У физиков самые суровые законы это законы сохранения массы, энергии, заряда Сколько было чего-то до эксперимента, столько и должно остаться после опыта. Это понятно: если вы взяли вазу и ударили ее молотком, разбив на куски, то все осколки вместе будут весить столько же, сколько целая ваза. Потому что масса не может исчезнуть или взяться из ниоткуда!
То же самое с энергией если до реакции было столько-то энергии, значит, после реакции ее должно столько же и остаться. Она ведь никуда не исчезает и не берется из ниоткуда, она просто переходит в другие формы.
То же самое с зарядом. Общий заряд до эксперимента должен быть равен общему заряду после эксперимента.
С зарядом все обстояло прекрасно. Нейтрон заряда не имеет, то есть заряд у него нулевой. А после распада нейтрона получается протон с зарядом +1 и электрон с зарядом 1. Плюс один и минус один дают в сумме ноль. То есть и после реакции распада общий заряд системы остался нулевым. А вот небольшая доля энергии куда-то постоянно исчезала.
Может быть, при этой реакции образуется еще одна какая-то частичка без заряда и крайне маленькая, которую мы не умеем пока задержать? Она-то и уносит недостающую энергию, задались вопросом ученые люди, наморщив лбы.
Так оно и оказалось. Частичку эту назвали нейтрино. У нее нулевой электрической заряд (как у нейтрона), огромная скорость и еще одно свойство, из-за которого ее так долго не могли поймать, она почти не реагирует с веществом. Нейтрино может прошить свинцовую плиту толщиной от Земли до Солнца. Солнце излучает триллионы триллионов этих нейтрино, и каждую секунду они прошивают нас и всю Землю насквозь, а нам наплевать. Нет взаимодействия!
Зачем я вам рассказал про нейтрино? Зачем вам обращать свое драгоценное внимание на эту ничтожную частичку, если она нас совершенно не замечает, прошивая насквозь, никак не реагируя?
Я преследовал две причины. Во-первых, чтобы вы понимали хотя учеными открыто уже довольно много всякой ерунды в микромире, типа нейтрино, но главными для нас все равно являются вот эти три частицы электрон, протон, нейтрон. Из них сделано все вокруг нас.
А во-вторых, мы с вами уже имеем представление о двух главных силах в природе или, иначе говоря, двух основных взаимодействиях, а сейчас узнаем третье вот как раз с помощью нейтрино.
Напомню, потому что повторенье мать ученья, а мать надо любить и уважать:
1) есть ядерные силы, которые сцепляют протоны и нейтроны внутри ядра, сопротивляясь силам электрического отталкивания положительно заряженных протонов;
2) и есть эти самые силы электрического отталкивания и притяжения между частицами.
Вот две силы природы, которые мы уже знаем Только я хочу вас попросить об одном одолжении. Давайте вместо «сила» будем говорить «взаимодействие». Я понимаю, что слово «сила» вам нравится больше, потому что оно привычнее. Но вы теперь человек ученый, ядерную физику вон осваиваете, и потому вам пристали более точные слова и выражения. «Силы» это в механике. А тут «взаимодействия». Так что вместо «ядерные силы» и «электромагнитные силы» скажем «сильное взаимодействие» и «электромагнитное взаимодействие».
Вообще все, что происходит в этом мире, все-все-все движения и явления ну вот буквально все без исключения объясняется всего четырьмя природными взаимодействиями. Половину мы уже знаем.
Сильное взаимодействие сцепляет нуклоны в ядре, позволяя ядрам существовать. Без него ядер атомов просто не могло бы быть.
Второе взаимодействие электромагнитное
Александр Никонов
Физика и астрофизика: краткая история науки в нашей жизни
© Никонов А., текст
© ООО «Издательство АСТ»
* * *От автора доброе слово надежды и горькой правды
Однажды, оглядевшись вокруг, автор остался весьма неудовлетворенным состоянием дел в стране. Потому что кругом выросли необыкновенные пустоцветы!
Просто зла не хватает!
Та юная поросль, которая автора окружала, расстроила меня до необычайности. Потому что поросль эта местами, кстати, не такая уж и юная, а вполне себе половозрелая! на грош не представляла себе, как устроен наш мир. А ведь люди в мою бытность это знали! Знания они получали из советской школы, где сдавали трудные экзамены, а также из научно-популярных книжек, издававшихся в проклятое имперское недемократическое время в огромном изобилии. Тираж в сто тысяч тогда считался крохотным и вызывал умиление. А теперь гляньте на тираж этой книги и заплачьте Правда, ассортимент книг при Совдепии был меньше, зато они выдерживали самую суровую академическую редактуру, и даже детские научно-популярные книжки были густо напичканы формулами с интегралами вот где жесть!
Тем не менее надо отметить, что из-за низкого ассортимента информационная среда при Совдепии была довольно бедной, домашних компьютеров тогда не существовало, не говоря уж о всемирной информационной сети, телефоны были проводными, пресса и телевидение казенными и неуклонно придерживавшимися линии партии. Поэтому жажду знаний граждане удовлетворяли путем чтения научно-популярной и даже специальной литературы. Буквально грызли всухомятку неудобоваримый гранит науки. А что делать, это была единственная наша отдушина! (Правда, введения и предисловия приходилось пропускать, поскольку и там для проформы упоминался марксизм и его передовая роль в науке.)
Короче, в те суровые годы критерии научной популярности были совершенно иными, нежели в свободном мире. Сейчас-то даже ученых, ваяющих книги для широкой публики, редакторы, больно выламывая им руки, заставляют писать про сложнейшие проблемы физики так, что даже мне, кое-что в этом понимающему, становится ни черта не понятно, что же хотел сказать автор, настолько примитивно все изложено, настолько упрощается, и оттого выхолащивается вся суть.
А когда-то, повторюсь, книги для народа писались с формулами, ибо авторы предполагали, что школьный курс математики людьми не забыт, и каждый советский выпускник знает, что такое интеграл и что такое производная это предел отношения приращения функции к приращению аргумента, когда последний стремится к нулю Видите, я воспроизвел это определение по памяти, не заглядывая ни в какие гуглы-шмуглы эти ваши! Есть еще порох в пороховницах и ягоды в ягодицах!
И, между прочим, советские авторы и редакторы были правы в своих предположениях о незыблемости школьных знаний. Автор сих строк лучшее тому доказательство. Рассказываю историю
Однажды через много лет после окончания вуза приключился со мной преудивительнейший случай. Сидел я как-то поздним вечером на кухне уставший и вдруг вспомнил анекдот своей молодости. Звучит он так: «Первая степень деградации инженера после окончания вуза инженер забывает таблицу интегралов Вторая степень деградации инженера инженер забывает таблицу умножения Третья степень деградации инженера инженер надевает на лацкан «поплавок».
Поплавок, если вдруг кто забыл, это синий ромбовидный значок о высшем образовании с перекрещенными молотками на эмалированной эмблеме, уж не знаю, дают нынешним студентам такие или нет
Вспомнился мне этот анекдот вот по какой причине я вдруг подумал, что со времен окончания вуза прошло уже изрядное количество лет, и какая же у меня теперь стадия деградации? Значок я еще не ношу, что, правда, можно списать на полное отсутствие у меня пиджаков некуда нацепить. Таблицу умножения, кажется, еще помню, хотя на многих строчках уже запинаюсь. А вот, например, площадь круга
И тут о, ужас, о, дикий ужас! я вдруг понял, что не могу точно вспомнить площадь круга то ли «пи эр квадрат», то ли «два пи эр квадрат». Это был явный заскок. Из тех, что случаются с каждым человеком, когда он внезапно забывает какое-то знакомое слово смотрит на предмет и не может вспомнить, как эта штука называется. Фамилия, бывает, чья-нибудь иногда так выскакивает из головы. Кажется, еще минуту назад помнил, а тут вдруг бац, ступор какой-то, вылетело слово. И чем сильнее хочешь вспомнить, тем больше клин. В таких ситуациях нужно просто успокоиться и подумать о чем-то другом, и тогда через пару минут сбой программы рассосется, и нужное слово к тебе вернется само.