Города Израиля Isracity.com

 

 
Главная
Дом и семья
Здоровье
Истории из истории
Образование
Праздники
Информация
Фотогалерея
Юмор
Архив новостей
Государственные учреждения
Экстренные службы
 

Нобелевские лауреаты по физике 2004 года.

Дэвид ГроссНобелевский комитет в сто третий раз объявил лауреатов самой престижной премии. Лауреатами по физике стали американские ученые: Дэвид Гросс, Дэвид Политцер и Франк Вилчек за открытие «асимптотической свободы в теории сильного взаимодействия».

Дэвиду Гроссу 63 года, он профессор теоретической физики Калифорнийского университета в Санта-Барбаре. Родился Гросс в 1941 году в Вашингтоне. Сначала окончил Еврейский университет в Иерусалиме, а затем учился в Беркли в Калифорнии. 55-летний Политцер преподает в Калифорнийском технологическом институте, а самый молодой лауреат — Франк Вилчек (53 года) — профессор Массачусетского технологического института.

Франк ВилчекСобытия начали разворачиваться еще двадцать лет тому назад, когда в 1973 году Вилчек и Политцер, будучи аспирантами, опубликовали две статьи, заложившие основу современной квантовой хромодинамики (КХД).

Для лириков, малознакомых с современными представлениями о структуре материи, дополним небольшими пояснениями. Структура атомного ядра – это скоплении протонов (положительно заряженных частиц) и нейтронов (электрически нейтральных частиц). Все бы ничего, но этому представлению серьёзно мешало хорошо известное явление электрического отталкивания одинаково заряженных частиц, в данном случае – протонов.

Дэвид ПолитцерУстановлено, что в ядре атома урана имеется 92 протона. Что же удерживает их в столь малом объеме? Почему они не разлетаются, они ведь должны отталкиваться? Эти вопросы вызвали к жизни предположение о существовании еще каких-то сил, внутри атомного ядра, не позволяющих протонам разбегаться во все стороны. Так как силы отталкивания протонов должны были быть очень велики, то и предполагаемые ядерные силы, противопоставленные им, тоже должны были бы отличаться сильным взаимодействием.

Опыты подтвердили предположение: действительно обнаруженные ядерные силы отличались сильным взаимодействием на очень малых расстояниях, в отличие от уже хорошо изученного электромагнитного (слабого) взаимодействии электронов. Электроны находятся снаружи атомного ядра, их взаимодействие не имеет ограниченного радиуса действия.

Во второй половине ХХ века были открыты сотни новых элементарных частиц, большая часть которых оказалась совсем не элементарными. Не успев родиться, эти частицы в считанные доли секунды распадаются вновь. Этот зоопарк элементарных частиц принято делить на группы по характеру их взаимодействия. Сильновзаимодействующие частицы (в т.ч. известные нам протоны и нейтроны) образуют класс адронов, представляющих собой системы из элементарных составляющих – кварков.

Вот мы уже почти приблизились к теме, благодаря которой Нобелевские лауреаты 2004 года по физике, заложили основы создания квантовой хромодинамики (КХД) или теории сильного взаимодействия между кварками. А теперь о кварках, кварки по непонятным причинам ходят не привычными парами, а по три и помимо обычного электрического заряда, который имеет дробное значение -1/3 или +1/2 имеют еще и три цветных заряда. Три кварка часто называют не первый, второй, третий, а «красный» (к), «зелёный» (з) и «синий» (с).

Каждый из шести кварков должен обладать одним из этих трех цветов, а соответствующие им шесть антикварков — одним из трех антицветов (точно так же, как электрон имеет отрицательный электрический заряд, а его античастица — позитрон — положительный).

Сами по себе наблюдаются только «белые» частицы. Например, в составе трехкварковых протонов и нейтронов один кварк обязательно должен быть синим, другой красным, а третий зеленым — по сумме цветов барион получается белым. А в состоящих из кварка и антикварка мюонах, если кварк, например, синий, то антикварк должен быть антисиним. Этот закон «белизны» является еще одной причиной, по которой кварки никогда не встречаются по отдельности. Такая удивительная «цветная» теория прекрасно объясняет все эксперименты, в которых наблюдаются взаимные превращения и распады нескольких сотен известных мюонов и барионов.

Отсюда и название – хромодинамика, т.е. цветная динамика. Сила, которую изучали нынешние Нобелевские лауреаты, является доминирующей в ядре атома — это взаимодействие кварков внутри протонов и нейтронов. Кстати, кварки делятся ещё и по «ароматам», но это уже в другой раз.

Уникальное свойство сильного взаимодействия начинает ослабевать при значительном сближении между частицами, сблизившиеся высокоэнергичные кварки ведут себя почти как свободные частицы. Это явление, названное асимптотической свободой, позволило ученым применять стандартную теорию возмущений и успешно решать сложные уравнения квантовой хромодинамики.

Как говорится в заявлении шведской Королевской академии наук, работа этих учёных помогла еще на шаг приблизиться к "осуществлению великой мечты о формулировании объединённой теории — теории всего".

вверх

в раздел

Рейтинг@Mail.ru