Тайны физики

 

 

Вечная гарантия

 

 

Склеивание - технология будущего, технология неограниченных возможностей. Поскольку клей часто держит надежней любого болта, он все шире применяется даже в авиационном и транспортном машиностроении.

 

 

Читать дальше...

Удивительный песок

 

Казалось бы, какую связь можно обнаружить между песком, стеклом и компьютерами? И все-таки она тесней, чем можно предполагать. Ведь у них по крайней мере одинаковая основа.                                              

Читать дальше...

 

 

Тайны физики

 

Загадка кварка

 

 

Кварки, из которых состоят протоны, до сих пор причисляли к элементарным частицам - они считались неделимым! Однако, если подтвердятся эксперименты американских ученых, эти представления придется пересмотреть.

 

 

Если бы мы знали, как устроен наш мир на уровне микро­частиц,   тогда,   возможно,   мы владели    бы    универсальной формулой мироздания и клю­чом   к   настоящему   пони­манию     порядка     вещей. Многие ученые полагают, что   эту   загадку  сможет решить тот, кто обнару­жит мельчайшую части­цу. Ведь тогда бы удалось не только приподнять за­весу над тайной строе­ния материи,  но и по­знать строение всей Все­ленной.

 

 

Читать дальше...

 

 

Что умеют Электроны

 

 

Электроны - удивительные частицы. Совсем крошечные, они тем не менее скрепляют наш мир изнутри. И хотя они вездесущи, эти частицы все еще полны загадок.

 

 

Сомнений нет: что бы мы ни де­лали, всюду нам помогают эле­ктроны. Включаем лампочку — колеблющиеся электроны созда­ют световые волны. И такие же колеблющиеся электроны созда­ют радиоволны в антенне. Мы почти постоянно сталкиваемся с действием электронов, но что за ними кроется, до сих пор остается во многом загадкой.

Во всяком случае, они малень­кие, даже очень. Возможно, из школьной программы кое-кто из читателей помнит, что мас­са электрона составляет лишь 1/1800 массы одного протона. По­скольку и протоны в 10 000 раз меньше, чем мельчайший атом, у нас не хватает фантазии, чтобы представить себе величину элек­трона. Итак, электроны относят­ся к мельчайшим из известных частиц наряду с не менее таин­ственными кварками, из кото­рых состоят протоны и другие адроны.

 

 

Читать дальше...

МИР В ЗЕРКАЛЕ

 

 

 

 

У любого явления имеется его противоположность. Сначала этот тезис может показаться очень простым, но в действительности все обстоит гораздо сложнее. Попробуйте представить себе противоположность зеленого яблока. Зато в царстве мельчайших частиц проблем с этим нет.    

 

Читать дальше...

Лед холодный И ЗАГАДОЧНЫЙ

 

 

Лед и холод царят в большей части Вселенной, в том числе и на нашей планете. Сила льда стирает с лица Земли горные цепи; а таяние ледника может затопить и уничтожить целые долины. Впрочем, лед не только грозен, но и красив.

 

Читать дальше...

ТЕЛЕПОРТАЦИЯ - СКОТТИ ПРИДЕТСЯ ПОДОЖДАТЬ

 

 

В прессе и по телевидению все чаще мелькают сообщения об успешных опытах по телепортации. Научная фантастика, по-видимому, становится реальностью. Что же стоит за этим на самом деле?

 

 

Читать дальше...

КОСМИЧЕСКИЕ ДРАГОЦЕННОСТИ

 

 

 

 

 

Растет спрос на метеориты, цены на них повышаются. Сложилось целое сообщество коллекционеров, которые собирают камни-пришельцы и платят огромные деньги за редкие экземпляры.

 

 

|Около 50 000 лет назад огромный метеорит весом 1 — 1,5 млн. тонн, мчавшийся со скоростью почти 70 000 км/час, с оглушитель­ным грохотом рухнул на Землю. За ним тянулся громадный шлейф ды­ма. Он упал в 200 км северо-запад­нее места, где сейчас находится го­род Финикс (штат Аризона, США). Взрыв был подобен взрыву множе­ства атомных бомб.

После удара образовалась яма глубиной 190 м и диаметром около 1400 м. Метеорит выбил из земной поверхности свыше 270 млн. тонн скального грунта. Часть грунта испарилась под действием вы­свободившейся энергии, осталь­ной лег кольцом вокруг воронки, и поэтому долгое время считалось, что это кратер потухшего вулка­на. Однако в 1890 году были об­наружены мелкие обломки, со­державшие никель и железо — бесспорные признаки метеори­тов.

Именно такие обломки и за­ставляют учащенно биться сердца представителей немногочислен­ной, но фанатичной общины кол­лекционеров. Так, на одном из аук­ционов лондонского «Кристи» ку­сочек метеорита весом всего 0,7 г был продан за 8000 долларов, а максимальная цена за кусок лун­ной породы достигла астрономической суммы — 68 млн. долларов.

 

 

Камень из Нейшванштейна

 

 

Весть об этом воодушевила бер­линского коллекционера, нашед­шего 14 июля 2002 года вблизи сказочно красивого баварского замка Нейшванштейн, в труднодоступ­ном месте, магнитный камень весом в 1750 г — без всяких сомне­ний, метеорит. Информацию о предположительном местонахож­дении метеорита он получил в Немецком авиационно-космическом центре (DLR), который подробней­шим образом задокументировал вхождение метеорита в земную атмосферу и траекторию движе­ния вплоть до его падения в районе г. Фюссен (Бавария).

Такие находки, как в Нейшванштейне, случаются крайне редко. Хотя метеориты одинаково часто падают на всю поверхность Земли, чаще всего их находят в крайне не­гостеприимных местах: в вечных льдах или в больших пустынях,  таких,  как Сахара. Кстати, там и находят большинство экземпля­ров, попадающих на аукционы.

Причина достаточ­но простая: поверх­ность земли в этих ре­гионах либо снежно-белая, либо песчаного цвета. Заметить мете­ориты там легче, чем в других местах, — ведь они раскаляются, вой­дя в атмосферу, и по­тому становятся тем­ными, похожими на шлак.

 

 

Уникальность

 

 

Все-таки почему же осколки метеоритов вызывают такой инте­рес? Каждый косми­ческий посланец, до­летающий до земной поверхности, является уникальным предста­вителем иных миров и отличается по своему происхождению, облику, структу­ре и минеральному составу как от земных пород, так и от других ме­теоритов. В самых общих чертах различают железные, железно-ка­менные и каменные метеориты. Классификация ведется по содер­жанию в них железа. Внутри этих трех классов существуют еще и многочисленные группы, название которых говорит специалисту о том, какие еще химические соединения

 

 

Из других, дальних миров

 

 

Метеорит ALH 84001, прилетевший с Марса, весит 1, 98 кг. Его нашли в Ален-Хиллз в Антарктиде. Все метеориты отличаются друг от друга по своему виду, структуре и происхождению.

 

 

Метеоритный удар в Греции

 

 

Яма возле храма неподалеку от городка Дидима на полуострове Пелопоннес образовалась в седой древности в результате сильного удара. Обломки метеоритов там находят до сих пор.

 

 

 обнаружены в этом метео­рите и какими физическими свой­ствами он обладает.

Наиболее привлекательными для частного коллекционера счи­таются так называемые SNC-метеориты, или шерготтиты, имеющие предположительно марсианское происхождение. В состав SNC, на­званных так по первым их образ­цам — метеоритам «Шерготти», «Накла» и «Шассиньи», входят в основном пироксен и полевой шпат, который в шерготтитах под воздействием высокого давления превращается в неизвестное на Земле стекловидное вещество, маскелинит. Космические зонды «Викинг», исследовавшие в сере­дине 1970-х годов Марс, обнаружи­ли на нем подобное вещество.

 

 

 

 

 

 

НАВАЖДЕНИЕ ИЛИ РЕАЛЬНОСТЬ?

 

 

Уже много лет ходят разные слухи о загадочных шаровых молниях, которые часто считают игрой воображения или оптическим обманом. Между тем, ученым удалось воспроизвести в лабораторных условиях маленькие шаровые молнии.

 

 

В 2000 году в журнале «Нейчер» появилось сообщение о том, что Джон Абрахамсон и Джеймс Диннис из Кентерберийского уни­верситета в Новой Зеландии разга­дали тайну шаровых молний. Со­гласно их наблюдениям, речь здесь идет скорее о химическом, чем о физическом явлении. После разря­да молнии окись кремния (песок) раскисляется, восстанавливаясь до кремния, который тут же снова вступает в реакцию с кислородом воздуха и опять становится окисью кремния. При этом она испаряется и конденсируется в длинные цепочки. Цепочки скручиваются в легкие, пушистые шары, способ­ные летать по воздуху.

 

 

Шары, меняющие свою форму

 

 

По мнению ученых, сама шаровая молния возникает именно при второй реакции. При ударе обыч­ной молнии содержащиеся в зем­ле песчаные зерна выбрасывают­ся в воздух через поры грунта и взрывным образом испаряются.

Чудовищной   энергии,   которая присутствует в молниях, для этого вполне достаточно.  При происходящем вслед за этим окислении кремния кислородом воздуха эта огромная энергия опять высвобождается,    отчего   возникший кремниевый шар светится. Эта реакция продолжается до тех пор пока не расходуется весь кремний. Сообщения о том, что шаровые молнии способны проходить сквозь стены и окна, ученые объясняют присутствием небольших щелей и дырочек, которых особенно

 

 

Зигзаг, направленный к земле

 

 

Поскольку научно подтвержденных фотографий шаровых молний нет вообще, почти все сведения об этом явлении опираются на сообщения очевидцев.

 

 

много в старых постройках. Поскольку кремниевые шары обладают очень рыхлой структурой, невероятно   легко   меняют форму и проникают всюду, например в воздух или воду.

Впрочем, без ответа по-прежнему остается вопрос о том, отчего шаровые молнии иногда проходят сквозь стены, не оставляя заметных следов, а иногда после них  четко различимые подпалины.

 

ЛИШЬ КУЧКА ПЕПЛА

 

Другиe исследователи считают, что шаровая молния состоит из ионизированного газа, так называемой плазмы, точно такой же, какая светится в обычной молнии. Форму шара она принимает, по мнению ученых из Мадридского университета, из-за воздействия на плазму сильных вертикальных и горизонтальных магнитных полей. Поля настолько сильны, что они задерживают по меньшей мере на несколько  секунд взрыв подобного шара. Лишь после того,

 

 

как эти силы слабеют, газовая плазма мгновенно расширяется взрывным образом и шар лопает­ся. При этом раздается громкий хлопок, характерный для шаро­вых молний.

Однако и такое объяснение от­вечает не на все вопросы. Так, ос­тается непонятным, какие силы влияют на траекторию полета ша­ровой молнии и почему плазма, достигающая температуры около 16 000 °С, при соприкосновении с кожей и волосами человека порой не оставляет заметного следа, а в других случаях испепеляет свою жертву целиком.

 

 

Дорогостоящие эксперименты

 

 

После долгих промедлений наука пришла к тому, что теперь уже не отвергает существование шаровых молнии лишь на том осно­вании, что не может объяснить их природу. В некоторых лабо­раториях удалось на дорогостоя­щих экспериментальных установ­ках создать шарики размером до 10 мм, обладающих примерно те­ми же свойствами, что и шаровые молнии. В целом же этот феномен не получил исчерпывающего объяснения и по сей день.

Причина отчасти кроется в том, что шаровые молнии появля­ются редко и предсказать их не­возможно, поскольку наука пока  еще не знает, когда и почему они возникают. До сегодняшнего дня очень немногим метеорологам, физикам или химикам удавалось вообще увидеть шаровую молнию или подробно опросить свидете­лей явления. И это неудивитель­но, ведь шаровые молнии в целом живут максимум 10 секунд, после

 

 

 

 

 

Над землей постоянно бушуют 2000 гроз

 

В любое время дня и ночи над земным шаром гремят разряды около 2000 гроз. На изображениях, получаемых со спутников или с космических челноков, они различимы в виде мерцающих огней. Больше всего гроз фиксируется над влажными тропическими лесами Южной Америки, Африки и Азии.

Как вообще возникает гроза? Когда в обычной дождевой туче образуются очень сильные восходящие потоки воздуха,

 

 

Грозовая облачность -частый гость в тропических регионах, по мере приближения к полюсам они случаются все реже.

 

 

они забрасывают мельчайшие водяные капельки на высоту до 20 км. Там очень холодно, и капельки немедленно замерзают. Кристаллики льда слипаются, образуя ледяную крупу и град.

Поскольку потоки воздуха выносят наверх все новые частицы воды и льда, возникает статический заряд огромной мощности. Отрицательные заряды находятся на мелких кристаллах и капельках, положительные - на крупных. Если напряжение между обоими зарядами достаточно высоко, возникает разряд: молнии вспыхивают внутри тучи либо между землей и тучей -на траектории молнии температура воздуха достигает 30 000 °С, и газ, называющийся в этом состоянии плазмой, начинает светиться.

 

 

 

В поисках надежной защиты от молний

 

 

Даже после 250-летнего изучения молний разгаданы пока еще далеко не все непонятные явления. Как и прежде, инженеры ведут поиски более эффективных способов защиты жилых зданий и промышленных установок. На снимке показаны испытания под высоким напряжением стеклянного прибора, на поверхности которого создаются разряды молний.

чего взрываются с оглушитель­ным грохотом. Не всякий свиде­тель сможет после такого волную­щего переживания точно припом­нить все важные детали. К тому же шаровая молния очень опасна.

 

 

Высокая энергия

 

 

Все же некоторые конкретные и, по всей вероятности, надежные выводы о природе шаровых мол­ний можно сделать на основании свидетельств очевидцев. За по­следние 300 лет зафиксированы рассказы о более чем 2000 шаро­вых молний. Так, одна шаровая молния довела за несколько се­кунд до кипения полную бочку дождевой воды, другие прожи­гали дыры в асфальте. Опираясь на эти факты, ученые вычислили, что энергетическая мощность молний составляла около 360 кВт.

На основании оптической кар­тины — сравнительно темное яд­ро и ярко-красный или желтый цвет внешней оболочки — выска­зываются предположения, что шаровые молнии внутри сравни­тельно холодные, а вдоль линий магнитного поля температура мо­жет достигать 16 000 ° С. Этот фе­номен способен объяснить и то, почему шаровые молнии не излу­чают жар, но при прикосновении могут обжигать, как обычный удар молнии. Их яркость соответ­ствует одной лампочке накалива­ния в 100 Вт.

Далее неясно, почему шаровые молнии бывают разного диаметра, от теннисного мяча до нескольких

метров. Около 60% всех наблюдав­шихся шаровых молний были ве­личиной 10 — 30 см. Они двигались со скоростью 2 — 3 м/сек, т.е. при­мерно так, как бежит спортсмен-марафонец.

Что гонит шаровые молнии в определенном направлении, прак­тически неизвестно. Одно из самых точных описаний сделано в летнем юношеском лагере пол Москвой. В начале лета вечером разразилась гроза. Сначала свер­кали обычные молнии.

 

 

Вода светится

 

 

Внезапно из плавательного бас­сейна полетели вверх искры; ка­залось, вода светится. Из воды поднялись два шара, оба очень яркие. Крупный, около 30 см, све­тился голубоватым светом; Маленький, примерно вдвое меньше был светло-оранжевым. Шарь: обогнули угол дома и полетели к сосне. Поднимаясь по стволу к вершине дерева, они с громким шипением отрывали кусочки коры и те, тлея, падали на землю. Одновременно в соседнем доме­ из электрической розетки посыпались искры и желтая молния ударила в оконное стекло. На плите заплясали и засветились голубовато-красным светом металлические чайники.  На улице обе молнии нацелились на тополь —сильно обломали его ветки.

 

 

ИЗМЕНЕНИЕ ЦВЕТА

Во время движения на шарах появились то там, то тут стреловидные отростки, менялся и их цвет.

В крупном голубом шаре появились коричневое ядро и зеленоватый наружный слой, в меньшем теперь светилось красное ядро.

Крупная    молния    нырнула внутрь обожженной сосны и через несколько секунд вылетела из ее  верхушки.  Дерево  ярко вспыхнуло и развалилось. Тем временем   маленькая   шаровая молния нашла себе новую цель.

Из нее внезапно выросла стрела, коснулась головы девочки, стоявшей возле окна в доме, и опять убралась в шар. Когда вожатые поспешили на помощь к перепуганной девочке, они с облегчением перевели дух: молния сожгла лишь ее металлическую заколку для волос и опалила несколько

волосков.

Тем временем обе молнии наведались в маленькую деревянную беседку, покрутились там под крышей; потом меньшая взяла на прицел еще одну девочку, стояв­шую возле дома. Та в панике бро­силась бежать. Молния летела следом за ней, немного отставая. Только когда девочка добежала до леса, шаровая молния отстала от нее и исчезла среди деревьев. Другая молния стала пульсиро­вать подобно бьющемуся сердцу и образовала стрелу, из которой по­сыпались красно-желтые искры. Наконец, раздались два громких хлопка, и молния заметно умень­шилась, затем с треском и шипе­нием растаяла в воздухе.

 

 

Шаровая молния на борту судна

 

 

За 300 лет наблюдений накопилось множество свидетельств очевидцев. Эта гравюра (1889) изображает грозу с шаровыми молниями на борту парусного корабля.

 

 

 

НЕЙТРИНО В ЛОВУШКЕ

 

 

 Им нет преград: они проникают сквозь мощные стены из камня и стали, сквозь горные цепи, земной шар и сквозь тело человека. Речь идет о нейтрино, крошечных частицах, пристающих к нам из космоса. Ученые пытаются напасть на их след с помощью   новейших научных методов.                                       

 

 

23 сентября 1987 года, среда.  Астрономы всего мира направляют телескопы на Большое Магелланово Облако, одну из бли­жайших к нам галактик, где в этот день произошло редчайшее яв­ление, случающееся один раз в несколько столетий. Звезда Сандулик-69202 расширилась и взорвалась. Астрономы зарегистри-появление    сверхновой звезды, взрыв красного звездного гиганта, по своей величине в двадцатъ раз превышающего массу нашего Солнца.

С 1987 года Сандулик-69202 находится под непрестанным наблюдением астрономов. Впрочем, благодаря  этому событию  стал бурно развиваться и другой сектор науки, на первый взгляд, не имеющий никакого отношения к космосу, — исследование элементарных частиц. Особенно много работы появилось у охотников за нейтрино, которых прежде многие не принимали всерьез.

 

 

Читать дальше...