Сонолюминесценция (CЛ) напоминает мне «световые органы» 1970-х гг., по­пулярные на танцульках. Они создавали многоцветную подсветку, которая пульсировала в ритме музыки. Однако свет от CЛ, несомненно, намного жар­че и короче, чем от ее психоделических аналогов!

Термин «сонолюминесцения» относится к испусканию коротких вспышек света при схлопывании пузырьков, порожденных в жидкости звуковой вол­ной. Немецкие ученые Г. Френцель и Г. Шультес обнаружили это явление в 1934 г., когда проводили опыты с ультразвуком в емкости с фотопроявителем. На фотопленке получились мельчайшие точки от света, испущенного схлопы- вающимися пузырьками, появляющимися при включении звука.

Квантовая сцепленность относится к тесной взаимозависимости квантовых частиц - например, пары электронов или пары протонов: некоторые измене­ния состояния одной из них немедленно отражаются на другой, и не важно, на каком расстоянии находятся частицы. Это настолько противоречит здра­вому смыслу, что Эйнштейн назвал квантовую сцепленность «кошмарным дальнодействием». Он полагал, что она демонстрирует дефект квантовой те­ории и, в особенности, ее копенгагенской интерпретации, согласно которой квантовые системы пребывают в вероятностной неопределенности и перехо­дят в определенные состояния только при наблюдении за ними.

Кот Шрёдингера напоминает мне привидение или, быть может, ужасающего зомби — существо, которое одновременно и живо, и мертво. В 1935 г. австрий­ский физик Эрвин Шрёдингер опубликовал статью о замечательном парадок­се, из которого вытекали столь поразительные следствия, что он беспокоит и озадачивает ученых и сегодня.

Подобно ползучей живой влаге из научно-фантастических фильмов, устраша­ющее поведение сверхтекучих жидкостей десятилетиями интриговало физи­ков. Если поместить в сосуд жидкий гелий в сверхтекучем состоянии, то он взбирается по стенкам и покидает сосуд. Кроме того, если сосуд вращать, то сверхтекучая жидкость остается неподвижной. Кажется также, что она ищет микроскопические трещины и поры и проникает в них - для сверхтекучей жидкости обычные сосуды протекают. Поставьте на стол чашку с вращаю­щимся в ней кофе — через несколько минут кофе остановится. Если проделать то же самое со сверхтекучей жидкостью, ваши потомки даже через тысячу лет увидят, что она все еще вращается.

«Чтобы проникнуть в тайны природы, ученым нужны мощные средства, — писал лауреат Нобелевской премии Рихард Эрнст. — Ядерный магнитный ре­зонанс (ЯМР) оказался одним из самых информативных научных инструмен­тов. Он нашел применение почти во всех областях науки - от физики твер­дого тела до материаловедения... и даже в психологии, помогая понять, как работает человеческий мозг».

Ядерное деление - это процесс, в котором атомное ядро (например, урана) разваливается на меньшие части (более легкие ядра), причем часто с обра­зованием свободных нейтронов и выделением большого количества энергии. Когда вылетающие нейтроны разбивают другие ядра урана, процесс про­должается — возникает цепная реакция. В ядерном реакторе для получения энергии процессом деления управляют, так что уровень выделения энергии контролируется. В атомной бомбе этот же процесс идет быстро и неконтро­лируемо. Продукты деления ядер, как правило, радиоактивны, а потому при использовании ядерных реакторов возникает проблема ядерных отходов.

«Коллекция игрушек из "дурацкой замазки" (Silly Putty) в Национальном музее американской истории (Смитсоновского института) хранит множе­ство удивительных историй о том, как этот необычный продукт стал аме­риканским явлением, - рассказывает говорит главный архивариус Джон Флекнер. - Мы заинтересовались этой коллекцией, потому что "дурацкая замазка" — замечательный пример изобретательности, предприимчивости и долговечности изобретений». (В России ее называют «жвачкой для рук» или используют кальку «хэндгам» с англ. handgum).

«Если вечный двигатель существовал когда-либо, то это, должно быть, он и есть, — шутливо писали Эд и Вуди Соби в книге "Как работают игрушки". — Пьющая птичка движется без видимых источников энергии. Но оказывается, она - замечательный пример тепловой машины. Тепло подводится от лампы или от Солнца».

Изобретенная в 1945 г. Майлсом Салливаном, ученым из Лабораторий Бел­ла в штате Нью-Джерси, и запатентованная им в 1946 г. пьющая птичка с тех пор очаровала множество преподавателей и студентов. Без устали и без оста­новки качается она на точке подвеса вперед и назад, опуская голову в стакан с водой и затем откидываясь назад. И за всем этим - действие нескольких за­конов физики...

Ранним утром 16 июля 1945 г. американский физик Роберт Оппенгеймер, на­блюдая взрыв первой в мире атомной бомбы в пустыне Аламогородо (штат Нью-Мехико), вспомнил строчку «Бхагавад-гиты»: «Я — Смерть, разруши­тель миров». Оппенгеймер был научным руководителем «Манхэттенского проекта» - программы создания первого ядерного оружия, осущественной во время Второй мировой войны.

«Будь смиренным, ибо ты сделан из навоза. Будь великодушным, ибо ты сде­лан из звезд». Эта старая сербская поговорка напоминает нам сегодня, что все элементы тяжелее водорода и гелия не существовали бы во Вселенной в сколько-нибудь существенных количествах, если бы не были созданы в звез­дах, которые однажды умерли, взорвались и рассеяли эти элементы в космо­се. Хотя легкие элементы, такие как водород и гелий, были рождены в первые несколько минут после Большого взрыва, для последующего нуклеосинтеза (создания атомных ядер) более тяжелых элементов нужны массивные звезды, в которых ядерные реакции синтеза шли бы в течение длительного времени.

Пройдут тысячелетия, и наши потомки, размышляя об истории человечества, обязательно отметят день 16 декабря 1947 г. как начало информационной эры. В тот день физики Джон Бардин и Уолтер Браттейн из Лабораторий Бел­ла соединили два верхних электрода с обработанной специальным образом пластинкой германия, которая лежала на третьем электроде - металлической пластине, подсоединенной к источнику электрического напряжения. Ког­да через один из верхних электродов пропускался слабый ток, через другой верхний электрод тек гораздо более сильный ток. Так родился транзистор.

Термин «звуковой удар» обычно относится к звукам, производимым самоле­том, летящим со сверхзвуковой скоростью. Звуковой удар рождается вытес­ненным воздухом, сильно сжатым на фронте ударной волны. Примером при­родного звукового удара может служить обычный гром, возникающий, когда молния ионизирует воздух, и тот расширяется со сверхзвуковой скоростью. Щелчок бича - это небольшая ударная звуковая волна, порождаемая кончи­ком кнута, который движется быстрее скорости звука.

Голография - метод, используемый для записи, а затем воспроизводства трехмерного изображения, — была изобретена в 1947 г. физиком Деннисом Габором. В своей Нобелевской лекции он, рассказывая о голографии, сказал: «Мне тут не нужны ни уравнения, ни абстрактные графики. Конечно, можно было бы привлечь сколько угодно математики, но суть голографии нетрудно объяснить и понять, ограничившись лишь физикой явления».

«Квантовая электродинамика (КЭД), бесспорно, является наиболее точной из когда-либо созданных теорий, описывающих природные явления, - пи­шет физик Брайан Грин. — С помощью квантовой электродинамики физики смогли подтвердить роль фотонов как "наименьших возможных сгустков све­та" и описать их взаимодействие с электрически заряженными частицами в рамках математически законченной модели, позволяющей получать убеди­тельные предсказания».

Древнегреческий философ Гераклит Эфесский писал, что мир - это гармония, связь натяжения и растяжения. Одним из самых интригующих воплощений его утверждения является тенсегрити, который его изобретатель Бакминстер Фуллер описывает как «островки сжатий в океане натяжения».

Представим себе конструкцию, состоящую только из стержней и тросов. Тросы соединяют концы одних стержней с концами других. Жесткие стержни никогда не соприкасаются друг с другом. Такая конструкция устойчива по от­ношению к силам тяготения. Как же может существовать столь хлипкая на вид сборка?

Эффектом Казимира чаще всего называют возникновение странной силы при­тяжения между двумя незаряженными параллельными пластинами в вакуу­ме. Один из способов понять, что такое эффект Казимира, — это попытаться представить себе природу вакуума в соответствии с квантовой теорией поля. «Он далеко не пуст, — пишут физики Стивен Ройкрофт и Джон Свейн. — Ваку­ум наполнен флуктуирующими электромагнитные волнами, от которых про­сто невозможно избавиться. Он как океан — там всегда присутствуют волны, и остановить их нельзя. Эти флуктуирующие колебания имеют разные длины волн, и их присутствие означает, что даже в пустом пространстве есть некото­рое количество энергии». Ее называют энергией нулевых колебаний.

Что такое время? Возможно ли путешествие во времени? Столетиями эти во­просы занимали философов и ученых. Сегодня мы знаем точно - путешествия во времени возможны. Например, ученые доказали, что объект, перемеща­ющийся с большой скоростью, стареет медленнее, чем объект, покоящийся в лабораторной системе отсчета. Если бы вы могли полететь в космос на ра­кете с околосветовой скоростью, то, вернувшись на Землю, вы бы попали в будущее, на тысячи лет вперед.

«Если бы вы заинтересовались возрастом какого-то предмета, то правиль­ным местом для вас был бы Чикагский университет в 1940-х гг., - говорит писатель Билл Брайсон. - Уиллард Либби как раз тогда разрабатывал радио­углеродный метод датировки, который позволил ученым получать точные сведения о возрасте костей и других органических остатков. Раньше им это никогда не удвалась...»

В эпоху Возрождения вновь открытые античные тексты, труды античных мыслителей, озарили Европу светом знания, дали мощный толчок к разви­тию естественных наук, породили стремление к интеллектуальному творче­ству, исследованиям и экспериментированию. Представим себе последствия нашего контакта с инопланетной цивилизацией. Другое, гораздо более кар­динальное Возрождение было бы подпитано богатством ее достижений - в на­уке, технике, социологии.

В 1973 г. британский химик Джордж Портер сказал: «Несомненно, нам удастся использовать солнечную энергию... Если бы солнечные лучи были военным оружием, мы бы овладели солнечной энергией уже столетия на­зад». И в самом деле, поиски эффективного способа получения энергии из солнечного света имеют долгую историю. Еще в 1839 г. девятнадцатилетний французский физик Эдмон Беккерель открыл фотогальванический эффект: оказалось, некоторые материалы производят небольшое количество электри­ческого тока под воздействием света.

Однажды, идя по библиотеке, вы замечаете стопку книг, выходящую за край стола. Вы спрашиваете себя, можно ли расположить книги в стопке так, что­бы верхняя вылезла далеко в комнату (скажем, на пару метров), а нижняя по-прежнему оставалась на столе? Или такой штабель книг упадет под соб­ственным весом? Для простоты предполагается, что книги совершенно одина­ковы и что на каждом «этаже» стопки разрешено иметь не более одной книги. Или, иными словами, каждая книга лежит лишь на одной другой книге.

«Исследования Крю открыли окно в новую Лилипутию - мир фундаменталь­ных строительных кирпичиков природы, - пишет журналист Джон Маркофф. - Они вооружили нас новым мощным методом, позволяющим постичь архитектуру всего сущего, от живой материи до металлических сплавов».

По мере развития технологий часы становились все более точными. Показа­ния ранних механических часов (таких, например, как часы XIV в. в Дувр­ском замке) отклонялись от точного времени на несколько минут в день. Ког­да в XVII в. стали широко использоваться маятниковые часы, их точность позволяла отсчитывать уже не только часы, но и минуты. В XX в. точность хода кварцевых часов составляла доли секунды в день. В 1980-х гг. цезиевые атомные часы давали отклонение от точного времени, которое составило бы меньше секунды за 3000 лет. А в 2009 г. цезиевые фонтанные атомные часы NIST F1 шли с точностью до секунды за 60 млн лет!

Ряд известных физиков предполагают, что существуют вселенные, парал­лельные нашей, и что их можно наглядно представить как слоеный торт, пу­зырящийся молочный коктейль или почки на бесконечно ветвящемся дере­ве. Согласно некоторым теориям, мы могли бы обнаружить эти вселенные по утечке гравитации из одной вселенной в соседнюю. Например, луч света от далеких звезд может искривиться под действием поля тяготения невидимых объектов, принадлежащих параллельной вселенной, находящейся всего в не­скольких миллиметрах от нашей.

В 1993 г. физик Леон Ледерман написал: «Нейтрино - мои любимые части­цы. У них нет почти никаких свойств: ни массы (или она очень мала), ни электрического заряда... и, добавим соли на рану, они не подвержены силь­ным взаимодействиям. Недаром их называют неуловимыми. Они и правда неуловимы - могут пролететь миллионы километров сквозь твердый свинец практически без единого шанса поучаствовать в каком-нибудь регистрируе­мом столкновении».

Наша планета купается в потоках света и тепла, и все это - благодаря ядер­ным реакциям синтеза, идущим на Солнце. А можем ли мы здесь, на Земле, получать энергию ядерного синтеза и применять ее - без всякой угрозы - для нужд человечества? На Солнце четыре ядра водорода (четыре протона) сли­ваются в ядро гелия. Его масса меньше, чем масса четырех протонов. Недо­стающая масса превращается в энергию согласно соотношению Эйнштейна Е = тс2. Огромные давления и температуры, необходимые для протекания на Солнце реакций синтеза, создаются его огромной гравитацией.

«Открытие интегральных микросхем было просто неизбежно» - пишет исто­рик техники Мэри Белле. - Примерно в одно и то же время два независимых изобретателя, не осведомленных о деятельности друг друга, создали почти идентичные интегральные микросхемы (ИМС)».

ИМС, или микрочип, - это миниатюрная электрическая цепь на основе по­лупроводниковых устройств, применяемая в наши дни в самых разных элек­троустройствах - от кофеварок до реактивных истребителей. Электрическое поле позволяет управлять проводимостью полупроводниковых материалов.

Из-за особенностей гравитационного взаимодействия Земли и Луны время оборота Луны по орбите вокруг Земли равно времени ее оборота вокруг соб­ственной оси. К тому же, оба этих вращения происходят в одну сторону, и к Земле всегда обращена только одна сторона Луны. Вот почему другую сторону нашего спутника, невидимую с Земли, называют «темной стороной Луны». В 1870 г. знаменитый астроном сэр Джон Гершель писал, что на обратной сто­роне Луны может находиться океан с обычной водой. Позже исследователи летающих тарелок предположили, что там спрятана база инопланетян. Ка­кие же в действительности секреты скрывает обратная сторона Луны?

В 1937 г. британский философ и писатель Олаф Стэплдон описывал в своем романе «Создатель звезд» огромное искусственное сооружение: «Прошли ты­сячелетия... и многие звезды, не имевшие планет, оказались окружены кон­центрическими кольцами искусственных миров. Внутренние кольца порой содержали десятки, а внешние - тысячи искусственных планет, приспосо­бленных для жизни именно на таком расстоянии от Солнца».

«Область применений лазерных технологий невероятно широка - от ме­дицины и бытовой электроники до телекоммуникационных и военных устройств, - пишет специалист по лазерам Джефф Хет. - Кроме того, лазеры стали необходимым инструментом в научных исследованиях. Среди лауреа­тов Нобелевской премии 18 ученых получили награды за исследования, так или иначе связанные с лазерами, включая голографию, лазерное охлаждение и конденсат Бозе—Эйнштейна».

Top.Mail.Ru Яндекс.Метрика