Во-первых, это укорочение длины волны. Первые лазеры были созданы в микроволновом диапазоне. Потом появились оптические лазеры, ныне самые известные, затем — ультрафиолетовые. Сейчас уже получен короткоживущий рентгеновский лазер (разер) с накачкой от взрыва атомной бомбы. Долгоживущий рентгеновский лазер еще не построен, но к 2005 г. намечен запуск такого лазера. Ожидается, что он будет давать пиковую мощность в 1010 раз большую, чем у существующих ныне источников рентгеновских лучей. Известны также проекты гразеров — лазеров у-диапазона.
Вторая задача — резкое увеличение мощности и сокращение длительности лазерного импульса. Уже достигнута интенсивность / ~ (1020—1021) Вт -см"2. При этом напряженность электрического поля лазерного излучения составляет ~1012 В-см"1, т.е. оно в 100 раз сильнее поля протона на основном уровне атома водорода. Если удастся получить мощности 1026—1027 Вт-см"2, то можно будет наблюдать рождение электрон-позитронных пар из квантов лазерного излучения, что было бы чрезвычайно важным для экспериментального подтверждения квантовой электродинамики.
Третья задача — увеличение когерентности. Уже созданы лазеры оптического диапазона, когерентность излучения которых такова, что позволяет получить интерференционную картину от двух лазерных лучей, направленных в одно и то же место экрана, без использования интерференционных схем. Если термоядерный синтез удастся осуществить с помощью лазеров, — причем такие особенно эффективные и экономичные мощные лазеры еще нужно создать, — это может значительно изменить многие стороны нашей жизни. Поэтому проблема создания новых мощных лазеров представляется важной для физики, хотя она в первую очередь относится к области техники.
Кварки и глюоны. Квантовая хромодинамика. Единая теория слабого и электромагнитного взаимодействия. Стандартная модель. Великое объединение. Суперобъединение. Фундаментальная длина. Вопрос о том, как устроена материя, — «вечный». Однако сегодня ответить на него особенно непросто. Наука в своем развитии ушла так далеко, что современная микрофизика становится все менее понятной даже специалистам (мы имеем в виду в первую очередь учителей физики). Образование безнадежно отстает от передовых рубежей науки. Встает вопрос о том, не следует ли вообще отказаться от популяризации этой области физики, предоставив ее профессионалам, физической элите?
История физики, однако, свидетельствует, что такая ситуация возникала уже не однажды. Она вообще характерна для периодов, когда наука находится на переломном этапе, а сейчас в микрофизике создалось именно такое положение. Например, одно лишь экспериментальное обнаружение хиггсовского бозона, которое может произойти буквально со дня на день, приведет к полному
230
пересмотру наших представлений о строении материи, столь же радикальному, как это было в период юности квантовой механики. Так можем ли мы лишать наших детей и внуков удовольствия ощутить, в какой период они живут, только потому, что нам очень трудно объяснить им это? Нужно попытаться найти такие объяснения сложнейших вопросов микрофизики, которые будут понятны даже школьникам.
Микрофизику называют еще иногда физикой элементарных частиц. Элементарными (или фундаментальными) называют частицы, которые — как принято считать на современном уровне знания — не состоят из более простых частиц. Сначала таковыми были объявлены атомы, затем, после работ Резерфорда и Бора, стало ясно, что атомы состоят из элементарных частиц. Было открыто великое множество последних — столько, что их даже назвали «зоопарком частиц». Их можно было сгруппировать, и совсем недавно считалось, что элементарными являются нуклоны (барионы), мезоны, фотоны и лептоны. В каждую из этих групп могли входить десятки частиц. Такое обилие наталкивало на мысль о том, что эти частицы вовсе не элементарные, а в свою очередь являются составными. Сейчас уже известно, что они состоят из кварков и антикварков, имеющих дробный электрический заряд.
Уважаемый посетитель!
Чтобы распечатать файл, скачайте его (в формате Word).
Ссылка на скачивание - внизу страницы.