Научная литература
booksshare.net -> Добавить материал -> Физика -> Гольдин Л.Л. -> "Квантовая физика. Водный курс" -> 180

Квантовая физика. Водный курс - Гольдин Л.Л.

Гольдин Л.Л., Новиков Г.И. Квантовая физика. Водный курс — М.: Институт компьютерных исследований, 2002. — 496 c.
Скачать (прямая ссылка): kvantovayafizikavvodniykurs2002.pdf
Предыдущая << 1 .. 174 175 176 177 178 179 < 180 > 181 182 183 184 185 186 .. 190 >> Следующая

вещество и антивещество не аннигилируют и не рождаются друг без друга,
избыток вещества существовал с самого начала. Откуда и почему он возник -
мы не знаем. Неизвестно, является ли этот избыток местным или общим.
Общепринятого ответа на этот вопрос нет. Неизвестно также, как оказалось,
что число электронов равно числу протонов. Ответа на этот вопрос пока
тоже нет.
Что нас ждет в будущем . Будет ли расширение Вселенной происходить всегда
или сменится новым сжатием? Иначе говоря, преодолеют ли гравитационные
силы кинетическую энергию разбегания галактик или их для этого не хватит.
Ответ на этот вопрос зависит от количества вещества во Вселенной или,
лучше сказать, от средней плотности вещества. И на этот вопрос ответа
пока нет. Прежде всего его нет потому, что неизвестна масса темного
вещества. Сейчас считается, что эта масса составляет 90% общей массы
Вселенной. Мы уже приводили эту цифру. Принимая эту цифру, можно
подсчитать среднюю плотность вещества в нашей Галактике. Дальше нужно
переходить к ближайшей части Вселенной и затем - к ней всей. Расчет этот
очень ненадежен.
Приведем все-таки некоторые цифры. Критическая плотность вещества
(плотность, при которой расширение в конце концов перейдет в сжатие) - 3
атома водорода на 1 м3 пространства. (На самом деле, речь здесь идет не о
плотности материи, а о плотности энергии. При расчетах масса и энергия
должны переводиться друг в друга по обычной формуле Эйнштейна.) При
расчете плотности вещества нужно учитывать не только плотность водорода,
но и плотность световых квантов и нейтрино. На один атом водорода сейчас
приходится 4-108 квантов реликтового излучения. Сейчас принято считать,
что имеющаяся плотность вещества во Вселенной близка к критической или
даже несколько выше нее. Если это так, то через некоторое время Вселенная
вновь начнет сжиматься, а потом последует новый цикл расширения, так что
наше будущее - это просто наше прошлое...
§ 88. Ускорители заряженных частиц
Прежде, чем описывать разные типы ускорителей, выясним, в каких
ускорителях может возникнуть необходимость при изучении явлений, которые
мы рассматривали в последних главах.
Как вы уже знаете, энергия связи нуклонов в ядрах по порядку величины
равна нескольким мегаэлектронвольтам. Для исследования
462
Глава 16
ядерных реакций достаточно поэтому иметь частицы (скажем, протоны),
ускоренные до 10-20 МэВ. Для технических целей (изготовление
искусственных радиоактивных изотопов и др.) нужны те же энергии. В
медицине находят применение электроны и протоны с энергией до 200 МэВ.
Большой интерес для ядерных исследований представляют нейтроны, но для их
генерации нужны не ускорители, а ядерные реакторы.
Важнейшей областью применения ускорителей являются исследования в области
элементарных частиц. Только первые исследования в этой области были
сделаны без них: позитроны, мюоны, 7г- и if-мезоны были найдены в
космических лучах. Вот и весь перечень частиц, открытых не на
ускорителях. Следовало ожидать существования и более тяжелых, еще
неизвестных частиц. Так появилась нужда в ускорителях, причем на все
большие и большие энергии. Сначала разные страны соревновались в этой
области друг с другом. Одним из участников этого соревнования был и
Советский Союз. Однако, новые поколения ускорителей требуют таких
средств, что только Соединенные Штаты могут позволить себе строить
крупные ускорители в одиночку. В Европе создан международный центр
ядерных исследований (ЦЕРН), который объединяет усилия Европейских стран
для сооружения новых гигантских ускорителей и для использования уже
имеющихся. (В лабораториях ЦЕРН-а проводят исследования и русские
физики.) Возникло новое направление в физике - физика высоких энергий.
Для дальнейших научных исследований в этой области требуются ускорители
на очень большие энергии. Уже для генерации ГК-частиц потребовались
ускорители на энергии, равные сотням гигаэлектронвольт (сотням миллиардов
электронвольт), а для генерации частиц Хиггс-бозонов нужны еще большие
энергии.
Ускорители прямого действия. После предварительных замечаний перейдем к
описанию ускорителей. Начнем с ускорителей прямого действия. Схема
расположения электродов в таких ускорителях изображена на рис. 183.
Высокое напряжение подается на левый - высоковольтный электрод. В центре
электрода имеется отверстие для ввода частиц. В центре правого электрода
также имеется отверстие. Сквозь него выводятся ускоренные частицы,
направляясь к экспериментальной установке. Правый электрод заземлен.
Такое распределение потенциалов является обязательным, потому что
экспериментальные установки всегда должны находиться при потенциале
Земли.
Максимальная энергия, которая достижима в ускорителях прямого действия,
определяется напряжением, которое может быть получено между электродами
без электрического пробоя, практически, это 2,5-3 МэВ. Энергия, которую
могут при этом приобрести однозарядные частицы, равна, соответственно,
Предыдущая << 1 .. 174 175 176 177 178 179 < 180 > 181 182 183 184 185 186 .. 190 >> Следующая

Реклама

c1c0fc952cf0704ad12d6af2ad3bf47e03017fed

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

c1c0fc952cf0704ad12d6af2ad3bf47e03017fed