- •Лекция №31. Ядерные реакции. Искусственная радиоактивность. Элементарные частицы.
- •I.Искусственная радиоактивность.
- •II.Применение искусственных радиоактивных веществ.
- •III.Тепловой эффект ядерных реакций.
- •IV.Реакция деления.
- •V.Цепная ядерная реакция.Коэффициент размножения нейтронов.
- •VI. Реакция синтеза.Энергия солнца и звезд.
- •VII.Космические лучи.
- •VIII.Преобразование космических лучей.
- •IX. Антиатомы,антивещество,антимир.
- •Х. Методы регистрации элементарных частиц и радиоактивных излучений.
VII.Космические лучи.
Все, что приходит к нам на Землю из пространств Вселенной – это посланцы космоса, к ним относятся и космические лучи – потоки быстрых заряженных частиц с энергиями от нескольких миллионов до многих миллиардов эВ, для сравнения:
а) при химических реакциях выделяется энергия в несколько эВ;
б) при ядерных и термоядерных реакциях – несколько миллионов эВ;
в) в ускорителях – около 20·109эВ;
г) в космических лучах обнаружены частицы с энергиями в 109раз больше, чем полученные в ускорителях).
От смертоносного воздействия космических лучей все живое на нашей планете защищено толщей земной атмосферы.
Физики успешно используют космические лучи для изучения элементарных частиц и их взаимодействия, т.е. для исследования микромира. Кроме того, космические лучи переносят нам ценную информацию о физических условиях в тех областях пространства, где они зародились, и о тех районах космоса, через которые они прошли на пути к нам. |
В 1957-1959 годах создана мировая служба космических лучей, причем вся информация о временных вариациях интенсивности космических лучей собирается в мировых центрах сбора и хранения данных, которые находятся в Москве и Вашингтоне.
Космические лучи в основном состоят из протонов и α-частиц, но в них имеется также несколько оголенных ядер более тяжелых элементов и незначительное количество электронов. Первичные космические лучи в результате многократных взаимодействий с ядрами атомов атмосферы существенно преобразуются. Возникают новые вторичные частицы, которые регистрируются приборами.
VIII.Преобразование космических лучей.
В заключение хочется остановиться на вопросе о происхождении космических лучей. На данном этапе науки существует несколько гипотез.
Первая основанана представлении, что первичные космические частицы получают такую высокую энергию за счет ускорения заряженных частиц в электромагнитных полях звезд и других космических образований.
Вторая рассматриваетскопления межзвездного вещества (облака, туманности), где в результате движения заряженных масс, представляющих собой электрические токи, возникают переменные электромагнитные поля в огромных пространствах, в которых заряженные частицы могут ускорятся до очень высоких энергий.
Таким образом, теоретические и экспериментальные исследования природы космических лучей привели к рождению новой области физики – космической электродинамики, которая уже играет заметную роль при космических полетах ракет и решении проблем новой техники.
IX. Антиатомы,антивещество,антимир.
Открытие антипротона (как и позитрона) позволяет сделать предположение, что если эта частица захватит на внешнюю орбиту позитрон, то возникнет атом, аналогичный атому водорода, с тем лишь отличием, что положительные и отрицательные заряды поменялись местами. Таким образом, вместо обычного атома должен возникнуть антиатом, а совокупность таких антиатомов образует антивещество.Такое антивещество с атомами обычного вещества будет испытывать аннигиляцию с полным преобразованием всей массы вещества в фотоны.
Для устойчивого состояния антивещества необходимо, чтобы оно было изолировано от обычного вещества.
Если бы были возможны огромные скопления антивещества, то процессы, которые в них могут протекать, в принципе не отличались бы от тех, которые имеют место в обычном веществе. Такому скоплению антивещества, которое по своим масштабам эквивалентно, например, галактике или совокупности галактик, можно дать название антимир.(Антивселенная, построенная из частиц с противоположным зарядом, нежели наша Вселенная.) Можно предположить, что такие антимиры, антизвезды, антитуманности имеются наряду с обычными мирами. При их столкновении с обычными космическими образованьями должны происходить грандиозные катастрофы во вселенной, которые должны сопровождаться колоссальными взрывами с выделением огромных количеств энергии. Возможно, что этими процессами можно объяснить вспышки новых звезд или какие-либо родственные космические явления.