WIIKI.RU: Загадочные лучи вселенной

Физика - это область естествознания, наука. Она изучает самые общие и фундаментальные закономерности, которые определяют структуру и эволюцию материальн... читать далее »

Статьи по Физике

14.11.2012 11:17

Загадочные лучи вселенной. Физика.

В XVIII веке в Европе ученые часто проводили опыты со статическим электричеством. Все замечали, что металлические сферы, подвергнутые электрическому заряду, вскоре теряют его, но это никого не волновало, пока в 1785 году этот эффект внес в недра науки Шарль Огюстен де Кулон. Спустя целое столетие английский физик обнаружил, что замедление утечки заряда возможно при снижении давления воздуха и зависит от электропроводимости. Опыт проводился при помощи электроскопа.

С конца XIX века и по сей день электроскоп служит оборудованием для исследования радиоактивности. Так как ее лучи ионизируют воздух, а сами они невидимы, то в зависимости от скорости опадания листочков электроскопа можно определить интенсивность излучения. Данный способ весьма не точен, так как были замечены случаи разрядки приборов без помощи радиоактивных веществ. Утечку пытались предотвратить, но ничего не получалось. Предположили, что гамма-лучи из земной коры мешают работе прибора. Следовательно, на расстоянии от земной поверхности должно наблюдаться значительное замедление ионизации воздуха.

Проводилось много опытов по изучению скорости ионизации воздуха. Каждый ученый хотел проверить гипотезу и проводил все больше и больше времени над работой в это сфере. Ученые поддерживали друг друга, продолжали начатое своих предшественников, хотели доказать, что ионизация замедляется при увеличении расстояния от земной поверхности. И лишь Гесс с девятой попытки доказал, что на высоте 4,5 километра скорость утечки превышает наземную в три раза. Он был уверен в своем оборудовании и высказал гипотезу коллегам, но те, в свою очередь, не поддержали его. Только Вернер Кольхерстер смог подтвердить слова Гесса, поднявшись на высоту 9300 м. Было обнаружено, что ионизация воздуха на этой высоте в шесть раз сильнее, чем внизу. Результаты этих опытов требовали массу внимания, но они были проведены за месяц до начала Первой мировой войны, которая заставила всех забыть о науке. Атмосферную ионизацию продолжили исследовать в 1920 году.

К началу 30-х годов человечеству были известны такие элементарные частицы, как электрон и протон. Вскоре ученые открыли нейтрон и позитрон. Последний был образован космическими лучами. Космическое излучение разделили на жесткие и мягкие компоненты. Жесткое излучение имело своеобразную природу и проходило сквозь многометровый слой свинца. А мягкое излучение поглощалось тонкими экранами из свинца и состояло из позитронов и электронов. Спустя шесть лет была оглашена теория происхождения космических лучей. Все знали и не сомневались, что космические лучи, сталкиваясь с атомами атмосферы Земли, образуют огромное количество вторичных частиц с меньшей энергией. Была разработана теория движения частиц в магнитосфере нашей планеты.

К сороковым годам ученые пришли к выводу, что космические лучи в большей степени состоят из протонов. Они стали самым важным инструментом физики элементарных частиц и ядерной физики, потому что имели энергию, недоступную даже ускорителям первой полвины столетия. В 1947 году был зарегистрирован пион, который положил начало открытиям новых частиц в процессе исследования космических лучей. В этом же году ученые манчестерского университета открыли распад нейтрального К-мезона на два пиона разных знаков. Отрезки движения похожи на латинскую букву V. В 1948 году был обнаружен распад положительного К-мезона на три пиона. Начиная с 1953 года космические лучи перестали использовать для открытия новых частиц. В это время уже были разработаны и изготавливались протонные ускорители. Происхождение и природу космических лучей начали изучать астрофизики.