Все, что тебе нужно знать о платьях!
Проект / Авторы / Фотогалереи / Добро / Энциклопедия о России / История России / Русская литература

Секрет успеха - в искренности. Как только вы сможете ее изобразить, считайте, что дело в шляпе. Закон Глайма


Этих книг нет в магазинах!

Недорого купить антикварные книги

Чулки и колготки из Англии

Учеба и образование в Англии

  


Яндекс.Погода

Странные атомы

Великий закон природы . периодический закон Менделеева . привел науку к раскрытию многих тайн, к разгадке многих загадок строения вещества. Мы теперь знаем, что все элементы, где бы они ни существовали . на Земле, на далеких планетах или на недосягаемых звездах, - все они "построены" по единому плану: вокруг тяжелого положительно заряженного ядра, состоящего из протонов и нейтронов, вращаются легкие электроны. Число зарядов ядра, равное числу электронов, определяет химическую природу элемента.

В самом начале периодической таблицы на первом месте стоит водород. Его атом наиболее прост . один протон и один электрон. А могут ли быть атомы легче водорода? Во всех ли атомах вокруг ядра вращаются электроны? Существуют ли атомы без электронов? Возможны ли атомы без положительно заряженного ядра? Совсем недавно подобные вопросы звучали бы просто нелепо. Но в конце прошлого века физики обнаружили, что существуют весьма странные "атомы". Правда, их жизнь очень коротка. Они рождаются в созданных человеком ускорительных установках, возникают при распаде искусственных радиоактивных изотопов. Много еще загадочного в этих таинственных частицах, и много, надежд связывает наука с полной разгадкой их тайны.

 

Позитроний

Самый удивительный из странных атомов, конечно, атом позитрония, вещества, которому нет и не может быть места в таблице Менделеева. Однако это вещество теперь хорошо известно ученым, и не только физикам. Химики уже научились применять атомы позитрония в своей повседневной работе . когда они изучают строение сложных органических соединений.

Позитроний очень своеобразный атом . атом без атомного ядра. Он почти в тысячу раз легче самого легкого атома . атома водорода. Образуется он при встрече позитрона, возникающего при распаде ядер многих изотопов, с обычным отрицательным электроном. Атом позитрония состоит из двух античастиц.

В атоме позитрония нет тяжелого ядра, как в атоме водорода, где масса протона почти в две тысячи раз больше массы вращающегося вокруг него электрона. Массы позитрона и электрона, образующих позитроний, очень малы и равны между собой. Обе элементарные частицы в нем вращаются вокруг их общего центра тяжести.

"Танец" двух античастиц очень сложен. Ученые установили, что он может происходить по-разному. Вращаясь на общей орбите друг за другом, оба микропартнера в то же время вращаются каждый вокруг своей собственной оси, а это вращение может быть различным: либо в одну и ту же сторону, либо в разные.

Поэтому возможно существование двух изомеров позитрония, то есть он может существовать в двух формах. В первом случае возникает атом орто-позитрония, а во втором . атом пара-позитрония. По существу эти изомеры больше ничем друг от друга не отличаются, как не отличаются друг от друга волчки, запущенные в разные стороны.

Но один из великих законов сохранения, управляющих миром, - закон сохранения момента количества движения . вносит большие и важные различия в дальнейшую судьбу обоих атомов.

Орто-позитроний с точки зрения атомных масштабов времени живет долго. Каждый атом его существует в среднем почти полторы десятимиллионных доли секунды. За это время электрон и позитрон успевают совершить в нем не один миллион оборотов. Но по нашим привычным земным часам его существование неимоверно кратко, он исчезает, аннигилирует практически мгновенно. А жизнь пара-позитрония еще в тысячи раз короче.

Но это еще не самое удивительное в судьбе изомеров позитрония. Всем известно . античастицы сосуществовать не могут. Их взаимодействие с неумолимой неизбежностью приводит к взрыву, в микромире происходит катастрофа, и обе античастицы исчезают. Вспышка коротковолнового излучения . и они превращаются в гамма-кванты, рождаются фотоны.

Орто- и пара-позитроний гибнут по-разному. Непреложный закон сохранения импульса заставляет каждый атом орто-позитрония превращаться в три кванта, при исчезновении же атома пара-позитрония могут возникать только два кванта, разлетающиеся в противоположные стороны.

Но, пожалуй, самое удивительное то, что позитроний, этот загадочный, почти невесомый, живущий лишь малое мгновение атом, способен вступать в химические реакции подобно атому водорода. Особенно энергично позитроний реагирует с теми химическими соединениям, у которых присутствуют свободные валентности. Наиболее чувствителен позитроний к свободным радикалам, к атомам и электронам.

Это замечательное свойство позитрония химики сумели использовать для решения сложных, чисто химических проблем, возникающих при изучении природы химической связи; оказалось, что при реакции орто-позитрония с веществом, в молекулах которого есть неспаренные электроны, он при распаде превращается не в три, а в два кванта. Это легко обнаружить и измерить гамма-счетчиками.

Еще недавно казавшийся невозможным атом-призрак, построенный из двух несовместимых античастиц, стал у физико-химиков замечательным средством исследования тончайших деталей и различий в характере химических связей и строения молекул. Позитроний скоро станет совсем обычным в лаборатории ученого и поможет ему раскрыть немало нового в природе.

Мезо-атомы

Пожалуй, еще более странны мезо-атомы. Они обладают таким же положительно заряженным ядром, как и обычные атомы, но отличаются от них строением наружной электронной оболочки. В мезо-атомах один из электронов замещен на мезон - на тяжелую частицу с массой в 210 раз больше, чем у электрона. Мезо-атомы настолько необычны, что ставят под сомнение многое из того, в чем физики, изучив размеры и строение атома, были до сих пор твердо уверены.

Чем больше заряд атома, чем больше его порядковый номер в таблице Менделеева, тем сильнее, конечно, его ядро притягивает электроны и тем меньше размеры атома - диаметр электронных орбит в его внешней электронной оболочке. Известно также, что диаметр орбиты зависит и от массы вращающейся частицы. Чем тяжелее она, тем ближе к центральному ядру орбита ее вращения. Таким образом, очень легко можно рассчитать, на каком расстоянии от ядра должна находиться орбита мезона в мезо-атоме.

Физики научились получать в своих ускорителях очень мощные потоки мезонов и точно регулировать скорость мезонов. Оказалось, что медленные мезоны, обладающие тепловой скоростью, блуждая между атомами, захватываются ими и замещают в орбите электроны. При захвате мезонов тяжелыми атомами были обнаружены загадочные, поистине удивительные явления. Точно установлено, например, что ближайшая к ядру орбита, на которой положено вращаться мезону в мезо-атоме свинца (занимающего 82-е место в таблице Менделеева) должна быть в 82 х 210 раз меньше орбиты водородного атома. Диаметр мезонной орбиты в мезо-свинце должен быть равен в таком случае 5,8 * 10-13 см. Но размеры ядра в атоме свинца физикам хорошо известны. Его диаметр гораздо больше, чем орбита мезона: он равен 17 * 10-13 сантиметров. Следовательно, массивный мезон в мезо-свинце вращается на орбите, целиком расположенной внутри атомного ядра!

Этот немыслимый результат точно подтвердился измерениями длины волн - излучения, испускаемого мезо-атомами. В течение громадного (по атомным масштабам) периода времени, за одну миллионную долю секунды, мезон совершает миллионы миллионов оборотов внутри ядра. Плотность же ядерного вещества так чудовищно велика, что только один кубический сантиметр его весил бы в земных условиях не менее миллиарда тонн. Как же должно быть построено атомное ядро?

Судьба мезо-атомов завершается катастрофой: мезон поглощается ядром, и оно взрывается - разлетается на множество кусков. Выделяющаяся при этом энергия аннигиляции отрицательного мезона и положительного ядерного вещества очень велика. Еще не вполне известно, в какой форме она выделяется. Большую часть ее уносят образующиеся при взрыве частицы.

Так реагируют с атомными ядрами мю-мезоны. Но известны два типа отрицательных мезонов. Судьба пи-мезонов не менее любопытна. Ядра тяжелых атомов поглощают их мгновенно и при этом мгновенно взрываются.

Реакция между мезонами и атомными ядрами не требует высокой температуры. Для нее не нужны сотни миллионов градусов, как для термоядерных реакций. Она с успехом протекает при обычных условиях. Быть может, ядерные реакции на мезонах откроют в будущем новый путь к овладению внутриядерной энергией. Но пока на это еще очень мало надежды. Ученые еще не знают, как заставить мезонные реакции протекать по цепному механизму и поддерживать самих себя.

В самом простом из всех мезо-атомов - в мезо-водороде вокруг центрального ядра вращается мезон. Это атом без электронов. Удивительные загадки и трудные задачи связаны с таинственными мезо-атомами. На вашу долю, юные физики, достается очень важная и сложная работа: разгадать тайну строения атомных ядер; наверное, этому поможет и изучение мезонов.

Гипер-фрагменты

Высоко, на границе стратосферы, ученые нашли очень странные атомные ядра. Быть может, это "гости" из неведомых глубин космоса. Построены они весьма необычно. Атомные ядра всех элементов состоят из нейтронов и протонов, а в этих ядрах один из нейтронов замещен необычной частицей, одной из тех частиц, которые физики от удивления перед их странными свойствами назвали "странными".

Более точное название этой частицы - ламбда-нуль-гиперон. Найдено уже немало легких ядер гипер-изотопов: гипер-водрода, гипер-гелия, гипер-лития, гипер-бериллия и даже гипер-углерода. По-видимому, они рождаются в космических лучах. Живут они всего 0,00000000001 секунды и странным образом исчезают: каждое гипер-ядро может распадаться двумя различными способами. Это . особенность только странных частиц. Напомним, что нейтрон распадается только одним способом, выделяя протон и электрон.

Антиатомы

Физики установили: каждой из элементарных частиц (кроме фотона) соответствует парная ей античастица с равной массой и противоположным зарядом. Античастица для отрицательного электрона . положительный позитрон. У протона есть свой отрицательный антипротон. Нейтральному нейтрону соответствует тоже нейтральный антинейтрон, а различаются они магнитными свойствами. У атомов нашего мира ядра сложены из протонов и нейтронов, их внешние оболочки - из электронов. А может ли быть все наоборот? Как в старой английской детской сказке о девочке, попавшей в мир зазеркалья. Возможны ли атомы, у которых будут антиядра из антипротонов и антинейронов, а вместо электронов вокруг антиядер будут вращаться античастицы . позитроны? Возможен ли физически антимир, состоящий из таких антиатомов? Физики считают, что возможен!
Короткая ссылка на новость: http://federacia.ru/~5pOtZ


Купить антикварные книги






















Вечерниее и коктейльные платья: выбери себе подарок!

     RSS-подписка на новости

Мы навсегда решили для вас проблему выбора подарков - посетите наш уникальный магазин антикварных книг



История России, крупные города России, русская литература, русское искусство, Конституция и законы Российской Федерации
самые свежие новости из столицы и российских городов - все это информационно-новостной портал "Федерация.Ру".
Перепечатка и цитирование материалов приветствуется при постановке активной ссылки на источник.
Контакты редакции: +7 (495) 725-89-27, info@adelanta.info