра и электронов, возможно, расположенные в определенном порядке полиэлектроны, думал он, помогут представить в таком же виде элементарные частицы. После открытия пионов Уилер сказал «Нью-Йорк Таймс»: «Все более повышается вероятность того, что все более тяжелые частицы состоят неким образом, каким, пока неясно, из позитивных и негативных электронов»>50.
Но он никогда не был человеком, который ставит все на одну лошадь, да и взгромоздить научную репутацию на спину умозрительной, недоказанной гипотезе, такой как полиэлектронная – не очень мудро.
Поэтому во второй половине сороковых и в начале пятидесятых Уилер опубликовал немало статей по более традиционным для ядерной физики и физики частиц темам: описания мюонных и пионных взаимодействий, дискуссии насчет источника космических лучей, анализ определенных процессов, в которых излучаются два фотона.
Как уважаемый «наследник» Нильса Бора и соавтор важнейшей статьи по ядерному распаду, благодаря которой во многом оказалось возможным создать бомбу, Уилер оказался очень востребован как в качестве публичного лектора, так и в разных правительственных комитетах. Он опубликовал несколько статей о будущем ядерной энергии, по теме, в которой он разбирался особенно хорошо. Он сочинил биографические тексты о Боре и о пионере американской физики Джозефе Генри, что отразило его растущий интерес к истории науки.
В сентябре 1946 года Бор приехал в Принстон, чтобы посетить конференцию «Будущее ядерной науки», совпавшую с двухсотлетием университета. Уилер был рад принять наставника в числе многих других известных физиков – Фейнмана, Раби, Ферми, Оппенгеймера и Дирака, и обсудить с ними послевоенные перспективы физической науки.
На конференции Фейнман получил шанс коротко переговорить с Дираком по поводу приложения принципа наименьшего действия к квантовой механике, что было в конечном итоге продолжением работы британца. Дирак выслушал, но остался при своем.
В книге рассказывается об оренбургском периоде жизни первого космонавта Земли, Героя Советского Союза Ю. А. Гагарина, о его курсантских годах, о дружеских связях с оренбуржцами и встречах в городе, «давшем ему крылья». Книга представляет интерес для широкого круга читателей.
Со времен Макиавелли образ политика в сознании общества ассоциируется с лицемерием, жестокостью и беспринципностью в борьбе за власть и ее сохранение. Пример Вацлава Гавела доказывает, что авторитетным политиком способен быть человек иного типа – интеллектуал, проповедующий нравственное сопротивление злу и «жизнь в правде». Писатель и драматург, Гавел стал лидером бескровной революции, последним президентом Чехословакии и первым независимой Чехии. Следуя формуле своего героя «Нет жизни вне истории и истории вне жизни», Иван Беляев написал биографию Гавела, каждое событие в жизни которого вплетено в культурный и политический контекст всего XX столетия.
Народный артист СССР Герой Социалистического Труда Борис Петрович Чирков рассказывает о детстве в провинциальном Нолинске, о годах учебы в Ленинградском институте сценических искусств, о своем актерском становлении и совершенствовании, о многочисленных и разнообразных ролях, сыгранных на театральной сцене и в кино. Интересные главы посвящены истории создания таких фильмов, как трилогия о Максиме и «Учитель». За рассказами об актерской и общественной деятельности автора, за его размышлениями о жизни, об искусстве проступают характерные черты времени — от дореволюционных лет до наших дней. Первое издание было тепло встречено читателями и прессой.
Дневник участника англо-бурской войны, показывающий ее изнанку – трудности, лишения, страдания народа.
Саладин (1138–1193) — едва ли не самый известный и почитаемый персонаж мусульманского мира, фигура культовая и легендарная. Он появился на исторической сцене в критический момент для Ближнего Востока, когда за владычество боролись мусульмане и пришлые христиане — крестоносцы из Западной Европы. Мелкий курдский военачальник, Саладин стал правителем Египта, Дамаска, Мосула, Алеппо, объединив под своей властью раздробленный до того времени исламский Ближний Восток. Он начал войну против крестоносцев, отбил у них священный город Иерусалим и с доблестью сражался с отважнейшим рыцарем Запада — английским королем Ричардом Львиное Сердце.
Автору этих воспоминаний пришлось многое пережить — ее отца, заместителя наркома пищевой промышленности, расстреляли в 1938-м, мать сослали, братья погибли на фронте… В 1978 году она встретилась с писателем Анатолием Рыбаковым. В книге рассказывается о том, как они вместе работали над его романами, как в течение 21 года издательства не решались опубликовать его «Детей Арбата», как приняли потом эту книгу во всем мире.
Имя Милевы Эйнштейн-Марич, первой жены великого Эйнштейна, долгое время было забыто. В 1986 году, после обнаружения переписки между ней и Альбертом Эйнштейном, ее история начала раскрываться. Многие исследователи пришли к выводу, что Милева сама была блестящим ученым, в чем-то даже превзошедшим мужа, и повлияла на самые знаменитые работы Эйнштейна, в том числе на создание теории относительности. Была ли Милева соавтором Альберта, незаменимой помощницей в научных изысканиях, амбициозным ученым? Заманчиво предположить такое, в погоне за новой научной сенсацией.
Астрофизик Кэти Мак рассматривает пять возможных сценариев конца Вселенной, опираясь на новейшие исследования в области физики и космологии. С одной стороны, признание конца Вселенной – это мрачное предположение. Но через юмор, метафоры, личные исследования автор создала восхитительную книгу, в которой большие идеи современной астрофизики объясняются через призму конца времен.В формате PDF A4 сохранен издательский макет.
Преобразование энергии в свет, движение и тепло стали залогом нашего культурного и экономического прогресса. Вацлав Смил, заслуженный профессор факультета охраны окружающей среды и специалист в области энергетики, экономики и истории подробно объясняет, как энергия формировала общество на протяжении всей истории. От охотничье-собирательского уклада жизни до современной цивилизации.
Стивен Хокинг, величайший ученый современности, изменил наш мир. Его уход – огромная потеря для человечества. В своей финальной книге, над которой Стивен Хокинг работал практически до самого конца, великий физик делится с нами своим отношением к жизни, цивилизации, времени, Богу, к глобальным вещам, волнующим каждого из нас.