Совет 1: Что такое синхрофазотрон

В середине 50-х годов прошлого века в Советском Союзе полным ходом шла работа над грандиозной установкой, предназначенной для исследования микромира. Гигантское сооружение было запущено в 1957 году. Советские ученые получили невиданный по тем временам ускоритель заряженных частиц, названный синхрофазотроном.

Для чего нужен синхрофазотрон



По своей сути синхрофазотрон представляет собой огромную установку для ускорения заряженных частиц. Скорости элементов в этом устройстве очень велики, как и выделяемая при этом энергия. Получая картину взаимного соударения частиц, ученые могут судить о свойствах материального мира и его строении.

О необходимости создания ускорителя говорилось еще до начала Великой Отечественной войны, когда группа советских физиков во главе с академиком А. Иоффе направила в правительство СССР письмо. В нем подчеркивалась важность создания технической базы для изучения строения ядра атома. Эти вопросы уже тогда стали центральной проблемой естествознания, их решение могло продвинуть вперед прикладную науку, военное дело и энергетику.

В 1949 году началось проектирование первой установки – протонного ускорителя. Это сооружение было к 1957 году построено в Дубне. Ускоритель протонов, получивший название «синхрофазотрон», представляет собой сооружение громадных размеров. Он сконструирован в виде отдельного корпуса научно-исследовательского института. Основную часть площади сооружения занимает магнитное кольцо диаметром около 60 м. Оно требуется для создания электромагнитного поля с требуемыми характеристиками. В пространстве магнита и происходит ускорение частиц.

Принцип работы синхрофазотрона



Первый мощный ускоритель-синхрофазотрон изначально предполагалось сконструировать на основе комбинации двух принципов, до этого по отдельности использовавшихся в фазотроне и синхротроне. Первый из принципов – изменение частоты электромагнитного поля, второй – изменение уровня напряженности магнитного поля.

Работает синхрофазотрон по принципу циклического ускорителя. Чтобы гарантировать нахождение частицы на одной и той же равновесной орбите, частота ускоряющего поля меняется. Пучок частиц всегда приходит в ускорительную часть установки в фазе с электрическим полем высокой частоты. Синхрофазотрон иногда называют протонным синхротроном, имеющим слабую фокусировку. Важный параметр синхрофазотрона – интенсивность пучка, которая определяется числом содержащихся в нем частиц.

В синхрофазотроне почти полностью устраняются погрешности и недостатки, свойственные его предшественнику – циклотрону. Изменяя индукцию магнитного поля и частоту перезарядки частиц, протонный ускоритель увеличивает энергию частиц, направляя их по нужному курсу. Создание такого прибора произвело революцию в ядерной физике и стало началом прорыва в области изучения заряженных частиц.

Совет 2: Что такое естествознание

Вся совокупность знаний человека об окружающей его среде, мире, земле, воде, природе и иных вещах должна иметь четкое место в комплексе иных наук и дисциплин. Для того, чтобы воссоединить все накопленные человечеством знания об этом мире, была создана специальная дисциплина - естествознание.
Говоря в общем, естествознание - это вся воссоединенная совокупность естественных наук, которая рассматривается в едином комплексе без ограничений. На данный момент в естествознание включены такие научные дисциплины, как астрономия, физика, химия, биология, биохимия, биофизика, география, генетика, геология, радиобиология, радиохимия. Нет уверенности в том, что со временем данная наука не включит в себя ряд новых дисциплин.Естествознание обладает рядом научных целей, одна из которых - раскрывать сущность происходящих в природе процессов и систематизировать полученные данные, а другая - это нахождение практического применения полученным при выполнении первой цели знаний. Конечной целью данной дисциплины является выработка единой концепции окружающего мира, которая бы не оставила в себе спорных моментов. Применение полученных знаний прежде всего возможно в разработке новой техники. А это, в свою очередь, влечет к развитию общественного производства. Общественное производство - это экономическая категория, которая, на первый взгляд, не особо и связано с естествознанием. Но это мнение ошибочно, ведь если проследить всю цепь от открытия до внедрения, то получается, что естествознание выполняет важную общественную и социальную роль в жизни и развитии общества на всех этапах его существования. В определенный момент, когда научными умами раскрываются новые данные и появляются новые научные открытия, то сразу должен возникать вопрос: а противоречат ли новые открытия тем, которые уже имеются в распоряжении ученых? Поэтому одни из залогов успешного функционирования естествознания как науки - это наличие открытых дискуссий и обсуждение спорных моментов, ведь в споре всегда рождается истина. Отличительной чертой естествознания является наличие в ней неотделимых друг от друга отраслей научного знания. Если из единой научной концепции вырвать какую-то одну дисциплину, то утратится весь смысл существования науки естествознания.
Видео по теме

Совет 3: Что такое микромир

Все предметы окружающего мира состоят из микрокомпонентов, небольших кирпичиков, которые формируют саму Вселенную. Планеты, звезды, вода, земля, воздух, каждый человек – все это видимый результат невидимого воздействия. Но и оно может быть исследовано и понято.
Микро, макро, мега – за этими приставками скрывается иногда огромный, а иногда совсем крохотный смысл. В данном случае микро означает очень маленький. Настолько крохотный, что невозможно увидеть простым человеческим глазом.

Волшебство микромира



Говоря строго, микромир – это молекулы, атомы, ядра атомов, все многообразие элементарных частиц, которые нельзя увидеть просто так. Для вторжения в это царство необходимы особые тонкие методы и специальные приборы. И как только они были разработаны, оказалось, что все крайне сложно. Раньше в теории механики тела рассматривались как сплошные, что было опровергнуто после использования новейших методов исследования. Ученые увидели молекулы.

В свою очередь они состоят из более мелких частиц-кирпичиков – атомов. Удивительно, но в ряде молекул число атомов может быть очень большим. А сами атомы тоже оказались крайне сложными системами. В них есть электроны и ядра, состоящие из разных частиц – протонов и нейтронов. Число электронов в атоме обычно равно числу протонов ядра. Но есть возможность электронам переходить от атома к атому, отсоединяться и присоединяться к атому, что определяется таким химическим термином, как валентность.

Бывает и так, что элементарные частицы ведут себя странно. Так фотон, будучи единицей света, может показывать свойства как волны, так и частицы. Также есть частицы, которые живут лишь доли секунды, когда через атмосферу проходят космические лучи. Другие активно испускают энергию в форме излучения.

Меньше атома



Пока атом считался неделимым, ученые спокойно изучали свойства молекул и создавали новые вещества на их основе. Однако постепенно научные познания расширились и оказалось, что есть то, что меньше атома.

Среди самых известных мельчайших частиц можно упомянуть пи-мезон, мюон, нейтрино, глюон и прочие интересные вещи. Некоторые из них хорошо изучены. Люди научились получать их в лабораторных условиях. А есть и такие частицы, которые пока получить невозможно. Они содержатся в космических лучах.

Особый интерес для ученых представляют исследования на ускорителях элементарных частиц. Здесь создаются высокоскоростные потоки элементарных частиц с большой энергией. На высокой скорости они сталкиваются и образуют другие так называемые субчастицы. В настоящее время их известно более четырех сотен и открытия продолжаются.

Так микромир постепенно раскрывает свои тайны перед пытливым умом человека.
Источники:
  • Нейтрино и антинейтрино - еше о микромире
Поиск
Совет полезен?
Добавить комментарий к статье
Осталось символов: 500