Искатель, 1962. Выпуск №2

В ТАЙНЫ МИКРОКОСМОСА

Есть такое понятие — микрокосмос. Так называют огромный, до конца еще не познанный мир элементарных частиц.

Ученые установили, что ядро атома «битком набито» различными частицами. Но каковы их свойства и структура!

Для того чтобы ответить на эти вопросы, в Москве, в Институте теоретической и экспериментальной физики Академии наук СССР, построен ускоритель протонов на 7 миллиардов электроновольт.

Диаметр нового ускорителя — 80 метров, а длина кольца, по которому расположились 112 его магнитов, — четверть километра. Таков, образно говоря, тот необыкновенный «микроскоп», который позволит ученым заглянуть в микрокосмос.

Одна из первых задач, которая решается при помощи ускорителя, — выяснение структуры нуклонов. Так называются частицы, из которых состоят ядра атомов, — протоны и нейтроны. Если прибегнуть к помощи грубого сравнения, то можно сказать, что с помощью ускорителя ученые смогут выяснить, похожи ли нуклоны, скажем, на бильярдные шары, однородные как с поверхности, так и внутри, или скорее на персик, мягкий снаружи и твердый внутри. Ученые надеются также «увидеть», как распределяются силы внутри ядра атома. Они уже выяснили, что положительный заряд в протоне распределен неравномерно: он плотнее в середине и слабее к поверхности.

Новый ускоритель рассматривается учеными как рабочая модель будущего гиганта: в Советском Союзе строится сейчас на таком же принципе огромная машина мощностью в 50–70 миллиардов электроновольт.

Атаки на тайны микрокосмоса начались!

Возвращение Эрга Ноора

«Веда, Эрг, Дар Ветер, Мвен Мае и другие провожавшие с тоской и удивлением почувствовали, что нет слов. Нечем выразить чувства перед подвигом, совершавшимся для тех, кого еще нет, кто придет много лет спустя. Улетавшие и провожавшие знали обо всем — что могли дать лишние слова? «Лебедя» не увидит никто из окружающих его сейчас людей: всем им не прожить сто семьдесят два года ожидания возврата экспедиции, отправляющейся к туманности Андромеды. Сто шестьдесят восемь независимых лет пути и четыре года исследования на планетах, а для путешественников всего около восьмидесяти лет».

Итак, герои романа И. Ефремова «Туманность Андромеды», вернувшись, не застанут своих современников — звездолетчики попадут в будущее на Земле. Вот она, машина времени!..

Много лет мечта о такой машине была уделом фантастов. Серьезно о возможности совершить путешествие в завтра стали думать лишь после того, как Эйнштейн создал свою теорию относительности. Один из выводов теории таков: на Земле и на космической ракете время будет течь по-разному. То есть ход любых часов и протекание любых биологических процессов на ракете будут происходить медленнее, чем на Земле.

Пока скорость ракеты много меньше скорости света, эта разница почти незаметна. Но если бы удалось построить ракету, летящую со скоростью, близкой к световой, например 240 тысяч километров в секунду, — дело другое. На такой ракете можно было бы предпринять полет к Сириусу и обратно. Зная расстояние до Сириуса, легко подсчитать время, нужное для полета ракеты со скоростью 240 тысяч километров в секунду по маршруту Земля — Сириус и обратно. По земным часам и календарям для такого рейса понадобится 15 лет.

Если мы теперь подсчитаем время, затраченное на этот полет космонавтом (по его часам), то окажется, что оно равно девяти годам. Итак, космонавт прилетит обратно «омоложенный» на шесть лет.

Ясно, что, увеличивая скорость ракеты, можно было бы проникать все дальше и дальше в глубины космоса и возвращаться во все более отдаленное будущее на Земле.

До сих пор эта идея существовала лишь в теории, не подтвержденная опытом. А теперь?

Огромны достижения науки: ученые не только познали природу космических лучей, но и установили, что многие элементарные частицы, входящие в состав этих лучей, летят с околосветовой скоростью. Больше того, в лабораторных условиях на элементарных частицах удалось проверить замедление в теле, летящем со скоростью, близкой к световой.

Космические лучи, приходящие на Землю из просторов вселенной, представляют собой поток быстрых протонов и ядер других легких элементов. Проходя через земную атмосферу, часть космических лучей превращается в мю-мезоны.

Их масса приблизительно в 206 раз превышает массу электрона. Скорости мю-мезонов различны: от очень небольших до близких к скорости света. Жизнь мю-мезонов недолговечна. Они распадаются на другие частицы. Время жизни мю-мезонов зависит от их скоростей.

Физики научились получать однородные пучки мю-мезонов, имеющих одинаковые скорости. У таких пучков, пользуясь формулой Эйнштейна, удалось измерить среднее время распада мю-мезона (по лабораторным часам). Оказалось, что оно возрастает с увеличением скорости мю-мезона. Итак, мю-мезон, летящий с околосветовой скоростью, живет дольше, чем медленный.

Конечно, у нас нет пока возможности отправить космонавта на ракете, летящей со скоростью, близкой к скорости света. Но экспериментальное, практическое подтверждение возможности построить машину времени есть! Разве это не чудо?