Охота за кварками - [22]
В результате получают то, или не совсем то, или уж совсем не то, чего ожидали теоретики. Последние оценивают опытный итог и снова высказывают идеи экспериментаторам. Те опять включают свои машины. И так далее, и так далее.
Как обнаружить распад протона? А. Беккерель открыл радиоактивность урана с помощью кристалла урановой соли весом всего в несколько граммов (самый быстро распадающийся изотоп урана — уран-234 — имеет краткий век). Понятно, что в случае с протонами граммов вещества будет недостаточно. Самый простой способ обнаружить распад протона (будем для определенности считать, что время его жизни составляет 10>31) — это наблюдать в течение года по меньшей мере за 10>31 протонами.
Масса такого количества протонов составляет что-то около 18 тонн. Но на практике неизбежно разбавление протонов нейтронами, поскольку они, как и протоны, имеются в ядрах любого вещества, поэтому вес «детектора» — это может быть вода, железо и другие вещества — должен быть больше; как минимум надо «иметь под рукой» тысячу тонн.
А чтобы действовать наверняка, необходимо увеличить этот вес до 10 тысяч тонн. Тогда можно было бы надеяться зарегистрировать примерно дюжину случаев распада протонов за год.
А теперь представим себе, как будет проходить такой эксперимент.
На глубине сотни (лучше тысячи) метров под поверхностью планеты надо найти или вырубить в скальных породах полость размером в десятки кубических метров.
Готово? Тогда грузим тяжеловесные составы (сцепленные из специально обработанных изнутри цистерн) особо чистой водой. Ее предварительно следует отфильтровать от примесей самым тщательным образом до кристальной прозрачности!
Затем эту доставленную к «шахте» воду надо с большими предосторожностями закачать в облюбованный подземный резервуар.
Но и этого мало. Стенки резервуара должны быть увешаны тысячами архичувствительных регистрирующих счетчиков.
В общем-то идея эксперимента проста. Вот только реализовать ее не так-то легко. Ведь требуется, по пословице, обнаружить иголку в стоге сена.
Первая трудность — примеси в воде. Даже мельчайшие концентрации посторонних веществ в жидкости могут имитировать распад протона и ввести экспериментаторов в заблуждение.
Вторая трудность — наличие громадных объемов вещества, необходимого для обнаружения распадов протона, влечет за собой нужду в пропорционально большом количестве регистрирующих приборов. К примеру, потребуются многие тысячи одних только фотоэлектронных умножителей.
Но еще больших хлопот доставляет проблема фона.
Искомый сигнал, свидетельствующий о распаде протона, может затеряться в шумах, вызванных не относящимися к делу явлениями.
Фон может быть внутренним, связанным с радиоактивностью воды и примесей, и внешним, космическим.
Этот наиболее неприятен.
Если установку расположить на поверхности Земли, то в кубометре воды за год произойдет примерно 10>9 реакций, вызванных космическими лучами. И отношение полезного сигнала к шумам будет ничтожным.
Космические лучи и гонят экспериментаторов под землю, заставляют размещать цистерны с водой в глубоких шахтах или туннелях. Стальные стенки метровой толщины не могут оградить испытуемое вещество от пришельцев из космоса, приходится в качестве щита использовать километровые земные толщи.
Но все эти трудности только раззадоривают физиков, мобилизуют их энергию, волю. Слишком велик научный куш, слишком высока цена победы!
Эксперимент века
Сейчас в поиски распадающихся протонов включились большие группы физиков на всех континентах, исключая лишь Австралию.
В СССР в Баксанской нейтринной обсерватории (Северный Кавказ) на глубине 850 метров под горой Андырча, что в Баксанском ущелье, успешно действует установка, вес которой около 300 тонн. Возможно, для этих же целей будет использована в будущем и соляная шахта вблизи города Артемовска на Украине.
Подобные же устройства функционируют в золотых, соляных и прочих шахтах Индии, Японии и других стран. Пока (данные 1983 года) самый большой детектор весом в 10 тысяч тонн воды находится в США в штате Огайо. Но Италия намерена побить этот рекорд — ввести в действие 12-тысячетонное устройство. А анализировать распады протона в нем будут черепковские счетчики.
Трудности подобных экспериментов становятся все очевиднее. Не так-то просто разместить такую уйму сверхчистой воды на глубинах в несколько километров.
Кроме того, в сырых и душных шахтах нелегко работать пе только экспериментаторам, но и приборам. А вот еще более серьезное затруднение.
Если время жизни протонов (обозначим его через t>p) значительно превышает 10>33 лет (теоретики смогли установить только нижнюю границу их жизни), то сооружение более крупных детекторов может оказаться и вовсе бесполезным. Ибо вместе с ростом детекторов будет пропорционально расти и неустранимый фон шумов.
При t>p больше 10>35 лет в установках пойдут реакции, инициированные нейтрино. Они практически полностью имитируют протонные распады. Остается лишь надеяться, что физикам повезет: что t>p меньше 10>35 лет.
Многие научные обозреватели справедливо называют поиск распадающихся протонов экспериментом века.
За время существования нашей цивилизации много раз происходила смена традиционных источников энергии на новые, более совершенные. И не потому, что старый источник был исчерпан. Солнце светило и обогревало человека всегда: и тем не менее однажды люди приручили огонь, начали жечь древесину. Затем древесина уступила место каменному углю. Запасы древесины казались безграничными, но паровые машины требовали более калорийного «корма». Но и это был лишь этап. Уголь вскоре уступает свое лидерство на энергетическом рынке нефти.
Смеясь над историями про инопланетян, мы порой невольно забываем, что человек – тот еще пришелец. Появившийся на Земле словно бы из ниоткуда, он за долгие века своего существования обогнал себе подобных, достигнув… чего? Успеха? Или краха? Создав искусственный интеллект и претворив в жизнь самые смелые машинные проекты, человек и не заметил, как превратился в настоящего раба пультов, кнопок и механизмов. Так куда заведет нас эта опасная, извилистая и полная загадок тропа? Комментарий Редакции: Нам приоткрыта чарующая завеса поразительной тайны: так откуда же, все-таки, взялся человек? Вопрос – уже близкий к риторическому и, скорее всего, вечный.
«Что такое на тех отдаленных светилах? Имеются ли достаточные основания предполагать, что и другие миры населены подобно нашему, и если жизнь есть на тех небесных землях, как на нашей подлунной, то похожа ли она на нашу жизнь? Одним словом, обитаемы ли другие миры, и, если обитаемы, жители их похожи ли на нас?».
Ежемесячный научно-популярный и научно-художественный журнал.
Взыскание Святого Грааля, — именно так, красиво и архаично, называют неповторимое явление средневековой духовной культуры Европы, породившее шедевры рыцарских романов и поэм о многовековых поисках чудесной лучезарной чаши, в которую, по преданию, ангелы собрали кровь, истекшую из ран Христа во время крестных мук на Голгофе. В некоторых преданиях Грааль — это ниспавший с неба волшебный камень… Рыцари Грааля ещё в старых текстах именуются храмовниками, тамплиерами. История этого католического ордена, основанного во времена Крестовых походов и уничтоженного в начале XIV века, овеяна легендами.
В книге кандидата биологических наук Г. Свиридонова рассказывается о рациональном и эффективном использовании природных богатств на благо человека, об их охране и воспроизводстве. Издание рассчитано на массового читателя.
В занимательной и доступной форме автор вводит читателя в удивительный мир микробиологии. Вы узнаете об истории открытия микроорганизмов и их жизнедеятельности. О том, что известно современной науке о морфологии, методах обнаружения, культивирования и хранения микробов, об их роли в поддержании жизни на нашей планете. О перспективах разработок новых технологий, применение которых может сыграть важную роль в решении многих глобальных проблем, стоящих перед человечеством.Книга предназначена широкому кругу читателей, всем, кто интересуется вопросами современной микробиологии и биотехнологии.
Книга посвящена чрезвычайно увлекательному предмету, который, к сожалению, с недавних пор исключен из школьной программы, – астрономии. Читатель получит представление о природе Вселенной, о звездных и планетных системах, о ледяных карликах и огненных гигантах, о туманностях, звездной пыли и других удивительных объектах, узнает множество интереснейших фактов и, возможно, научится мыслить космическими масштабами. Книга адресована всем, кто любит ясной ночью разглядывать звездное небо.
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.
Акимушкин Игорь Иванович (1929-1993)Ученый, популяризатор биологии. Автор более 60 научно-художественных и детских книг.Родился в Москве в семье инженера. Окончил биолого-почвенный факультет МГУ (1952). Печатается с 1956.Автор научно-популярных книг о жизни животных (главным образом малоизученных): «Следы невиданных зверей», «Тропою легенд», «Приматы моря», «Трагедия диких животных» и др.Его первые книги для детей появились в 1961 г.: «Следы невиданных зверей» и «Тропою легенд: Рассказы о единорогах и василисках».Для малышей Игорь Иванович написал целый ряд книжек, используя приемы, которые характерны для сказок и путешествий.
В первой книге «Мир животных» (автор задумал написать пять таких книг) рассказывается о семи отрядах класса млекопитающих: о клоачных, куда помещают ехидн и утконосов; об австралийских и южноамериканских сумчатых; насекомоядных, к которым относятся тенреки, щелезубы и всем известные кроты и землеройки; о шерстокрылах; хищных; непарнокопытных, сюда относятся лошадиные, тапиры и носороги, и, наконец, о парнокопытных: оленях, антилопах, быках, козлах и баранах.Второй выпуск посвящен остальным двенадцати отрядам класса млекопитающих: рукокрылым (летучие мыши и крыланы); приматам (полуобезьяны, обезьяны и человек), неполнозубым (ленивцы, муравьеды, броненосцы), панголинам (ящеры), зайцеобразным (пищухи, зайцы, кролики), грызунам, китообразным, ластоногим, трубкозубым, даманам, сиренам и хоботным.Третья книга рассказывает о птицах.
Если бы одна книга смогла вместить все о человеке, наверное, отпала бы нужда в книгах. Прочитав эту, вы узнаете новое о глубинных пружинах настроений и чувств; о веществах, взрывающих и лечащих психику; о скрытых резервах памяти; о гипнозе и тайных шифрах сновидений; о поисках и надеждах исследователей и врачей; кое-что о йогах и о том, что может сделать со своей психикой человек, если сам ею не слишком доволен.