Шрифт:
Интервал:
Закладка:
194
«Знакопеременный градиент» представлял собой новую концепцию фокусировки, которая возникла в результате прорыва в физике ускорителей, сделанного на Космотроне, где было обнаружено, что, изменяя полярность всех магнитов, луч можно направить в гораздо более узкую вакуумную трубу (не ту, по которой можно проехать на автомобиле!). Это позволило создавать машины с меньшими и более дешевыми магнитами, в то время как лучи могли достигать еще более высоких энергий.
195
Идея кварков была независимо выдвинута Джорджем Цвейгом, он называл их «тузами».
196
В. Э. Барнс и др. Observation of a Hyperon with Strangeness Minus Three. Physical Review Letters, V. 12 (8), 1964, pp. 204–206. https://doi.org/10.1103/PhysRevLett.12.204.
197
Э. Веттел. Glaser…
198
Мэри Палевски. Atomic Fragments – A Daughter’s Questions. Издательство Калифорнийского университета, 2000, стр. 128.
199
Это одна из областей моих собственных исследований, и Уилсон, по общему признанию, в некотором роде мой герой. Моя докторская диссертация была посвящена разработке новых ускорителей, подобных циклотронам, которые мы разработали специально для улучшения современной терапии частицами. Эти машины называются ускорителями с переменным градиентом фиксированного поля, или FFA, и были впервые изобретены в 1950–1960-х годах в Соединенных Штатах группой MURA (Ассоциации исследователей университетов Среднего Запада, от англ. Midwestern Universities Research Association).
200
Назван в честь австралийско-британского физика Уильяма Генри Брэгга, который впервые предсказал такую зависимость еще в 1904 году.
201
У. Амальди. History of hadrontherapy in the world and Italian developments. Rivista Medica, V. 14 (1), 2008.
202
Л. Ходдесон. Establishing KEK in Japan and Fermilab in the US: Internationalism, nationalism and high energy accelerators. Social Studies in Science, V. 13 (1), 1983. https://doi. org/10.1177/030631283013001003.
203
Из Нобелевской лекции Фреда Райнеса, доступной по адресу https://www.nobelprize.org/uploads/2018/06/reines-lecture.pdf.
204
Технически, в ходе процесса захватывается двойник нейтрино из антивещества, антинейтрино, но Райнес и Коуэн этого не знали, и пока для нас это не имеет большого значения. Это противоположно радиоактивному бета-распаду из ранних экспериментов Мейтнер и Гана и называется обратным бета-распадом.
205
Трудно установить, где именно изобрели эти трубки, но считается, что либо в России, либо в Соединенных Штатах. В настоящее время они в основном разрабатываются и продаются японской компанией Hamamatsu.
206
То были электронно-лучевые осциллографы. См. главу 1.
207
Идея спектрометра излучения человека позже была использована в медицине для понимания степени, в которой радиоактивный материал, будь то природный или созданный человеком, поглощается, распространяется и используется человеческим организмом.
208
Технически это антинейтрино, которое необходимо, поскольку при распаде должно сохраняться «лептонное число»: электрон имеет лептонное число +1, а антинейтрино —1, уравновешивая друг друга.
209
Добиться этого непросто, поскольку нельзя напрямую соединить протоны вместе. Сначала четыре протона должны слиться в два дейтрона, затем добавляются дополнительные протоны, чтобы получить два ядра гелия-3, и, наконец, они сливаются вместе, образуя один гелий-4. На разных этапах цепочки высвобождаются нейтрино, гамма-лучи и позитроны.
210
С другой стороны, гамма-лучи отскакивали бы в разные стороны в ходе электромагнитных взаимодействий и им потребовались бы сотни тысяч лет, чтобы достичь поверхности и в конечном итоге проявиться в качестве видимого света.
211
Обнаружим ли мы сначала новую частицу или античастицу, для физиков не имеет большого значения. Но нейтрино интересны в этом смысле. Мы определяем нейтрино и антинейтрино по тому, как они взаимодействуют с другими частицами, по значениям так называемого лептонного числа, но до сих пор неизвестно, действительно ли это два различных состояния или нейтрино тождественно собственной античастице.
212
Жизнь Понтекорво – увлекательная история; см. книги Фрэнка Клоуза: Neutrino. OUP, Оксфорд, 2010; Half Life. Oneworld, Лондон, 2015.
213
Вы можете совершить виртуальную экскурсию здесь: https:// www.snolab.ca/facility/virtual-tour/.
214
Эксперимент по распаду ядра «Камиока» (англ. Kamioka Nucleon Decay Experiment) первоначально был разработан для измерения распада протона. Он был способен устанавливать ограничения на время жизни протонов, но также отлично подошел и для нейтрино и со временем был усовершенствован в этих целях. Взаимодействие нейтрино в воде может привести к появлению электронов или позитронов, движущихся быстрее скорости света (то есть скорости света в воде, которая медленнее, чем в вакууме), – эффект, эквивалентный звуковому удару, производимому реактивным самолетом. Он приводит к появлению конуса света, который мы называем излучением Черенкова и для измерения которого и был разработан «Супер-Камиоканде».
215
https://www.symmetrymagazine.org/article/june-2013/cinderellas-convertible-carriage.
216
https://www.techexplorist.com/scientists-measured-neutrinosorig inating-interior-earth/29364/.
217
https://www.sheffield.ac.uk/news/nr/nuclear-particle-physicsresearch-study-watchman-uk-us-boulby-1.828008.
218
https://www.popsci.com/science/article/2012-03/first-time-neutri nos-send-message-through-bedrock/.
219
К. Том и др. The REPAIR project: Examining the biological impacts of sub-background radiation exposure within SNOLAB, a deep underground laboratory. Radiation Research, V. 88 (4.2), 2017, https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/28723273/.
220
Обычно на частоте около 20–50 МГц.
221
Клистрон создавал мощность на уровне милливатт в гигагерцевом диапазоне частот. Инженеры и специалисты по физике ускорителей часто называют радиочастотами как «микроволны» (более 1 ГГц), так и «радиочастоты» (от МГц до ГГц).
222
Джеймс П. Бакстер. Scientists Against Time. Atlantic-Little Brown, Boston, 1947, p. 142.
223
План был назван «Миссией Тизарда» – в честь британского химика Генри Тизарда, по чьей инициативе он осуществился.
224
Без их ведома Ёдзи Ито независимо разработал магнетрон в Японии в 1939 году.
225