Завтрак с Эйнштейном. Экзотическая физика повседневных предметов - Чад Орцель

рассмотрите процесс слияния атомов водорода, он окажется довольно сложным, с множеством возможных промежуточных путей, включающих взаимодействие с дополнительными частицами и временным формированием нестабильных элементов. Если же рисовать картину крупными мазками, единственное, что имеет значение – это разница в энергиях между начальным состоянием (четыре свободных протона) и конечным состоянием (ядро гелия). – Прим. авт.

22

Наша лучшая теория гравитации – общая теория относительности, она описывает влияние гравитации в терминах искривления пространства и времени, которые гладкие и протяженные. Другие три силы описываются квантовыми теориями, которые включают отдельные частицы и неожиданные случайные отклонения. Математические техники, применяемые к одной теории, не так-то легко применить к другим, и проблема найти способ сочетать их, чтобы создать квантовую теорию гравитации, доводит физиков-теоретиков до исступления в течение десятилетий. К счастью для нас, ситуации, где вам нужна сразу и квантовая физика, и общая теория относительности, очень редки – недалеко от центра черной дыры или во времена начала Вселенной, то есть это не то, что вы видите во время своего утреннего моциона. – Прим. авт.

23

К оу э н, Клайд Лоррейн (1919–1974) – американский физик-теоретик, со-первооткрыватель нейтрино вместе с Фредериком Райнесом. – Прим. ред.

24

Р а й н е с, Фредерик (1918–1998) – американский физик, профессор. Лауреат Нобелевской премии (1995). – Прим. ред

25

Райнес разделил Нобелевскую премию по физике с Коуэном, который умер в 1974 г., а эта премия не присуждается посмертно. Две других Нобелевских премии были даны за работы с детекторами нейтрино Реймонду Дейвису-младшему и Масатоси Косибе в 2002 г., а также Такааки Кадзите и Артуру Б. Макдональду в 2015-м. – Прим. ред.

26

В ходе этого процесса протон также должен либо испустить позитрон (эквивалент электрона в области антиматерии), либо поглотить один из огромного количества электронов, оставшихся от изначального газа, присутствующего в Солнце. Любой из излученных позитронов будет быстро аннигилировать с одним из упомянутых электронов, так что конечный результат для внешнего наблюдателя будет следующим: один протон и один электрон исчезли, оставив один нейтрон и одно нейтрино вместо себя. – Прим. авт.

27

То, что энергии при ядерном слиянии становится все меньше при переходе к более тяжелым элементам, может быть понято в терминах энергии сильного взаимодействия, выступающей в форме массы: энергия требуется для того, чтобы держать двенадцать кварков вместе в ядре гелия, оно существенно меньше чем та, что нужна для четырех отдельных, не связанных между собой протонов. Но по мере увеличения количества частиц прирост энергии уменьшается. Это немного похоже на организационную эффективность группы людей: два человека, которые совместно пользуются помещением, платят за него дешевле, чем один, но добавление соседей по комнате экономит деньги лишь до определенного момента. Расходы на обустройство шестого соседа по комнате могут превысить экономию на квартплате. Таким же образом, энергия, полученная за счет добавления новых частиц к большому ядру, недостаточно велика. – Прим. авт.

28

Эти опыты можно делать, только если оба предмета достаточно плотные, чтобы пренебречь силой сопротивления воздуха. Если вы будете бросать вниз скрепку для бумаги и перо, скрепка будет падать быстро, в то время как перо будет опускаться на землю медленно. Сила гравитации, действующая на них, одинакова, в вакууме они достигли бы земли одновременно, как это было театрально продемонстрировано командиром Дэйвом Скоттом во время миссии «Аполлона-15» на Луну. – Прим. авт.

29

Ю н г, Томас (1773–1829) – английский ученый широкого профиля: физик, механик, врач, астроном, филолог, востоковед. – Прим. ред.

30

Если вы хотите увидеть это сами, то должны сделать две тонкие прорези на кусочке алюминиевой фольги и осветить их с помощью лазерной указки. Другое явление, также очень тесно связанное с этим опытом, еще проще увидеть: если вы поставите прядь волос на пути лазерной указки, световые волны обогнут отдельные волосинки с разных сторон, сложатся и создадут образ (паттерн) из множества пятен. – Прим. авт.

31

Один нанометр равен 10-9 метра, или 0.000000001 м. – Прим. авт.

32

Ф р а у н г о ф е р, Йозеф фон (1787–1826) – немецкий физик-оптик. – Прим. ред.

33

П у а с с о н, Симеон Дени (1781–1840) – французский математик, механик, физик. – Прим. ред.

34

А р а г о, Доминик Франсуа Жан (1786–1853) – французский физик, астроном и политический деятель. – Прим. ред.

35

В русской традиции называется также «пятно Араго-Пуассона». – Прим. пер.

36

Соотношение длины волны или частоты света по отношению к цвету, который ощущает при этом человек, считается непростой задачей, в частности, поскольку приходится иметь дело со светом множества разных частот. Смешения цветов, которые дети изучают в начальной школе, – пример этого: смесь красного света (с длиной волны около 650 нм) и синего цвета (около 490 нм) будет производить такое же впечатление на глаза и мозг, как фиолетовый цвет (около 405 нм), даже если фиолетового света там нет. – Прим. авт.

37

Автор обрисовывает лишь часть проблемы, поскольку восприятие цвета зависит также от механизмов работы мозга, которые еще более сложные. В частности, свет одной и той же длины волны может восприниматься как разный цвет при различных условиях, поскольку шкала соотношения длины волны и воспринимаемого цвета сознанием может существенно изменяться от настроек мозга, определяемых так называемым «нуль-цветом», который примерно равен средней длине волны по сумме всех световых волн, попадающих на рецепторы сетчатки. – Прим. пер.

38

В русской традиции вещество, передающее тепло, из истории физики называется термином «теплород». – Прим. ред.

39

Т о м n с о н, Бенджамин (1783–1814) – англо-американский ученый, изобретатель, авантюрист, государственный и общественный деятель ряда стран. – Прим. ред.

40

Д ж о у л ь, Джеймс Прескотт (1818–1889) – английский физик, внес значительный вклад в становление термодинамики. – Прим. ред.

41

К л а у з и у с, Рудольф