Наука и жизнь, 2000 № 02 - [23]
Все эти вопросы и масса им подобных — правильны, и они требуют ответа. И мы постараемся удовлетворить и любопытствующих, и скептиков, извинившись за то, что иногда придется уточнить смысл вопроса, упростить ответ или привлечь аналогию. Ведь точный ответ — когда профессиональные физики его уже имеют — содержится в довольно сложных уравнениях теории и объяснении результатов не менее сложных экспериментов.
Чтобы не плести интриги (нейтринный сюжет и без того — лихо закрученная история), начнем с ответа на самый едкий вопрос: есть ли такая частица — НЕЙТРИНО? Для физиков ответ однозначен — безусловно есть! Нейтрино вступает во взаимодействие со всеми давно известными частицами — атомными ядрами, протонами, электронами. И хотя интенсивность этого взаимодействия крайне мала (не зря оно названо «слабым»), его результат — продукты взаимодействия — «видят» созданные для этого приборы, детекторы элементарных частиц. Более того, они различают несколько видов нейтрино: те, что рождаются или гибнут (поглощаются) только вместе с позитроном, — электронные нейтрино v>e, вместе с положительным мюоном — мюонное нейтрино v>μ, а вместе с положительным тау-мезоном (таоном) — таонное нейтрино v>τ. Существуют и три антинейтрино, спутники этих частиц. Поразительно это изобилие: ведь у нейтрино, как заметил Воланд совсем по другому поводу, «чего ни хватишься — ничего нет». Нет электрического заряда, вероятней всего, нет магнитных свойств (магнитного момента), нейтрино, похоже, стабильно (т. е. не распадается на другие элементарные частицы). Возможно, оно не обладает и массой — во всяком случае, экспериментаторы пока с достаточной надежностью не обнаружили ее проявления. Точно установлено, что любой вид нейтрино обладает собственным угловым моментом — спином. Но по величине он одинаков для всех видов нейтрино и такой же, как у протона или любого лептона, — 1/2h (постоянной Планка). Нейтрино всех видов взаимодействуют с веществом с одинаковой интенсивностью (универсально). Кажется, что вся индивидуальность только в названии, обусловленном родством с заряженным лептоном. Эти имена — электронное, мюонное, таонное — физики объединяют словом «ароматы», словно напоминая о том, что уловить различия могут только обладатели хорошего нюха.
Тем не менее сомнений в существовании нейтрино нет.
Все видимое (то есть излучающее фотоны) вещество Вселенной состоит из нуклонов — протонов и нейтронов. Протоны представлены ядрами водорода, а нейтроны упакованы в легкие ядра — дейтерий и гелий. Другие элементы есть в лишь в малом количестве. Вещество собрано в звезды, звезды образуют галактики, галактики — скопления и сверхскопления галактик, расстояния между которыми гораздо больше их размеров. Но если все это вещество и межгалактическую пыль равномерно размешать, как газ, по всему объему Вселенной, то на каждый кубический метр пространства придется по одному протону. Столько же и электронов — ведь в целом наш мир электрически нейтрален.
Если подсчитать, к какой электрической силе отталкивания Земли от Солнца привел бы ничтожно малый относительный избыток положительного или отрицательного заряда, равный хотя бы 10>-15, то ответ будет таков: кулоновская сила больше гравитационной в сто тысяч раз. Как бы выглядела Солнечная система?!!
Замечательное открытие реликтового излучения доказало, что Вселенная еще заполнена и квантами света — фотонами, число которых около 500 в каждом кубическом сантиметре Вселенной, в миллиарды раз больше, чем протонов. Мир заполнен светом!
А если справедлива теория горячей Вселенной с Большим взрывом в начале эволюции, то кроме реликтовых фотонов, родившихся в первую секунду жизни Вселенной и ставших свободными сто тысяч лет спустя, в каждом кубическом сантиметре пространства находятся и около 500 штук реликтовых нейтрино. Это действительно реликты, потому что достались нам от той же первой секунды. Мир не только «светел», но и «нейтринен».
И, наконец, о вопросе — зачем НАМ эти частицы?
Вопрос скорее мировоззренческий, но если он имеет научный смысл, то ответ давно готов. Жизнь на Земле существует за счет энергии Солнца. Солнце вырабатывает ее за счет цепочки превращения четырех протонов (почти 2∙10>30 кг массы Солнца — водород, т. е. протоны) в прочное ядро гелия. И первая необходимая реакция этой термоядерной цепочки — слияние двух протонов с образованием ядра дейтерия — возможна только с рождением нейтрино:
р + р —> D + е>+ + v.
Так что вряд ли можно жить в безнейтринном мире.
История поимки нейтрино развивалась по классическим канонам детектива: есть «преступление» — пропала энергия (и еще кое-что), есть расследователи (очень знаменитые), есть версии (очень увлекательные), есть косвенные улики и портрет подозреваемого (почти мистический), есть, наконец, драматическая погоня…
В конце XIX века Анри Беккерель обнаружил неизвестное излучение урана — самого тяжелого по тем временам элемента. Несколько позже стало ясно, что оно состоит из трех видов, разительно не похожих друг на друга и названных α, β- и γ-лучами. Наша новелла будет связана с β-излучением.
Верёвка – штука исключительно полезная. верёвкой можно связать каркас, чтобы построить шалаш, можно привязать лодку, поднять и закрепить парус, по верёвке можно залезть на дерево и слезть с него. Да мало ли что ещё. Нужно только уметь завязывать узлы. Это, конечно, не слишком сложная наука, но и не такая простая, как может показаться на первый взгляд.
«Наука и жизнь» − старейший и самый известный научно-популярный журнал России.
«Наука и жизнь» − старейший и самый известный научно-популярный журнал России.
«Наука и жизнь» − старейший и самый известный научно-популярный журнал России.
«Наука и жизнь» − старейший и самый известный научно-популярный журнал России.
Птичьи яйца – важная составляющая нашей культуры, символ плодовитости, неотъемлемый атрибут религиозных верований и мифологических представлений. Издревле за яйцами охотились коллекционеры и зачастую рисковали жизнью, взбираясь по скалистым склонам в поисках уникальных экземпляров. Казалось бы, яйцо устроено очень просто – но эта простота лишь кажущаяся. Один из ведущих орнитологов современности, известный британский популяризатор науки, обладатель множества наград за исследования в области поведенческой экологии и орнитологии, Тим Беркхед делится своими уникальными знаниями и раскрывает множество тайн этого настоящего чуда природы.
Как происходит дыхание? Почему нам порой не хватает воздуха и какое отношение имеет к этому маленькая Русалочка? Как наши эмоции влияют на дыхание? Почему мы кашляем, но не чувствуем боли в дыхательных путях? Может ли вырасти новое легкое? Как самый большой орган нашего тела защищается от микробов и вредных веществ. И самое главное: что мы можем предпринять, чтобы этот чудесный орган сохранял свою работоспособность всю жизнь? Обо всем этом увлекательно и захватывающе повествует специалист по легким Кай-Михаэль Бе. Для широкого круга читателей.
Книга основателя Игнобелевской (Шнобелевской) премии — сборник эссе о самых разных исследованиях вполне почтенных ученых. Только вот предмет этих исследований заставляет читателей сначала рассмеяться, а потом задуматься о весьма серьезных вещах. Почему чаще всего крадут книги по этике? Как найти оптимальный способ нарезки ветчины с помощью математики? Отчего танцоры в Вегасе получают большие чаевые в определенные месяцы? И какое ухо лучше распознает ложь — правое или левое? Абрахамс рассказывает о подобных довольно странных исследованиях в области биологии, физики, математики и других наук с большим юмором, иронией и — глубоким знанием человеческой природы.
Зарождение и развитие капитализма сопровождалось как его циклическими кризисами, так и его возрождениями в новых обличьях. Однако в реалиях XXI века капиталистическая система, по мнению Пола Мейсона, более не способна адаптироваться к новым вызовам, что означает ее фактический крах. Раз так, то главный вопрос: каким может быть будущее, если капиталистические перспективы неутешительны? Есть ли шанс создать новую стабильную и социально ориентированную глобальную финансовую систему? В своем исследовании Пол Мейсон в качестве альтернативы предлагает модель «посткапитализма», основы которой можно найти в современной экономической системе, и они даже сосуществуют с ней.
«Настоящая книга представляет собою сборник новелл о литературных выдумках и мистификациях, объединенных здесь впервые под понятиями Пера и Маски. В большинстве они неизвестны широкому читателю, хотя многие из них и оставили яркий след в истории, необычайны по форме и фантастичны по содержанию».
О пути, который прошла Русь на протяжении XIII–XV веков, от политической раздробленности накануне татаро-монгольского нашествия до победы в Куликовской битве и создания централизованного Русского государства, рассказывают доктор исторических наук И. Б. Греков и писатель Ф. Ф. Шахмагонов. Виктор Иванович Буганов — известный советский ученый, доктор исторических наук, заведующий отделом источниковедения Института истории СССР Академии наук СССР. Его перу принадлежит более 300 научных работ, в том числе пять монографий, и научно-популярные книги.