Юный техник 1983-10, страница 30
и их импульс р), тем меньше длина волны X; h — знаменитая постоянная Планка. С помощью световых волн нельзя разглядеть структуру атома, а с помощью потоков частиц можно. Резерфорд применил для этого потоки а-частиц, и он сделал великое открытие — на основе своих опытов открыл планетарную структуру атома и атомное ядро. Однако применявшиеся им а-частицы радиоактивных излучений обладали слишком малой энергией, чтобы обнаружить и исследовать структуру ядра, размеры которого порядка 10 см. Для этого понадобились частицы значительно больших энергий! Эти великие идеи и приведенные примеры и объясняют выдающуюся роль физики высоких энергий в добывании фактов, существенно влияющих на построение картины мира. Исследования с пучками частиц все более высоких энергий оказались магистральным путем, на котором открываются принципиально новые законы физики. В физике высоких энергий, как ни в одной другой области физики, часто появляются экспериментальные факты, выводящие за рамки известных законов природы, кардинально меняющие основные представления естествознания вплоть до таких понятий, как пространство — время или законы сохранения. А отсюда следует на первый взгляд очень простая постановка задачи, алгоритм поиска великих открытий: частицы необходимо ускорять, сталкивать их с другими и изучать то, что разлетается. Исследуя падаю щие и рассеянные частицы, мы узнаем, из чего же они состоят. И чем сильнее мы разгоним «нападающих», тем ближе будем к ответу на вопрос: как устроена материя на предельно достижимых малых расстояниях? Тем самым мы приблизимся к главной цели, сформулированной вначале. Чего же мы достигли? Наши микроскопы-ускорители дают разрешение где-то 10 16 см — это много меньше размеров протона. Мы можем изучить внутреннее строение этой элементарной частицы! Физики проникли внутрь протона, и там открылся богатый, красивый мир, но формулировка законов этого мира оказалась пока очень трудной. Очевидно, здесь многое выпадет и на вашу долю, физики XXI века. Правда, одну аналогию мне хочется провести. До Резерфорда атом считали чем-то вроде желе. В опытах по рассеянию а-частиц было обнаружено, что они рассеиваются на большие углы. Гениальному человеку этого оказалось достаточно, чтобы ввести понятие «атомное ядро», перевернувшее не только наши представления о структуре материи, но и коренным образом повлиявшее на энергетику и даже на понятие «война» и «мир». Это было в 1911 году. А в 1973 году рассеяние на протоне дает такую же картину — аналогичную той, что получил Резерфорд! Бросая частицы на протон, физики обнаружили рассеяние на большие углы. И вы знаете, что нашлись талантливые люди, увидевшие в этом факте подтверждение кварко-вой структуры протона. Они 28 |
