Помоги проекту - поделись книгой:
Еще древние греки задали себе вопрос: «Что будет, если вещество делить на все более мелкие кусочки?» Путем логических умозаключений античный мудрец Демокрит, родившийся примерно в 460 году до н. э., пришел к выводу, что все вещи, предметы и объекты вокруг нас, да и мы сами состоим из крошечных частиц, которые он назвал «атомами», что в переводе с древнегреческого означает «неделимые».
Во времена Средневековья эта мысль основательно подзабылась, и к атомно-молекулярной теории строения вещества вернулись лишь в XIX веке. А в начале XX столетия исследователей ждал сюрприз: оказалось, что «неделимый» атом вполне может распадаться на частицы — прежде всего электроны, нейтроны и протоны. И они способны к взаимодействиям между собой, образуя новые частицы, которые опрометчиво были названы элементарными.
Опрометчиво потому, что число этих частиц со временем продолжало расти, и в наши дни число их подходит к четырем сотням. Да и какие же они «элементарные», если многие из них опять-таки способны распадаться?..
Один за другим в экспериментах стали обнаруживаться мюоны, мезоны, барионы.
В общем, в середине прошлого столетия академик Лев Оконь, чтобы ввести хоть какое-то подобие порядка предложил назвать частицы, способные вступать во взаимодействия между собой, адронами (от греческого
* * *
В 1964 году нобелевский лауреат американец Мюррей Гелл-Манн предположил, что все адроны состоят из кварков. Гелл-Манн обнаружил это слово в романе Джеймса Джойса «Поминки по Финнегану», где во время похищения Тристаном Изольды чайки непрерывно кричат: «Три кварка для мистера Марка!»
Что такое кварк, в романе не поясняется. Тем не менее, слово понравилось своей необычностью, и название вошло в научный обиход. Более того, прижилось и само понятие. Ведь получалось, что все адроны состоят либо из трех кварков, либо из пары кварк-антикварк. Получалось далее как-то по-семейному: каждую частицу составляет либо пара («мужчина» и «женщина»), либо семейство из трех человек (плюс «ребенок»).
Теоретики так обрадовались хоть какой-то определенности, что даже пошли на чудовищное нарушение ими же установленных законов. Ведь при новой концепции получается, что заряд кварка равен либо плюс двум третям, либо минус одной трети заряда электрона. Дробный же заряд — это что-то вроде половины землекопа или двух третей кобылы в неверно решенной арифметической задаче. Но за неимением лучшего пошли и на это.
И, похоже, напрасно…
* * *
Например, во-первых, потому, что никто ни в одном эксперименте пока еще не наблюдал ни одного кварка. Получается, что этот основополагающий кирпичик мироздания вытащить из общей «постройки», отделить от собратьев невозможно. Впервые ученые столкнулись с парадоксальной ситуацией: целое нельзя разложить на части, хотя составляющие вроде бы определены.
Во-вторых, число самих кварков понемногу продолжает расти. Кроме просто кварков и антикварков, ныне различают еще кварки
Наконец, сравнительно недавно выяснилось, что и этого мало! Несколько лет назад теоретик из Санкт-Петербургского института ядерной физики Дмитрий Дьяконов высказал гипотезу о возможности существования адронов не из двух, не из трех, а из пяти кварков с необычайно большим — по ядерным масштабам — временем жизни.
Это частица, названная тета-плюс-барион, должна состоять из двух
Так что элементарная «семейка», получается, может быть и «многодетной».
* * *
Однако до поры до времени на публикацию Дьяконова мало кто обращал внимание. Ведь одно дело изобрести очередную теорию, и совсем другое — доказать ее на практике.
В 2000 году на конференции в Австралии Дьяконов рассказал о своей идее японскому физику Такаси Накано из Центра ядерной физики в Осаке. И тот решил поискать пентакварк в эксперименте. Одновременно с ним аналогичную работу начали вести и в ИТЭФе.
Только наши исследователи под руководством доктора физико-математических наук Анатолия Долголенко и японцы пошли разными путями. Профессор Такаси Накано со своими сотрудниками стал искать новую частицу с помощью компьютеров, то есть проводя математическое моделирование описанных Дьяконовым процессов. Наши ученые использовали для работы пузырьковую камеру, в которой и проводили фотосъемку происходящих процессов.
За три года сотрудниками ИТЭФа по существу вручную было просмотрено около 1,5 млн. снимков. Японцам было легче: за них аналогичную работу проделал компьютер. А потому, наверное, они смогли опередить с публикацией наших исследователей. Правда, всего на два месяца.
Так или иначе, но японцы нашли тета-плюс-барион при реакции, индуцированной гамма-квантами. Российские же ученые получили аналогичный результат при взаимодействии положительного К-мезона и нейтрона. При этом, как ни странно, наша «ручная работа» дала большую точность определения массы и ширины пентакварка, чем японский суперкомпьютер.
* * *
Таким образом, удалось не только подтвердить существование пентакварка, но и описать некоторые его свойства. Живет пентакварк недолго — всего 10-21 сек. Но все ведь относительно. И неизвестно, что в своем масштабе стабильнее — «Мерседес», который приходит в негодность после 500 тыс. км пробега, или элементарная частица, оставившая мимолетный след в пузырьковой камере.
Исследователи сделали вывод, что тета-плюс-барион в природе практически не встречается; разве что изредка мелькнет его след в космических лучах. Такие пентакварки существовали во множестве только в первые мгновения после Большого взрыва.
Тем ценнее это открытие. Ведь оно позволяет судить, из чего состоял «кварковый суп» в первые мгновения существования Вселенной, какие силы связывают воедино кварки, как устроена материя, что спасает от распада респектабельные протон и нейтрон, из которых состоит весь видимый мир.
Впрочем, окончательно точки над «i» еще не расставлены. Далеко не все физики примирились с существованием пентакварков. Некоторые их, что называется, в упор не замечают, хотя проделали уж не одну сотню опытов. Например, член-корреспондент РАН Михаил Данилов после обработки результатов своих экспериментов тета-плюс-барион не обнаружил, а потому считает, что либо свойства его еще более необычны, либо интерпретация результатов экспериментов не верна. Такое в науке тоже случается. Значит, нужны новые опыты, очередные исследования. Познание мира продолжается….
У СОРОКИ НА ХВОСТЕ
САМАЯ ДРЕВНЯЯ ЗВЕЗДА. Астрономам удалось обнаружить недавно звезду, возможно, зародившуюся на самой заре создания Вселенной. Сам факт существования таких космических объектов уже является открытием. «Самые древние звезды представляют собой ключ к истории формирования космических тел и синтезу химических элементов на ранней стадии существования Вселенной», — говорится в докладе группы исследователей, опубликованном в научном журнале «Нейчур». Уникальность звезды под названием НЕ0107-5240 состоит в том, что в ее коре практически нет тяжелых металлов. Об этом свидетельствует спектральный анализ ее «короны». То есть, как предполагают ученые из Швеции, Германии, Австралии, США и Бразилии, НЕ0107-5240 застыла в состоянии, в каком была Вселенная на самом раннем этапе своего существования, когда легкие химические элементы еще не начали преобразовываться в тяжелые металлы.
ПОТЕПЛЕНИЕ НА ПЛУТОНЕ. Планета Плутон, как и Земля, переживает глобальное потепление. К такому выводу пришла группа американских ученых, возглавляемая профессором астрономии планет Массачусетского технологического института Джеймсом Эллиотом. Сопоставляя данные, полученные при прохождении Плутона на фоне звезд в 1988 году и сейчас, ученые пришли к выводу, что за последние полтора десятка лет плотность атмосферы этой планеты, а, следовательно, и температура на ней повысились. Однако ничего общего в причинах этого процесса на Земле и на Плутоне нет.
Если на Земле виновником потепления некоторые исследователи считают промышленность, то за изменения на Плутоне — самой далекой и маленькой планете Солнечной системы — уж точно ответственна природа. Несущийся по сильно вытянутой эллиптической орбите Плутон в 1989 году миновал точку, когда он находился максимально близко к Солнцу. Это было относительно недавно, поскольку полный виток вокруг Солнца он совершает за 250 земных лет. Лучи светила разогрели планету, повысив температуру ее поверхности на 2 градуса.
ЕЩЕ ОДНО ЯДРО? В центре ядра нашей Земли находится таинственный сгусток материи, природа которого пока не понятна. Такой вывод сделан западными учеными, анализировавшими новейшие данные о движении внутри Земли волн от крупных землетрясений. Как оказалось, сейсмические колебания, которые распространяются с севера на юг, быстрее проходят земную толщу, нежели те, что проходят с востока на запад. Компьютерное моделирование показало, что такое может быть в том случае, если внутри ядра Земли, которое имеет диаметр около 2,5 тысячи км и состоит из железоникелевого сплава, должно находиться еще одно ядро с иными физическими свойствами. Не исключено, что оно состоит из особых кристаллических структур, имеет диаметр около 600 км и зародилось на самой ранней стадии формирования нашей планеты.
УДИВИТЕЛЬНО, НО ФАКТ!
Часы в… коленках?
Внутри каждого из нас отсчитывают время внутренние часы. Но где именно они спрятаны? Можно ли перевести их стрелки? Такими вопросами задались американские хронобиологи Скотт Кемпбелл и Патриция Мэрфи.
О чем, собственно речь? Что это за орган такой — «внутренние часы»? Оказывается, всем живым существам микробам и цветам, птицам и людям — присущи определенные «циркадные ритмы». Это и есть наши «внутренние часы». Они регулируют процессы обмена веществ, образование клеток крови и даже восприятие боли. Это по их приказу каждую ночь — между девятью часами вечера и восемью утра — выделяется мелатонин, своеобразный «гормон сна».
Циркадные ритмы сохраняются даже тогда, когда человек несколько недель проводит в полной темноте. Правда, наши внутренние хронометры все же не слишком точны. Сутки по их меркам длятся 25 часов. Потому наш организм вынужден хотя бы время от времени сверяться с восходом солнца, выправляя таким образом ход внутренних часов. Но где они скрыты?
Проведя ряд опытов, Кемпбелл и Мэрфи пришли к неожиданному выводу: внутренние часы прячутся у нас… в подколенных впадинах. Чтобы изменить их ритм, достаточно направить туда яркий свет. Свой вывод ученые подтвердили с помощью эксперимента, в котором участвовали 15 добровольцев. Каждому из них надели на ночь особые наколенники, внутри которых смонтировали мощные галогенные лампы. В течение трех часов колени испытуемых были освещены ярким светом. Но видеть его люди не могли, поскольку лампы были прикрыты светонепроницаемым материалом. А тепло от ламп отводилось в помощью миниатюрных вентиляторов.
Поутру была отмечена следующая перемена. Температура спящего человека, как известно, понижается. Своего минимума — 36 градусов Цельсия она обычно достигает около пяти утра. У участников же эксперимента температура тела опустилась до своей минимальной отметки на целых три часа позже. Часы сбились!
До сих пор большинство ученых считают, что о времени суток нас оповещают наши глаза. Однако и эта гипотеза ошибочна. Кемпбелл и Мэрфи показали это на примере людей, потерявших зрение. Как и у всех остальных людей, у них каждый вечер вырабатывается мелатонин. Как и у всех остальных, выделение этого гормона у них приостанавливается, если в комнате, где они отдыхают, вспыхивает яркий свет. Слепые, как и все мы, неважно чувствуют себя при быстрой смене часовых поясов.
Стало быть, различить свет и тьму слепым людям помогают не глаза, а какие-то иные фотодатчики. У таких насекомых, как пестрокрылки, к примеру, светочувствительные рецепторы разбросаны по всему телу. Они есть на голове, ногах, крыльях, усиках. Быть может, у человека они тоже разбросаны по всей поверхности тела?
И вот теперь, выявив, что наши колени чувствительны к свету, Кемпбелл считает, что следует поискать светорецепторы и на других участках тела. К тому же ученый хотел бы понять, каким образом наши колени извещают головной мозг о результате своих наблюдений.
Ученый Дан Орен из Йельского университета попробовал ответить на этот вопрос по-своему. По его мнению, сигналы в головной мозг передают не неведомые нам фоторецепторы, якобы разбросанные по всему нашему телу, а хорошо известный всем жизненный сок — кровь.
В подколенных впадинах сходится множество кровеносных сосудов, — замечает Орен. — Потому они и чувствительны к свету. «Видит» же наша кровь благодаря гемоглобину. Этот пигмент реагирует на свет так же хорошо, как еще одна, отлично известная нам молекула хлорофилл. А, как известно, именно хлорофилл зеленый пигмент — помогает растениям улавливать солнечный свет и различать свет и тьму, то есть управляет работой их часового механизма…
Лень приносит радость!
Обычно говорят, что ленивые никогда ничего не достигнут в жизни. Нужно вставать пораньше, заниматься спортом, жить по расписанию, и тогда, в конце концов, ты всего добьешься… Все это — неправда, утверждает Петер Акст, автор нашумевшей книги «Радость лени», недавно опубликованной в ФРГ.
Люди, встающие ни свет ни заря, только для того, чтобы побегать по парку; служащие, которые после утомительного напряженного дня пытаются снять нервное напряжение при помощи энергичных игр; культуристы, часами накачивающие мышцы в тренажерных залах; любители контрастного душа — все они значительно… укорачивают себе жизнь, бестолково расходуя драгоценный запас жизненной энергии, которую подарила им природа, пишет Акст в своей книге. И приводит длиннейший перечень имен известных спортсменов и энтузиастов так называемого здорового образа жизни, который закончили свой жизненный путь, едва перевалив за 50-летний возраст. Секрет долгой жизни, считает Петер Акст, заключается в том, чтобы никуда не торопиться.
Сам Акст, которому сейчас 60 лет, даже говорит неторопливо, с ленцой. Но это вовсе не значит, что он и смолоду был таким. В юности Петер увлекался бегом на длинные дистанции и даже брал призы на соревнованиях. Однако к середине жизни понял, что не в рекордах счастье.
В своей «оде» лени он теперь утверждает, что продолжительная жизнь требует соблюдения трех основных условий: не заниматься спортом профессионально, по возможности избегать стрессов и поменьше есть.
В доказательство своей правоты исследователь ссылается на образ жизни деревенских жителей, среди которых гораздо больше долгожителей, чем среди горожан.
«Да, они занимаются физическим трудом, но никто из них никогда не гонялся за рекордами, — пишет он. — Никто в деревне не страдает обжорством, не бегает по утрам, а с часу до четырех обычно крестьяне прохлаждаются в тени, играя в шахматы, нарды или карты и просто сплетничая»…
Первую ошибку, утверждает Акст, многие совершают утром, когда встают. Люди, встающие до 7 часов, живут меньше лежебок. Пословица «Кто рано встает…» ошибочна. В начале прошлого века, сообщает Петер Акст, люди спали в среднем по 9 часов в сутки, ныне в худшем случае — 7 часов.
Между тем, за примерами, свидетельствующими о пользе продолжительного сна, далеко ходить не надо. Животные, впадающие в спячку зимой, живут дольше своих бодрствующих сородичей. А взять хотя бы крокодилов с черепахами — известных долгожителей в мире животных; они хоть не впадают в спячку, очень любят подремать на солнышке.
Свою концепцию Петер Акст основывает на учении, бытовавшем в начале XX века. Тогда зоологи пришли к выводу, что продолжительность жизни животных зависит от запаса жизненной энергии, которая дает им природа при рождении. Те, кто сжигает этот запас быстрее, и живут меньше. А поскольку организмы людей и животных во многом друг на друга похожи, то, как полагает Акст, человек тоже должен беречь свои энергетические запасы.
В нынешней установке на активность Акст винит прежде всего рекламу, оплачиваемую производителями так называемого спортивного инвентаря и снаряжения. Сотни миллионов долларов тратятся ежегодно только на рекламу кроссовок и разного рода тренажеров. Так кто же захочет добровольно лишиться прибылей, счет которым ведется на миллиарды?
Конечно, рассуждения Петера Акста во многом спорны. Кстати, он и сам не очень уж строго придерживается собственных принципов. Ему, например, до сих пор нравится три-четыре раза в неделю 20 минут побегать трусцой. Но делает он это в охотку и категорически против того, чтобы люди, которым перевалило за 50, пробегали десятки километров, доводя себя до изнеможения.
В общем, своей книгой Петер Акст лишь подтвердил старую истину: все хорошо в меру. А с нею, согласитесь, поспорить трудно.
ГЕН ЛЕНИ МОЖНО ОТКЛЮЧИТЬ
Исследователям из Национального института психиатрии в штате Мэриленд удалось с помощью генной терапии превратить медлительных приматов в трудоголиков. Проведя серию экспериментов на приматах, они пришли к выводу, что, блокируя определенный ген, можно заставить работать даже самых отъявленных лентяев.
Выяснилось, что леность вызвана недостатком в организме дофамина — препарата, ускоряющего кровообращение, стимулирующего выработку адреналина и расширяющего кровеносные сосуды. А недостаток его вызван существованием гена, который распознает дофамин в крови и блокирует его выработку. Введение в мозг каждой обезьяне фермента, нейтрализующего ген — блокиратор дофамина, обеспечило более активную работу приматов, которые не только утратили лень, но и стали стремиться выполнять самые сложные задачи.
Теперь ученые намерены расширить исследования и проверить свою гипотезу на людях.
ВЕСТИ С ПЯТИ МАТЕРИКОВ
ЧЕРНЫЙ ЯЩИК ДЛЯ АВТОМОБИЛЕЙ создан в Японии. Его самописцы будут фиксировать все подробности окружающей обстановки с помощью телекамеры (в том числе и номерные знаки ближайших соседей), а также показания спидометра, состояние тормозов. Затем запись на кольцевой дорожке будет возобновляться. Таким образом создатели этого устройства, упакованного в сверхпрочный корпус, надеются получить объективные данные, которые помогут лучше разобраться в причинах иной аварии.
Кстати, при необходимости эти сведения могут быть дополнены и данными спутниковой системы глобального позиционирования GPS. Таким образом дорожная полиция сможет получать на руки все необходимые данные для установления истинных виновников ДТП. Кроме того, цифровые копии всех протоколов тут же отправятся в страховую компанию.
НЕ ТОЛЩЕ БУМАЖНОГО ЛИСТА получается солнечная батарея, созданная сотрудниками японской компании «Шарп». Если говорить точнее, пленка фотоэлементов имеет толщину не более 3 мкм. Это означает, что батарейка размерами площадью в две визитных карточки весит всего 1 г и дает при этом мощность 2,6 Вт. Этого вполне хватает для работы карманного фонарика, радиоприемника или мобильного телефона.
ГОРОД ПОД ЗЕМЛЕЙ вскоре появится в Шанхае. Китайские власти объявили о строительстве в центральной части этого мегаполиса подземного комплекса, в котором, кроме подземных переходов, станций метро, найдется место также для супермаркетов, кафе и кинотеатров. Планируется, что «подземное царство» примет первых посетителей уже в 2006 году.
Поделиться книгой: