Научная литература
booksshare.net -> Добавить материал -> Физика -> Боровой А.А. -> "Как регистрируют частицы" -> 3

Как регистрируют частицы - Боровой А.А.

Боровой А.А. Как регистрируют частицы — M.: Наука, 1981. — 176 c.
Скачать (прямая ссылка): kakregchastic1981.djvu
Предыдущая << 1 .. 2 < 3 > 4 5 6 7 8 9 .. 63 >> Следующая

7
его трудов и трудов других материалистов, так что огромное большинство из их книг дошло до нас только в пересказе оппонентов.
Но не будем последовательно прослеживать попытки классификации сил природы и перенесемся в наши дни, когда прочно сложилось представление о четырех основных видах взаимодействия. Это:
1. Силы тяготения (гравитационное взаимодействие).
2. Электромагнитные силы.
3. Ядерные силы (сильное взаимодействие).
4. Слабое взаимодействие.
Больше видов сил пока не найдено, все элементарные частицы обязательно участвуют в гравитационном взаимодействии и еще в одном или нескольких других.
Достаточно долго исследователи накапливали факты, которые говорили об отличии фундаментальных сил друг от друга. И отличие это было огромным. Так, если, для наглядности, выразить величину силы в некоторой условной шкале высот и сопоставить ядерным силам высоту Останкинской телебашни, то электромагнитное взаимодействие окажется на уровне одноэтажного дома, слабое — ростом с пуговицу, а гравитационное — намного меньше всех известных в природе расстояний. Действие тяготения и электромагнитных сил падает по мере увеличения расстояния, но постепенно. Говорят, что эти силы — дальнодей-ствующие. А вот ядерные взаимодействия резко обрываются, чуть только расстояние между частицами превысит Ю-14 м. Еще меньше радиус проникновения слабых сил.
И вместе с тем ученые не прекращали попыток отыскать пути к их объединению. Открыть единый источник всех сил в природе, очень далеким прообразом которого служит вода Фалеса Милетского.
Долгие'годы думал об этом Альберт Эйнштейн. Известно, что его труды преобразили физику. Но теория броуновского движения, фотоэффекта, специальная и общая теория относительности — были созданы за первые сорок лет жизни ученого (и за двадцать лет его творческой деятельности). А прожил Эйнштейн 76 лет, и последние тридцать, не зная отдыха, боясь потерять даже один день, работал над созданием единой теории тяготения и электромагнетизма. Безуспешно. Титанический труд и горькие слова, сказанные своему верному помощнику— польскому ученому Леопольду Инфельду: «Физики считают меня старым глуп-цоьх, но я убежден, что в будущем развитие физики пойдет
8
в другом направлении^ чем шло до сих пор». Хотя конкретный путь, выбранный Эйнштейном, не привел к успехам, над идеей объединения работали многие ученые и, в конце концов, дорога была найдена. Пятнадцать-десять лет на-вад наметились первые сдвиги. Потом пришли «звездные часы» для физиков, когда ни один год не проходил без крупных открытий. В 1979 г. Нобелевская премия была вручена С. Вайнбергу, Ш. Глешоу, А. Саламу за создание единой теории электромагнитных и слабых взаимодействий. Уже разрабатываются планы «великого объединения» трех видов сил: ядерных, электромагнитных и слабых. И «супергравитация», включающая в этот список еще и тяготение. Единая теория всех взаимодействий в природе приобретает все более осязаемые контуры.
Но не будем спешить. Мы еще вернемся к вопросу о единстве различных сил, а сейчас чуть поглубже познакомимся с каждым из видов взаимодействий и с элементарными частицами, которые участвуют в них.
Глава 2 ТЯГОТЕНИЕ
2.1. Закон всемирного тяготения
На фундаменте трудов многих ученых, многолетних астрономических наблюдений, покоятся законы небесной механики, открытые в начале XVII века. Сформулировал их Иоганн Кеплер.
«Чтобы философ мог свободно предаваться изучению, для него необходимы, по крайней мере, кров и пища». Даже эти скромные требования удовлетворялись в то время далеко не всегда. Кеплер много странствовал (в поисках крова и пищи), подвергался гонениям церкви, зарабатывал астрологией и умер пятидесяти девяти лет в полнейшей нищете.
Законов Кеплера — три:
1. Планеты движутся по эллипсам, в одном из фокусов которого находится Солнце. Эллипс изображен на рис. 1. Его фокусы С (Солнце) и Ф. (Эта фигура обладает тем замечательным свойством, что сумма расстояний любой точки эллипса от С и Ф остается постоянной.)
О
2. Радиус-вектор, проведенный от Солнца к планете П (тх и T2 на рис. 1), за равные времена (At) описывает равные площади (S1 — S2).
3. Квадраты периодов обращения двух планет T1 и T2 относятся между собой как кубы больших полуосей их эллипсов:
(TxIT2Y = Wb2Y.
Кеплер описал «как» движутся планеты, а объяснил «почему» выполняются законы небесной механики Исаак
Ньютон. Его книга «Математические начала натуральной философии», |в которой Ньютон сформулировал Закон Всемирного тяготения, увидела свет в 1687 г. На обдумывание этого труда и проверку идей, заключенных в нем, Ньютон потратил около двадцати лет.
Выражение для силы гравитационного притяжения двух тел с массами Tn1 и гщ выглядит внешне просто и, наверное, хорошо известно читателю. Тем не менее мы его приведем:
Рис. 1. Солнце и планета., движущаяся по эллипсу.
F = y
Tn1TU2
(1)
вдесь г12 — расстояние между телами (сила выглядит так просто, если тела либо точечные, либо шарообразлые) и у — постоянная, равная 6,672•1O-11 единиц СИ (H•m2-кг-2). Хотя Ньютон пользовался довольно приблизительными опытными данными, он вывел соотношение, справедливое с высокой точностью и в космических масштабах, и в микромире. Оно правильно предсказывало движение небесных тел и только одно небольшое несоответствие закону Ньютона при движении Меркурия было обнаружено уже в XX веке. Объяснение этому пришло в 1916 г., когда Эйнштейн создал общую теорию относительности. Последняя включила в себя закон тяготения Ньютона как частный случай — он справедлив для не очень сильных полей тяготения и для тел, движущихся со скоростями, много меньшими скорости света.
Предыдущая << 1 .. 2 < 3 > 4 5 6 7 8 9 .. 63 >> Следующая

Реклама

c1c0fc952cf0704ad12d6af2ad3bf47e03017fed

Есть, чем поделиться? Отправьте
материал
нам
Авторские права © 2009 BooksShare.
Все права защищены.
Rambler's Top100

c1c0fc952cf0704ad12d6af2ad3bf47e03017fed