Поле можно считать сильным, если его индукция В ~ 3 • 105 Тл. Такое магнитное поле значительно больше кулоновского, и атом в нем становится подобным вытянутой вдоль поля игле. Это сильно меняет ряд его свойств. Так, могут появляться молекулы типа Fe2, образование которых невозможно в обычных магнитных полях. Однако проблема получения таких полей остается академической (в лаборатории удалось пока создать лишь поля с В ~ 20 Тл). Но в астрофизике, например, в пульсарах реализуются поля Ю8-109 Тл.
Доминирования магнитного поля над электрическим можно добиться и в земных условиях. Так, для экситонов (связанных электрона и дырки, вращающихся около общего центра масс) магнитное поле является таковым при условиях, уже сейчас доступных экспериментаторам. Это позволяет изучать экситонное вещество, в первую очередь так называемую экситонную жидкость. Это, фактически, дает возможность ученым моделировать ряд объектов мегафизики. Поэтому данные исследования наверняка будут продолжаться достаточно интенсивно.
Нелинейная физика. Солитоны. Хаос. Странные аттракторы. В последние годы внимание ученых обращено к нелинейной физике. Это в значительной мере связано с тем, что современная вычислительная техника позволяет решать сложнейшие задачи, о чем раньше можно было только мечтать. Классическая, да во многом и квантовая, физика изучает, главным образом, линейные явления. Однако физика XXI в. будет, на наш взгляд, в основном
228
|
|
наукой о нелинейных явлениях. К такому выводу приводит нас изучение тенденций развития науки.
Нелинейных явлений в природе значительно больше, чем линейных. Поэтому полезно рассмотреть те направления в нелинейной физике, которые сейчас активно продолжают исследоваться и будут изучаться в новом тысячелетии. Примерами могут служить исключительно «модные» темы современной физики: хаотическое поведении систем, солитоны, странные аттракторы и т.д.
|
Рис. 87. И. Пригожий |
Солитоны — одиночные волны, которые распространяются в нелинейной среде с дисперсией как частицы, т. е. без затухания. Они, как показывает опыт, широко распространены в природе. Характерный пример — широко известные разрушительные волны — цунами.
Странный аттрактор — та область фазового пространства, в которой фазовые траектории формируются хаотически и при малейшем изменении начальных условий разбегаются, так что система теряет устойчивость. При одной степени свободы в системе на фазовой плоскости странные аттракторы невозможны, но в трехмерном случае они могут появиться. Как показал «отец» этого направления в науке, бельгийский ученый русского происхождения Илья Пригожий (р. 1917) (рис. 87), изучение современных динамических систем, относящихся к очень широкому классу явлений, невозможно без применения указанных методов. Так происходит, в частности, при анализе механизмов турбулентности в гидродинамике и магнитогидродинамике и т.д. Солитоны и хаотические явления — это только отдельные примеры нелинейных явлений, которые в XXI в. будут, по мнению многих ученых, главными темами в макрофизике.
Разеры, гразеры, сверхмощные лазеры. XX в., во всяком случае его 2-ю половину, можно назвать не только атомным, но и лазерным веком. Если 40 лет назад лазер даже в научных институтах был диковинкой, то теперь его можно купить в обыкновенном ларьке, где продаются газеты. Теоретической основой лазерной физики были знаменитые работы А. Эйнштейна 1916 г., посвященные явлениям индуцированного, спонтанного и вынужденного излучения. Современная физика лазеров, а также связанные с ней нелинейная оптика и голография, своим рождением во многим обязаны русским и советским ученым. Об этом будет рассказано далее. Какими же сейчас представляются направления развития лазерной физики и техники?
229
Уважаемый посетитель!
Чтобы распечатать файл, скачайте его (в формате Word).
Ссылка на скачивание - внизу страницы.
