Магнит за три тысячелетия - [58]
нужно ввести более жесткую фокусировку, т. е. заставить частицы как можно меньше
отходить от своей равновесной орбиты.
Как это сделать, никто до 1951 г. не знал. Решение проблемы было выдвинуто
группой физиков Брукхейвенской лаборатории в составе Куранта, Ливингстона,
Снайдера. Ливингстон как-то предложил рассчитать, как поведет себя частица,
ускоряемая в системе из нескольких магнитов, если в каждом следующем магните
будет меняться направление, в котором поле снижается. Расчет на электронной
машине показал, что частица в этом случае движется по стабильной орбите и, кроме
того, подвергается сильным фокусирующим усилиям. В том секторе, где полюсы
наклонены внутрь, осуществляются сильная вертикальная фокусировка и
горизонтальная дефокусировка; в следующем секторе, где полюсы наклонены наружу,
фокусировка обратная. Эффект в целом заключается в том, что при определенном
расположении секторов пучок сильно фокусировался, и отклонение частиц от
равновесной орбиты было очень небольшим. Действие магнитов равнозначно в этом
смысле действию двух линз вогнутой и выпуклой, которые, будучи поставлены одна
за другой, дают в целом эффект собирания лучей. Эта идея оказалась очень
плодотворной. На ее основе построены все крупнейшие ускорители. На принципе
жесткой фокусировки работает и Серпуховский ускоритель протонов на 76 ГэВ.
В основу постройки крупнейшего в мире ускорителя 60-х годов — Серпуховского —
были положены идеи В.И.Векслера.
Пучок протонов, разогнанный в этом исполинском ускорителе, достиг энергии 76 ГэВ
(миллиардов электрон-вольт!). Под стать этой грандиозной энергии и сам
ускоритель.
Новый синхротрон стал базой нового физического института, размещенного в
Серпухове, — Института физики высоких энергий (ИФВЭ). Здесь были получены
важнейшие научные результаты: открыт новый в физике высоких энергий тип
симметрии — масштабная инвариантность, положенная теперь в основу теории сильных
взаимодействий на малых расстояниях с участием кварков — так называемой
квантовой хромодинамики.
В Серпухове открыт и новый физический эффект сложной природы, описывающий
поведение сталкивающихся частиц, — "серпуховский эффект".
Ученые США не остались в долгу и начали строить свой, еще более мощный
ускоритель. В этом, может быть, сыграл свою роль "эффект подстегивания", о
котором остроумно рассказывал академик Л.А.Арцимович:
"Делегация ученых великой державы А, возвращаясь после поездки в великую державу
Б, докладывает:
— По богатству идей, глубине понимания научных проблем и квалификации научных
кадров мы не только не уступаем нашим зарубежным коллегам, но даже стоим впереди
них. Однако там не пожалели денег, и они смогли построить новую замечательную
установку X, и если мы немедленно не начнем строить уже давно задуманную нами
установку Y, то почти сразу же окажемся в жалком и отчаянном положении.
Вслед за этим делегация державы Б возвращается из державы А и декларирует:
— Мы, конечно, в идейном отношении гораздо выше их, но нельзя ждать ни одного
часа более. Они уже приступают к строительству установки Y, и если мы прозеваем,
то через несколько лет нам стыдно будет показаться на любой научной конференции.
Поэтому надо немедленно строить установку, которая во столько же раз мощнее
установки Y, во сколько последняя превосходит нашу старую машину X. И так
далее…"
Для создания жесткой фокусировки в серпуховском и подобных ему ускорителях
поставлены друг за другом секции магнитов с разным направлением спада поля; если
в первом магните поле спадает по направлению к внешнему радиусу (вертикальная
фокусировка), то в следующем магните оно спадает к центру, уменьшая сечение
пучка в горизонтальном направлении. В результате сечение пучка и, следовательно,
размеры рабочей зоны магнита становятся меньше, что позволяет увеличить энергию
частиц без существенного утяжеления магнита.
Принцип жесткой фокусировки стал широко применяться не только в ускорителях.
Например, для фокусировки пучка и подачи его к столу экспериментатора широко
используются поворотные магниты и квадрупольные линзы, работающие на этом
принципе.
Создание ускорителей с жесткой фокусировкой позволит увеличить энергию
получаемых частиц при снижении массы магнитной системы. Однако и в этом случае
строительство синхротрона будет под силу лишь экономически мощным государствам.
Решение вопроса о строительстве такой машины возможно только в государственном
масштабе, как, например, вопрос о строительстве нового города. Сравнение с
городом здесь не случайно — рядом с ускорителем неминуемо вырастет научный центр
с целым городом ученых, технического персонала и т. п.
Один из таких новых городов вырос недавно в Батавии, в США. Там построен
крупнейший в мире ускоритель на 500 ГэВ.
Неудивительно, что идея нового ускорителя родилась в Радиационной лаборатории
имени Лоуренса, где был построен и первый циклотрон, и "Беватрон" 1954 г.
Предварительный эскизный проект синхротрона на 200 ГэВ был разработан
инженерами-физиками в Беркли еще в 60-годах, когда определялось направление
следующего этапа работ США в области физики высоких энергий. Несмотря на успехи
ускорительной техники, обнадеживающие результаты экспериментов на крупных
История познания человеком электричества полна неожиданностей и драматизма. Среди «делавших» эту историю мы найдем людей разных профессий: физика, врача, переплетчика, столяра, государственного деятеля. Различны были их судьбы.В книге читатель встретится с участниками первых кругосветных путешествий, узнает об электрических рыбах, об оживлении людей с помощью электричества… Первое и второе издания книги, вышли в издательстве «Знание» в 1970 и 1978 гг.Книга рассчитана на массового читателя.
Когда нескольких видных ученых попросили назвать, каковы, по их мнению, три величайших физика всех времен, мнения разделились, но ни один не забыл Максвелла.И действительно, трудно переоценить значение работ этого поистине гениального человека, чьи исследования не только легли в основу современной радио- и телевизионной техники, но и стали краеугольным камнем современного понимания материи.
Книга известного советского учёного и писателя В. П. Карцева представляет собой первое на русском языке научно-художественное жизнеописание одного из величайших мыслителей мира — английского математика, физика, механика и астронома Исаака Ньютона, оказавшего воздействие на всё развитие науки вплоть до нашего времени. Книга построена на обширном документальном материале, отечественном и зарубежном. Она содержит также широкое полотно общественной и научной жизни Англии конца XVII — первой половины XVIII века.Рецензенты: доктор физико-математических наук, профессор В. В. Толмачёв, кандидат филологических наук, член СП СССР Б. Н. Тарасов.
Среди тех, кто рядом с Лениным прошел весь путь борьбы, ссылки и революции, был его ближайший друг Глеб Максимилианович Кржижановский. Инженер по образованию и поэт в душе, автор «Варшавянки», после победы Октября Г. М. Кржижановский весь пыл революционера, знания и талант отдал созданию единого Государственного плана развития страны. В осуществлении плана ГОЭЛРО, «второй программы партии», весь мир впервые зримо увидел социализм. Став вице-президентом Академии наук СССР, Г. М. Кржижановский активно боролся за то чтобы повернуть академию лицом к жизни, промышленности, сельскому хозяйству, к построению нового общества.
В книге рассказывается история главного героя, который сталкивается с различными проблемами и препятствиями на протяжении всего своего путешествия. По пути он встречает множество второстепенных персонажей, которые играют важные роли в истории. Благодаря опыту главного героя книга исследует такие темы, как любовь, потеря, надежда и стойкость. По мере того, как главный герой преодолевает свои трудности, он усваивает ценные уроки жизни и растет как личность.
Многие физики всю свою жизнь посвящают исследованию конкретных аспектов физического мира и поэтому не видят общей картины. Эйнштейн и Шрёдингер стремились к большему. Поиски привели их к важным открытиям: Эйнштейна — к теории относительности, а Шрёдингера — к волновому уравнению. Раздразненные найденной частью решения, они надеялись завершить дело всей жизни, создав теорию, объясняющую всё.Эта книга рассказывает о двух великих физиках, о «газетной» войне 1947 года, разрушившей их многолетнюю дружбу, о хрупкой природе сотрудничества и открытий в науке.Пол Хэлперн — знаменитый физик и писатель — написал 14 научно-популярных книг.
Нильс Бор — одна из ключевых фигур квантовой революции, охватившей науку в XX веке. Его модель атома предполагала трансформацию пределов знания, она вытеснила механистическую модель классической физики. Этот выдающийся сторонник новой теории защищал ее самые глубокие физические и философские следствия от скептиков вроде Альберта Эйнштейна. Он превратил родной Копенгаген в мировой центр теоретической физики, хотя с приходом к власти нацистов был вынужден покинуть Данию и обосноваться в США. В конце войны Бор активно выступал за разоружение, за интернационализацию науки и мирное использование ядерной энергии.
Джеймс Клерк Максвелл был одним из самых блестящих умов XIX века. Его работы легли в основу двух революционных концепций следующего столетия — теории относительности и квантовой теории. Максвелл объединил электричество и магнетизм в коротком ряду элегантных уравнений, представляющих собой настоящую вершину физики всех времен на уровне достижений Галилея, Ньютона и Эйнштейна. Несмотря на всю революционность его идей, Максвелл, будучи очень религиозным человеком, всегда считал, что научное знание должно иметь некие пределы — пределы, которые, как ни парадоксально, он превзошел как никто другой.
Эта книга – захватывающий триллер, где действующие лица – охотники-ученые и ускользающие нейтрино. Крошечные частички, которые мы называем нейтрино, дают ответ на глобальные вопросы: почему так сложно обнаружить антиматерию, как взрываются звезды, превращаясь в сверхновые, что происходило во Вселенной в первые секунды ее жизни и даже что происходит в недрах нашей планеты? Книга известного астрофизика Рэя Джаявардхана посвящена не только истории исследований нейтрино. Она увлекательно рассказывает о людях, которые раздвигают горизонты человеческих знаний.
Ричард МурКлиматическая наука: наблюдения и модели.21.01.2010Источник: Richard K. Moore, Gglobal ResearchClimate Science: Observations versus ModelsПеревод: Арвид Хоглунд, специально для сайта "Война и Мир".Теория парниковых газов якобы ответственных за катастрофическое глобальное потепление не согласуется с фактами и является политической спекуляцией на реальной науке. Рассматривается фактическая картина современного климата по доступным данным.