Neutrino, een ongelooflijk klein deeltje van het heelal, houdt al bijna een eeuw de aandacht van wetenschappers vast. Voor neutrino-onderzoek zijn meer Nobelprijzen toegekend dan voor werk aan andere deeltjes, en voor het onderzoek ervan worden enorme installaties gebouwd met het budget van kleine staten. Alexander Nozik, senior onderzoeker aan het Instituut voor Nucleair Onderzoek van de Russische Academie van Wetenschappen, docent aan het Moskouse Instituut voor Natuurkunde en Technologie en een deelnemer aan het Troitsk Nu-Masses neutrino massale zoekexperiment, vertelt hoe het te bestuderen, maar vooral - hoe je het überhaupt kunt vangen.

Het raadsel van gestolen energie

De geschiedenis van de studie van neutrino's laat zich lezen als een boeiend detectiveverhaal. Dit deeltje heeft herhaaldelijk de deductieve vermogens van wetenschappers getest: niet alle raadsels konden onmiddellijk worden opgelost, en sommige zijn nog niet opgelost. Begin met de geschiedenis van de ontdekking. Aan het einde van de 19e eeuw begon men verschillende soorten radioactief verval te bestuderen, en het is niet verwonderlijk dat wetenschappers in de jaren twintig niet alleen instrumenten in hun arsenaal hadden om het verval zelf te registreren, maar ook om de energie van uitgezonden deeltjes te meten, zij het niet erg nauwkeurig door de huidige normen. ... Met de toename van de nauwkeurigheid van de instrumenten, groeide de vreugde van wetenschappers en verbijstering, ook met bètaverval, waarbij een elektron ontsnapt uit een radioactieve kern en de kern zelf van lading verandert. Zo'n verval wordt twee-deeltjes genoemd, omdat er twee deeltjes in worden gevormd - een nieuwe kern en een elektron. Elke middelbare scholier zal uitleggen dat het mogelijk is om de energie en momenta van de fragmenten in zo'n verval nauwkeurig te bepalen, met behulp van de behoudswetten en de massa's van deze fragmenten te kennen. Met andere woorden, de energie van bijvoorbeeld een elektron zal altijd hetzelfde zijn in elk verval van de kern van een bepaald element. In de praktijk werd een heel ander beeld waargenomen. De energie van de elektronen was niet alleen niet vast, maar werd uitgesmeerd in een continu spectrum tot aan nul, wat wetenschappers verbijsterde. Dit kan alleen het geval zijn als iemand energie steelt van bètaverval. Maar er lijkt niemand te zijn om het te stelen.

Na verloop van tijd werden de instrumenten steeds nauwkeuriger en al snel was de mogelijkheid om zo'n anomalie toe te schrijven aan de fout van de apparatuur verdwenen. Zo kwam het raadsel tevoorschijn. Op zoek naar de aanwijzingen hebben wetenschappers verschillende, naar de huidige maatstaven zelfs volkomen absurde aannames naar voren gebracht. Zo heeft Niels Bohr zelf een serieuze uitspraak gedaan dat behoudswetten niet werken in de wereld van elementaire deeltjes. Wolfgang Pauli redde de dag in 1930. Hij kon niet naar de conferentie van natuurkundigen in Tübingen komen en, niet in staat om op afstand deel te nemen, stuurde hij een brief, waarin hij vroeg om voorgelezen te worden. Hier volgen fragmenten ervan:

“Geachte radioactieve dames en heren. Ik vraag u aandachtig te luisteren op het meest geschikte moment van de boodschapper die deze brief heeft afgeleverd. Hij zal je vertellen dat ik een geweldig hulpmiddel heb gevonden voor behoudswetten en correcte statistieken. Het bestaat in de mogelijkheid van het bestaan ​​van elektrisch neutrale deeltjes ... De continuïteit van het Β-spectrum zal duidelijk worden als we aannemen dat tijdens Β-verval zo'n "neutron" samen met elk elektron wordt uitgezonden, en de som van de energieën van het “neutron” en het elektron is constant…”

Aan het einde van de brief stonden de volgende regels:

“Neem geen risico - win niet. De ernst van de situatie bij het beschouwen van het continue -spectrum wordt bijzonder helder na de woorden van prof. Debye vertelde me met spijt: "Oh, beter om dit alles niet te zien ... als nieuwe belastingen." Daarom moet elk pad naar verlossing serieus worden besproken. Dus, beste radioactieve mensen, test dit en oordeel."

Later sprak Pauli zelf zijn angst uit dat, hoewel zijn idee de fysica van de microwereld redt, een nieuw deeltje nooit experimenteel zal worden ontdekt. Ze zeggen dat hij zelfs met zijn collega's argumenteerde dat als er een deeltje is, het niet mogelijk zal zijn om het tijdens hun leven te detecteren. In de daaropvolgende jaren creëerde Enrico Fermi een theorie van bètaverval waarbij een deeltje betrokken was dat hij het neutrino noemde, wat uitstekend overeenkwam met het experiment. Daarna twijfelde niemand meer aan het bestaan ​​van het hypothetische deeltje. In 1956, twee jaar voor Pauli's dood, werden neutrino's experimenteel gedetecteerd in omgekeerd bètaverval door een groep Frederick Reines en Clyde Cowen (Reines ontving hiervoor de Nobelprijs).

Het geval van de ontbrekende zonne-neutrino's

Zodra duidelijk werd dat neutrino's, hoewel moeilijk, maar nog steeds mogelijk te registreren, begonnen wetenschappers te proberen neutrino's van buitenaardse oorsprong te vangen. Hun meest voor de hand liggende bron is de zon. Daarin vinden voortdurend kernreacties plaats en er kan worden berekend dat ongeveer 90 miljard zonne-neutrino's per seconde elke vierkante centimeter van het aardoppervlak passeren.

In die tijd was de radiochemische methode de meest effectieve methode om zonneneutrino's te vangen. De essentie ervan is als volgt: het zonne-neutrino arriveert bij de aarde, interageert met de kern; het blijkt bijvoorbeeld een 37Ar-kern en een elektron te zijn (het was deze reactie die werd gebruikt in het experiment van Raymond Davis, waarvoor hij later de Nobelprijs kreeg). Daarna kunnen we, door het aantal argonatomen te tellen, zeggen hoeveel neutrino's tijdens de blootstelling interageerden in het volume van de detector. In de praktijk ligt het natuurlijk niet zo eenvoudig. Het moet duidelijk zijn dat het nodig is om enkele argonatomen te tellen in een doel met een gewicht van honderden tonnen. De massaverhouding is ongeveer hetzelfde als tussen de massa van een mier en de massa van de aarde. Op dat moment werd ontdekt dat neu zonne-neutrino's waren gestolen (de gemeten flux bleek drie keer minder te zijn dan de voorspelde).

Natuurlijk viel de verdenking in de eerste plaats op de zon zelf. Over zijn innerlijk leven kunnen we immers alleen aan indirecte tekenen oordelen. Het is niet bekend hoe er neutrino's op worden geproduceerd, en het is zelfs mogelijk dat alle modellen van de zon niet kloppen. Er werden veel verschillende hypothesen besproken, maar uiteindelijk begonnen wetenschappers te leunen op het idee dat het uiteindelijk niet de zon was, maar de sluwe aard van de neutrino's zelf.

Een kleine historische uitweiding: in de periode tussen de experimentele ontdekking van neutrino's en experimenten met de studie van zonne-neutrino's, vonden er nog meer interessante ontdekkingen plaats. Eerst werden antineutrino's ontdekt en het werd bewezen dat neutrino's en antineutrino's op verschillende manieren deelnemen aan interacties. Bovendien zijn alle neutrino's in alle interacties altijd linkshandig (de projectie van de spin op de bewegingsrichting is negatief), en zijn alle antineutrino's rechtshandig. Deze eigenschap wordt niet alleen bij alle elementaire deeltjes alleen in neutrino's waargenomen, het geeft ook indirect aan dat ons heelal in principe niet symmetrisch is. Ten tweede werd gevonden dat elk geladen lepton (elektron, muon en tau-lepton) zijn eigen type of smaak van neutrino's heeft. Bovendien interageren neutrino's van elk type alleen met hun eigen lepton.

Laten we teruggaan naar ons zonneprobleem. In de jaren vijftig werd gesuggereerd dat de lepton-smaak (een soort neutrino) niet hoeft te blijven bestaan. Dat wil zeggen, als een elektronenneutrino in één reactie is geboren, kan het neutrino op weg naar een andere reactie van kleding veranderen en rennen als een muonische. Dit zou het gebrek aan zonne-neutrino's in radiochemische experimenten kunnen verklaren die alleen gevoelig zijn voor elektronenneutrino's. Deze hypothese werd briljant bevestigd door metingen van de zonne-neutrinoflux in scintillatie-experimenten met een groot waterdoel SNO en Kamiokande (waarvoor ze onlangs nog een Nobelprijs ontvingen). In deze experimenten wordt niet langer het omgekeerde bètaverval bestudeerd, maar de neutrino-verstrooiingsreactie, die niet alleen met elektronen, maar ook met muon-neutrino's kan plaatsvinden. Toen, in plaats van een flux van elektronenneutrino's, de totale flux van alle soorten neutrino's begon te meten, bevestigden de resultaten perfect de overgang van neutrino's van het ene type naar het andere, of neutrino-oscillaties.

Moordpoging op het standaardmodel

De ontdekking van neutrino-oscillaties, die één probleem had opgelost, creëerde verschillende nieuwe. Waar het op neerkomt is dat sinds de dagen van Pauli neutrino's werden beschouwd als massaloze deeltjes zoals fotonen, en dat vond iedereen prima. Pogingen om de neutrinomassa te meten gingen door, maar zonder veel enthousiasme. Trillingen hebben alles veranderd, want voor hun bestaan ​​is massa, zij het klein, onmisbaar. De ontdekking van massa in neutrino's verheugde de onderzoekers natuurlijk, maar stelde theoretici voor een raadsel. Ten eerste passen massieve neutrino's niet in het standaardmodel van de deeltjesfysica, dat wetenschappers sinds het begin van de 20e eeuw hebben gebouwd. Ten tweede wordt dezelfde mysterieuze linkshandigheid van neutrino's en rechtshandigheid van antineutrino's alleen goed verklaard voor massaloze deeltjes. In aanwezigheid van massa zouden linkshandige neutrino's met enige waarschijnlijkheid overgaan in rechtshandige, dat wil zeggen antideeltjes, de schijnbaar onwrikbare wet van behoud van het leptongetal schenden, of zelfs veranderen in een soort neutrino's die niet deelnemen aan de interactie. Tegenwoordig worden dergelijke hypothetische deeltjes gewoonlijk steriele neutrino's genoemd.

Super-Kamiokande Neutrino Detector © Kamioka Observatory, ICRR (Institute for Cosmic Ray Research), de Universiteit van Tokyo

Natuurlijk werd de experimentele zoektocht naar de neutrinomassa onmiddellijk abrupt hervat. Maar meteen rees de vraag: hoe meet je de massa van datgene wat op geen enkele manier kan worden opgevangen? Er is maar één antwoord: vang helemaal geen neutrino's. Tot op heden zijn twee richtingen het meest actief ontwikkeld: de directe zoektocht naar de neutrinomassa in bètaverval en de waarneming van neutrinoloos dubbel bètaverval. In het eerste geval is het idee heel eenvoudig. De kern vervalt met de emissie van een elektron en een neutrino. Het is niet mogelijk om een ​​neutrino te vangen, maar het is mogelijk om een ​​elektron met zeer hoge nauwkeurigheid te vangen en te meten. Het elektronenspectrum bevat ook informatie over de neutrinomassa. Zo'n experiment is een van de moeilijkste in de deeltjesfysica, maar tegelijkertijd is het onvoorwaardelijke pluspunt dat het gebaseerd is op de basisprincipes van behoud van energie en momentum en het resultaat ervan van weinig afhankelijk is. Momenteel is de beste limiet voor de neutrinomassa ongeveer 2 eV. Dit is 250 duizend keer minder dan die van een elektron. Dat wil zeggen, de massa zelf werd niet gevonden, maar alleen beperkt door het bovenframe.

Met dubbel bètaverval is het ingewikkelder. Als we aannemen dat een neutrino tijdens een spin-flip verandert in een antineutrino (dit model is genoemd naar de Italiaanse natuurkundige Ettore Majorana), dan is een proces mogelijk wanneer twee bètaverval gelijktijdig plaatsvinden in de kern, maar neutrino's vliegen er niet uit, maar contract. De waarschijnlijkheid van een dergelijk proces hangt samen met de neutrinomassa. De bovengrenzen in dergelijke experimenten zijn beter - 0,2‒0,4 eV - maar zijn afhankelijk van het fysieke model.

Het enorme neutrinoprobleem is nog niet opgelost. De Higgs-theorie kan zulke kleine massa's niet verklaren. De essentiële complicatie ervan is vereist, of de betrokkenheid van wat meer sluwe wetten volgens welke neutrino's interageren met de rest van de wereld. Natuurkundigen die neutrino's bestuderen, krijgen vaak de vraag: "Hoe kan de studie van neutrino's de gemiddelde man op straat helpen? Welk (financieel) voordeel kan uit dit deeltje worden gehaald?" Natuurkundigen halen hun schouders op. En ze weten het echt niet. Ooit behoorde de studie van halfgeleiderdiodes tot de puur fundamentele natuurkunde, zonder enige praktische toepassing. Het verschil is dat de technologieën die worden ontwikkeld om moderne experimenten op het gebied van neutrinofysica te creëren, momenteel veel worden gebruikt in de industrie, dus elke cent die in dit gebied wordt geïnvesteerd, betaalt zich vrij snel terug. Er zijn nu verschillende experimenten in de wereld waarvan de schaal vergelijkbaar is met de schaal van de Large Hadron Collider; deze experimenten zijn uitsluitend gericht op het bestuderen van de eigenschappen van neutrino's. In welke van hen het mogelijk zal zijn om een ​​nieuwe pagina in de natuurkunde te openen, is niet bekend, maar het zal zeker worden geopend.

De wereld en de wetenschap staan ​​nooit stil. Meer recentelijk schreven ze in natuurkundeboeken vol vertrouwen dat het elektron het kleinste deeltje is. Toen waren de kleinste deeltjes mesonen, dan bosonen. En nu heeft de wetenschap een nieuwe ontdekt het kleinste deeltje in het heelal Is een Planck zwart gat. Toegegeven, het is tot nu toe alleen in theorie ontdekt. Dit deeltje behoort tot de categorie zwarte gaten omdat zijn zwaartekrachtsstraal groter of gelijk is aan de golflengte. Van alle bestaande zwarte gaten is de Planck de kleinste.

Een te korte levensduur van deze deeltjes maakt hun praktische detectie niet mogelijk. Tenminste voor nu. En ze worden gevormd, zoals algemeen wordt aangenomen, als gevolg van kernreacties. Maar het is niet alleen de levensduur van de zwarte gaten van Planck die voorkomt dat ze worden gedetecteerd. Nu is dit technisch gezien helaas niet mogelijk. Om Planck-zwarte gaten te synthetiseren, is een energieversneller van meer dan duizend elektronvolt nodig.

Video:

Ondanks zo'n hypothetisch bestaan ​​van dit kleinste deeltje in het heelal, is de praktische ontdekking ervan in de toekomst heel goed mogelijk. Nog niet zo lang geleden kon het legendarische Higgs-deeltje immers ook niet worden gedetecteerd. Het was voor zijn detectie dat de installatie werd gemaakt, waar alleen de meest luie bewoner op aarde nog nooit van heeft gehoord - de Large Hadron Collider. Het vertrouwen van wetenschappers in het succes van deze onderzoeken heeft bijgedragen tot een sensationeel resultaat. Het Higgs-deeltje is momenteel het kleinste deeltje van degenen waarvan het bestaan ​​praktisch is bewezen. De ontdekking ervan is erg belangrijk voor de wetenschap, het zorgde ervoor dat alle deeltjes massa konden verwerven. En als de deeltjes geen massa hadden, zou het universum niet kunnen bestaan. Er kon zich geen enkele stof in vormen.

Ondanks het praktisch bewezen bestaan ​​van dit deeltje, het Higgsdeeltje, zijn er nog geen praktische toepassingen voor uitgevonden. Tot nu toe is dit slechts theoretische kennis. Maar in de toekomst is alles mogelijk. Niet alle ontdekkingen op het gebied van de natuurkunde hadden meteen praktische toepassing. Niemand weet wat er over honderd jaar zal gebeuren. Zoals eerder vermeld staan ​​de wereld en de wetenschap immers nooit stil.

Wat weten we over deeltjes kleiner dan een atoom? En wat is het kleinste deeltje in het heelal?

De wereld om ons heen ... Wie van ons heeft zijn betoverende schoonheid niet bewonderd? De bodemloze nachtelijke hemel, bezaaid met miljarden fonkelende mysterieuze sterren en de warmte van het zachte zonlicht. Smaragdgroene velden en bossen, onstuimige rivieren en eindeloze zeegebieden. Schitterende toppen van majestueuze bergen en weelderige alpenweiden. Ochtenddauw en nachtegaaltriller bij dageraad. Een geurige roos en het stille geruis van een beek. Een brandende zonsondergang en zacht geritsel van een berkenbos...

Is het mogelijk om iets mooiers te bedenken dan de wereld om ons heen?! Sterker en indrukwekkender? En tegelijkertijd kwetsbaarder en teder? Dit alles is de wereld waar we ademen, liefhebben, verheugen, verheugen, lijden en verdrietig ... Dit alles is onze wereld. De wereld waarin we leven, die we voelen, die we zien en die we op de een of andere manier begrijpen.

Het is echter veel gevarieerder en complexer dan het op het eerste gezicht lijkt. We weten dat weelderige weiden er niet zouden zijn geweest zonder een fantastische rel van eindeloze ronde dans van flexibel groen gras, weelderige bomen gekleed in smaragdgroene gewaden - zonder veel bladeren aan hun takken en gouden stranden - zonder talloze sprankelende zandkorrels die knarsten onder blote voeten in de stralen van de zachte zomerzon. Het grote bestaat altijd uit het kleine. Klein - van nog kleiner. En er is waarschijnlijk geen limiet aan deze reeks.

Daarom zijn graskorrels en zandkorrels op hun beurt samengesteld uit moleculen die zijn gevormd uit atomen. Atomen bevatten, zoals u weet, elementaire deeltjes - elektronen, protonen en neutronen. Maar zij, zoals men gelooft, zijn niet de laatste instantie. De moderne wetenschap beweert dat protonen en neutronen bijvoorbeeld zijn samengesteld uit hypothetische energiebundels - quarks. Er is een aanname dat er een nog kleiner deeltje is - preon, tot nu toe onzichtbaar, onbekend, maar verondersteld.

De wereld van moleculen, atomen, elektronen, protonen, neutronen, fotonen, enz. het is gebruikelijk om te bellen microwereld... Hij is de basis macrokosmos- de wereld van de mens en waarden die daarmee in overeenstemming zijn op onze planeet en megawereld- de wereld van sterren, sterrenstelsels, het heelal en de ruimte. Al deze werelden zijn met elkaar verbonden en bestaan ​​niet zonder elkaar.

We hebben de megawereld al ontmoet in het verslag van onze eerste expeditie. “Adem van het Universum. De eerste reis " en we hebben al een idee van verre sterrenstelsels en het heelal. Op die onveilige reis ontdekten we de wereld van donkere materie en donkere energie, leerden we de diepten van zwarte gaten kennen, bereikten we de toppen van sprankelende quasars en ontsnapten we op wonderbaarlijke wijze aan de oerknal en niet minder grote compressie. Het universum verscheen voor ons in al zijn schoonheid en grootsheid. Tijdens onze reis realiseerden we ons dat sterren en sterrenstelsels niet vanzelf verschenen, maar nauwgezet, gedurende miljarden jaren, werden gevormd uit deeltjes en atomen.

Het zijn deeltjes en atomen die de hele wereld om ons heen vormen. Zij zijn het, in hun talloze en diverse combinaties, die voor ons kunnen verschijnen, hetzij in de vorm van een prachtige Hollandse roos, hetzij in de vorm van een zware hoop Tibetaanse rotsen. Alles wat we zien bestaat uit deze raadselachtige vertegenwoordigers van het mysterieuze microwereld. Waarom "mysterieus" en waarom "mysterieus"? Omdat de mensheid helaas nog steeds heel, heel weinig weet over deze wereld en over haar vertegenwoordigers.

De moderne wetenschap van de microwereld kan niet worden voorgesteld zonder het elektron, proton of neutron te noemen. In elk referentiemateriaal over natuurkunde of scheikunde zullen we hun massa vinden met een nauwkeurigheid van de negende decimaal, hun elektrische lading, levensduur, enz. Volgens deze naslagwerken heeft een elektron bijvoorbeeld een massa van 9,10938291 (40) x 10-31 kg, een elektrische lading - minus 1,602176565 (35) x 10 -19 C, een levensduur - oneindig of minimaal 4,6 x 10 26 jaar oud (Wikipedia).

De nauwkeurigheid van het bepalen van de parameters van het elektron is indrukwekkend, en trots op de wetenschappelijke prestaties van de beschaving vervult ons hart! Toegegeven, tegelijkertijd sluipen er wat twijfels naar binnen, wat met alle verlangens niet helemaal lukt. Het bepalen van de massa van een elektron gelijk aan een miljard - miljard - miljardste deel van een kilogram, en zelfs wegen tot op de negende decimaal is, denk ik, niet eenvoudig, evenals het meten van de levensduur van een elektron op 4.600.000.000.000.000.000.000.000.000.000 jaar.

Bovendien heeft nog nooit iemand dit elektron gezien. Met de modernste microscopen kun je alleen een elektronenwolk rond de kern van een atoom zien, waarbinnen, zoals wetenschappers denken, een elektron met grote snelheid beweegt (Fig. 1). We weten nog niet zeker de grootte van het elektron, noch zijn vorm, noch de snelheid van zijn rotatie. In werkelijkheid weten we heel weinig over het elektron, evenals over het proton en het neutron. We kunnen alleen maar gissen en gissen. Helaas zijn dit vandaag al onze mogelijkheden.

Afb. 1. Foto van elektronenwolken, verkregen door natuurkundigen van het Kharkov Institute of Physics and Technology in september 2009

Maar een elektron of een proton zijn de kleinste elementaire deeltjes waaruit een atoom van een stof bestaat. En als onze technische middelen om de microwereld te bestuderen ons nog niet toelaten om deeltjes en atomen te zien, beginnen we misschien met iets b over steeds bekender? Bijvoorbeeld met een molecuul! Het is opgebouwd uit atomen. Een molecuul is een groter en begrijpelijker object, dat waarschijnlijk dieper zal worden bestudeerd.

Helaas moet ik je weer teleurstellen. Moleculen zijn voor ons alleen begrijpelijk op papier in de vorm van abstracte formules en tekeningen van hun beoogde structuur. Tot nu toe kunnen we ook geen duidelijk beeld krijgen van een molecuul met uitgesproken bindingen tussen atomen.

In augustus 2009 slaagden Europese onderzoekers er met behulp van de technologie van atoomkrachtmicroscopie voor het eerst in om een ​​beeld te krijgen van de structuur van een vrij groot molecuul pentaceen (C 22 H 14). De modernste technologie maakte het mogelijk om slechts vijf ringen te zien die de structuur van deze koolwaterstof bepalen, evenals vlekken van individuele koolstof- en waterstofatomen (Fig. 2). En dit is alles wat we kunnen doen voor nu ...

Afb. 2. Structurele weergave van het pentaceenmolecuul (boven)

en haar foto (hieronder)

Aan de ene kant stellen de verkregen foto's ons in staat om te beweren dat het pad dat door chemische wetenschappers is gekozen, en dat de samenstelling en structuur van moleculen beschrijft, niet langer twijfelachtig is, maar aan de andere kant kunnen we alleen maar raden dat

Hoe gebeurt immers de combinatie van atomen in een molecuul, en elementaire deeltjes in een atoom? Waarom zijn deze atomaire en moleculaire bindingen stabiel? Hoe worden ze gevormd, welke krachten ondersteunen ze? Hoe ziet een elektron, proton of neutron eruit? Wat is hun structuur? Wat is een atoomkern? Hoe gaan een proton en een neutron in dezelfde ruimte met elkaar om en waarom stoten ze er een elektron uit?

Er zijn veel van dit soort vragen. Antwoorden ook. Het is waar dat veel van de antwoorden alleen gebaseerd zijn op veronderstellingen die nieuwe vragen oproepen.

Mijn allereerste pogingen om de geheimen van de microwereld te doorgronden stuitten op een nogal oppervlakkige weergave door de moderne wetenschap van veel fundamentele kennis over de structuur van objecten van de microwereld, over de principes van hun functioneren, over de systemen van hun onderlinge verbindingen en relaties. Het bleek dat de mensheid nog steeds niet goed begrijpt hoe de kern van een atoom en zijn samenstellende deeltjes - elektronen, protonen en neutronen - zijn gerangschikt. We hebben alleen een algemeen idee van wat er feitelijk gebeurt in het proces van splijting van een atoomkern, welke gebeurtenissen zich kunnen voordoen tijdens een lang verloop van dit proces.

De studie van kernreacties was beperkt tot het observeren van de processen en het vaststellen van bepaalde causale verbanden, experimenteel afgeleid. Onderzoekers hebben geleerd om alleen te identificeren gedrag bepaalde deeltjes met een of andere impact. Dat is alles! Zonder hun structuur te begrijpen, zonder de mechanismen van interactie te onthullen! Alleen gedrag! Op basis van dit gedrag werden de afhankelijkheden van bepaalde parameters bepaald en, voor een groter belang, werden deze experimentele gegevens gehuld in wiskundige formules met meerdere verdiepingen. Dat is de hele theorie!

Helaas was dit genoeg om moedig te beginnen met het bouwen van kerncentrales, verschillende versnellers, versnellers en het maken van atoombommen. Na de primaire kennis over nucleaire processen te hebben ontvangen, deed de mensheid onmiddellijk mee aan een ongekende race om het bezit van krachtige energie onder haar controle.

Het aantal landen dat gewapend is met nucleair potentieel groeide met grote sprongen. Talloze kernraketten keken dreigend naar hun onvriendelijke buren. Kerncentrales begonnen te verschijnen, die voortdurend goedkope elektrische energie opwekten. Enorme fondsen werden besteed aan de nucleaire ontwikkeling van steeds meer nieuwe ontwerpen. De wetenschap, die in de atoomkern probeert te kijken, heeft met grote inspanning supermoderne deeltjesversnellers gebouwd.

De materie bereikte echter niet de structuur van het atoom en zijn kern. Passie voor het zoeken naar steeds meer nieuwe deeltjes en het nastreven van de Nobel-regalia overschaduwde de diepgaande studie van de structuur van de atoomkern en de deeltjes die erin zitten.

Maar oppervlakkige kennis van nucleaire processen manifesteerde zich onmiddellijk negatief tijdens de werking van kernreactoren en veroorzaakte in een aantal situaties het ontstaan ​​van spontane nucleaire kettingreacties.

Deze lijst bevat de data en plaatsen van optreden van spontane kernreacties:

08.21.1945 jaar. VS, Los Alamos Nationaal Laboratorium.

21-05-1946. VS, Los Alamos Nationaal Laboratorium.

15-03-1953 jaar. USSR, Chelyabinsk-65, PA "Mayak".

21.04.1953 jaar. USSR, Chelyabinsk-65, PA "Mayak".

06.16.1958 jaar. VS, Oak Ridge, Y-12 radiochemische fabriek.

15-10-1958. Joegoslavië, B. Kidrich Instituut.

30-12-1958 VS, Los Alamos Nationaal Laboratorium.

01/03/1963. USSR, Tomsk-7, Siberian Chemical Combine.

23-07-1964. VS, Woodriever, radiochemische fabriek.

30-12-1965. België, Mol.

03/05/1968 jaar. USSR, Chelyabinsk-70, VNIITF.

12/10/1968 jaar. USSR, Chelyabinsk-65, PA "Mayak".

26-05-1971 jaar. USSR, Moskou, Instituut voor Atoomenergie.

13-12-1978 jaar. USSR, Tomsk-7, Siberian Chemical Combine.

23-09-1983 Argentinië, Reactor RA-2.

15-05-1997. Rusland, Novosibirsk, fabriek van chemische concentraten.

17 juni 1997. Rusland, Sarov, VNIIEF.

30-09-1999. Japan, Tokaimura, fabriek voor de productie van kernbrandstoffen.

Het is noodzakelijk om aan deze lijst talrijke ongevallen met lucht- en onderwaterschepen van kernwapens toe te voegen, incidenten bij nucleaire brandstofcyclusbedrijven, noodsituaties bij kerncentrales, noodsituaties tijdens het testen van nucleaire en thermonucleaire bommen. De tragedies van Tsjernobyl en Fukushima zullen voor altijd in onze herinnering blijven. Achter deze rampen en noodsituaties stierven duizenden mensen. En het zet je heel serieus aan het denken.

Alleen al de gedachte om kerncentrales in werking te stellen, die de hele wereld in een oogwenk in een continue radioactieve zone kunnen veranderen, is angstaanjagend. Helaas zijn deze angsten gegrond. Allereerst door het feit dat de makers van atoomreactoren in hun werk ze gebruikten geen fundamentele kennis, maar een verklaring van bepaalde wiskundige relaties en deeltjesgedrag, op basis waarvan een gevaarlijk nucleair ontwerp werd gebouwd... Voor wetenschappers vertegenwoordigen kernreacties tot nu toe een soort "zwarte doos" die werkt, afhankelijk van de vervulling van bepaalde acties en vereisten.

Als er echter iets begint te gebeuren in dit "doosje" en dit "iets" wordt niet beschreven door de instructies en gaat verder dan de opgedane kennis, dan kunnen we, afgezien van onze eigen heldhaftigheid en niet-intellectuele arbeid, ons nergens tegen verzetten naar het zich ontvouwende nucleaire element. De massa's mensen worden gedwongen om eenvoudigweg nederig te wachten op het dreigende gevaar, zich voor te bereiden op vreselijke en onbegrijpelijke gevolgen en naar een veilige, naar hun mening, afstand te gaan. In de meeste gevallen halen nucleaire specialisten alleen hun schouders op, biddend en verwachtend hulp van hogere machten.

Gewapend met de modernste technologie kunnen Japanse kernwetenschappers de kerncentrale in Fukushima nog steeds niet in toom houden. Ze kunnen alleen stellen dat op 18 oktober 2013 het stralingsniveau in het grondwater meer dan 2500 keer de norm overschreed. Op een dag nam het niveau van radioactieve stoffen in het water bijna 12.000 keer toe! Waarom?! Tot nu toe kunnen Japanse specialisten deze vraag niet beantwoorden en deze processen ook niet stoppen.

Het risico van het maken van een atoombom was op de een of andere manier gerechtvaardigd. De gespannen militair-politieke situatie op de planeet eiste ongekende verdedigings- en aanvalsmaatregelen van de oorlogvoerende landen. Atomaire onderzoekers gehoorzaamden aan de situatie en namen risico's zonder zich te verdiepen in de fijne kneepjes van de structuur en het functioneren van elementaire deeltjes en atoomkernen.

In vredestijd moest echter de bouw van kerncentrales en alle soorten versnellers beginnen alleen op voorwaarde, wat de wetenschap heeft de structuur van de atoomkern volledig doorgrond, en met het elektron, en met het neutron, en met het proton, en met hun onderlinge verbindingen. Bovendien moet de kernreactie in een kerncentrale streng worden gecontroleerd. Maar u kunt alleen echt en effectief beheren wat u grondig weet. Vooral als het gaat om de meest krachtige vorm van energie van vandaag, die helemaal niet gemakkelijk te benutten is. Dit gebeurt natuurlijk niet. Niet alleen tijdens de bouw van een kerncentrale.

Momenteel zijn er in Rusland, China, de Verenigde Staten en Europa 6 verschillende versnellers - krachtige versnellers van tegenstromen van deeltjes die ze tot een enorme snelheid versnellen, waarbij hoge kinetische energie aan de deeltjes wordt gegeven om ze vervolgens met elkaar te laten botsen . Het doel van de botsing is om de producten van de botsing van deeltjes te bestuderen in de hoop dat in het proces van hun verval iets nieuws en nog onbekends te zien is.

Het is duidelijk dat onderzoekers erg geïnteresseerd zijn in wat er van dit alles gaat gebeuren. De botsingssnelheden van deeltjes en het niveau van toe-eigening van wetenschappelijke ontwikkelingen nemen toe, maar de kennis over de structuur van wat botst, blijft al vele, vele jaren op hetzelfde niveau. Er zijn nog steeds geen onderbouwde voorspellingen over de resultaten van de geplande onderzoeken, en die kunnen er ook niet komen. Niet toevallig. We begrijpen heel goed dat het alleen mogelijk is om wetenschappelijk te voorspellen als er nauwkeurige en bewezen kennis is van ten minste de details van het voorspelde proces. De moderne wetenschap beschikt nog niet over dergelijke kennis over elementaire deeltjes. In dit geval kan worden aangenomen dat het belangrijkste principe van bestaande onderzoeksmethoden het volgende is: "Laten we proberen het te doen - we zullen zien wat er gebeurt." Helaas.

Daarom is het heel natuurlijk dat er tegenwoordig steeds vaker kwesties worden besproken die verband houden met de gevaren van experimenten. Het gaat niet eens over de mogelijkheid dat tijdens experimenten microscopisch kleine zwarte gaten verschijnen die, uitdijend, onze planeet kunnen opslokken. Ik geloof niet echt in een dergelijke mogelijkheid, althans niet op het huidige niveau en stadium van mijn intellectuele ontwikkeling.

Maar er is een ernstiger en reëler gevaar. In de Large Hadron Collider is er bijvoorbeeld een botsing van fluxen van protonen of loodionen in verschillende configuraties. Het lijkt erop, wat voor soort dreiging kan komen van een microscopisch deeltje, en zelfs ondergronds, in een tunnel, geketend in een krachtige metalen en betonnen bescherming? Een deeltje met een massa van 1.672 621 777 (74) x 10-27 kg en een solide multi-ton tunnel van meer dan 26 kilometer dik in de dikte van zware grond zijn duidelijk onvergelijkbare categorieën.

De dreiging bestaat echter. Bij het uitvoeren van experimenten is het vrij waarschijnlijk dat er een ongecontroleerde afgifte van een enorme hoeveelheid energie zal optreden, die niet alleen zal verschijnen als gevolg van de breuk van intranucleaire krachten, maar ook de energie die zich in de protonen of loodionen bevindt. Een nucleaire explosie van een moderne ballistische raket, gebaseerd op het vrijkomen van de intranucleaire energie van een atoom, zal niet verschrikkelijker lijken dan een nieuwjaarsvuurwerk in vergelijking met de krachtigste energie die kan vrijkomen wanneer elementaire deeltjes worden vernietigd. We kunnen geheel onverwacht een fantastische gin uit de fles halen. Maar niet die volgzame goedhartige en manusje-van-alles, die alleen maar gehoorzaamt en gehoorzaamt, maar een oncontroleerbaar, almachtig en meedogenloos monster dat geen genade en genade kent. En het zal niet fantastisch zijn, maar heel echt.

Maar het ergste is dat, net als bij een atoombom, een kettingreactie kan beginnen in de botser, waarbij steeds meer delen van energie vrijkomen en alle andere elementaire deeltjes worden vernietigd. Tegelijkertijd maakt het helemaal niet uit waar ze uit zullen bestaan ​​- de metalen constructies van de tunnel, betonnen muren of rotsen. Overal zal energie vrijkomen en alles verscheuren wat niet alleen met onze beschaving, maar ook met de hele planeet is verbonden. In een oogwenk kunnen alleen erbarmelijke vormeloze stukken die zich over de grote en immense uitgestrektheid van het heelal verspreiden, van onze schattige blauwe schoonheid overblijven.

Dit is ongetwijfeld een verschrikkelijk, maar heel reëel scenario, en veel Europeanen begrijpen dit tegenwoordig heel goed en verzetten zich actief tegen gevaarlijke, onvoorspelbare experimenten, die de veiligheid van de planeet en de beschaving eisen. Deze toespraken worden steeds meer georganiseerd en vergroten de interne bezorgdheid over de huidige situatie.

Ik ben niet tegen experimenten, want ik begrijp heel goed dat de weg naar nieuwe kennis altijd netelig en moeilijk is. Het is bijna onmogelijk om het te overwinnen zonder te experimenteren. Ik ben er echter diep van overtuigd dat elk experiment alleen moet worden uitgevoerd als het veilig is voor mensen en de wereld om hen heen. Vandaag hebben we geen vertrouwen in een dergelijke beveiliging. Nee, want er is geen kennis over die deeltjes waarmee we vandaag al experimenteren.

De situatie bleek veel zorgwekkender dan ik me vooraf had voorgesteld. Na ernstige zorgen stortte ik me halsoverkop in de wereld van kennis over de microkosmos. Ik moet bekennen dat dit me niet veel plezier deed, omdat het in de ontwikkelde theorieën van de microwereld moeilijk was om een ​​duidelijk verband te vatten tussen natuurlijke fenomenen en de conclusies waarop sommige wetenschappers waren gebaseerd, gebruikmakend van de theoretische bepalingen van de kwantumfysica, de kwantummechanica en de theorie van elementaire deeltjes als onderzoeksapparaat.

Stel je mijn verbazing voor toen ik plotseling ontdekte dat kennis over de microkosmos meer gebaseerd is op aannames die geen duidelijke logische grond hebben. Met verzadigde wiskundige modellen met bepaalde conventies in de vorm van de constante van Planck met een constante van meer dan dertig nullen achter de komma, verschillende verboden en postulaten, beschrijven theoretici niettemin voldoende gedetailleerd en nauwkeurig maar praktijksituaties die antwoord geven op de vraag: "Wat gebeurt er als ...?". Echter, de hoofdvraag: “Waarom gebeurt dit?” bleef helaas onbeantwoord.

Het leek me dat het herkennen van het grenzeloze heelal en zijn zulke verre sterrenstelsels, verspreid over een fantastisch grote afstand, veel moeilijker is dan het vinden van een pad van kennis naar wat in feite 'onder onze voeten ligt'. Op basis van mijn middelbare en hogere opleiding geloofde ik oprecht dat onze beschaving geen vragen meer oproept over de structuur van het atoom en zijn kern, of over elementaire deeltjes en hun structuur, of over de krachten die een elektron in een baan om de aarde houden en een stabiele binding tussen protonen en neutronen in de kern van een atoom behouden.

Tot dat moment hoefde ik de basis van de kwantumfysica niet te bestuderen, maar ik was ervan overtuigd en ging er naïef van uit dat deze nieuwe fysica ons echt uit de duisternis van het onbegrip van de microwereld zal leiden.

Maar tot mijn grote ergernis vergiste ik me. De moderne kwantumfysica, de fysica van de atoomkern en elementaire deeltjes, en de hele fysica van de microwereld bevinden zich naar mijn mening niet alleen in een deplorabele staat. Ze zitten lange tijd vast in een intellectuele impasse waardoor ze zich niet kunnen ontwikkelen en verbeteren, langs het pad van kennis van het atoom en elementaire deeltjes.

Onderzoekers van de microwereld, strikt beperkt door de gevestigde standvastigheid van de meningen van de grote theoretici van de 19e en 20e eeuw, hebben het niet aangedurfd om terug te keren naar hun oorsprong en het moeilijke pad van onderzoek naar de diepten van onze omringende wereld voor meer dan honderd jaar. Mijn zo kritische kijk op de huidige situatie rond de studie van de microwereld is lang niet de enige. Veel vooruitstrevende onderzoekers en theoretici hebben meer dan eens hun mening gegeven over de problemen die zich voordoen bij het begrijpen van de grondslagen van de theorie van de atoomkern en elementaire deeltjes, kwantumfysica en kwantummechanica.

Een analyse van de moderne theoretische kwantumfysica stelt ons in staat om een ​​vrij duidelijke conclusie te trekken dat de essentie van de theorie ligt in de wiskundige weergave van bepaalde gemiddelde waarden van deeltjes en atomen, gebaseerd op indicatoren van sommige mechanistische statistieken. Het belangrijkste in de theorie is niet de studie van elementaire deeltjes, hun structuur, hun verbindingen en interacties tijdens de manifestatie van bepaalde natuurlijke fenomenen, maar vereenvoudigde probabilistische wiskundige modellen op basis van de tijdens experimenten verkregen afhankelijkheden.

Helaas werden hier, evenals in de ontwikkeling van de relativiteitstheorie, de afgeleide wiskundige afhankelijkheden op de eerste plaats gezet, die de aard van verschijnselen, hun onderlinge samenhang en oorzaken van optreden overschaduwden.

De studie van de structuur van elementaire deeltjes was beperkt tot de aanname van de aanwezigheid van drie hypothetische quarks in protonen en neutronen, waarvan de varianten, naarmate deze theoretische aanname zich ontwikkelde, veranderden van twee, toen drie, vier, zes, twaalf ... De wetenschap paste zich eenvoudig aan de resultaten van experimenten aan, gedwongen nieuwe elementen uit te vinden waarvan het bestaan ​​nog niet is bewezen. Hier kunnen we horen over tot nu toe niet gevonden preonen en gravitonen. Je kunt er zeker van zijn dat het aantal hypothetische deeltjes zal blijven groeien naarmate de wetenschap van de microwereld steeds dieper in een doodlopende straat terechtkomt.

Het gebrek aan begrip van de fysieke processen die plaatsvinden in elementaire deeltjes en kernen van atomen, het mechanisme van interactie tussen systemen en elementen van de microwereld bracht hypothetische elementen - dragers van interactie - zoals ijk- en vectorbosonen, gluonen, virtuele fotonen naar de arena van de moderne wetenschap. Zij waren het die bovenaan de lijst stonden van entiteiten die verantwoordelijk zijn voor de interactieprocessen van sommige deeltjes met andere. En het maakt niet uit dat zelfs hun indirecte tekens niet werden gevonden. Het is belangrijk dat ze op de een of andere manier verantwoordelijk kunnen worden gehouden voor het feit dat de kern van een atoom niet uit elkaar valt in zijn componenten, dat de maan niet naar de aarde valt, dat elektronen nog steeds in hun baan ronddraaien en dat de magnetische veld beschermt ons nog steeds tegen kosmische impact ...

Dit alles maakte me verdrietig, want hoe meer ik me verdiepte in de theorie van de microwereld, hoe meer mijn begrip van de doodlopende ontwikkeling van het belangrijkste onderdeel van de theorie van de structuur van de wereld groeide. De positie van de huidige wetenschap over de microwereld is niet toevallig, maar natuurlijk. Feit is dat de fundamenten van de kwantumfysica aan het eind van de negentiende en het begin van de twintigste eeuw werden gelegd door Nobelprijswinnaars Max Planck, Albert Einstein, Niels Bohr, Erwin Schrödinger, Wolfgang Pauli en Paul Dirac. Natuurkundigen hadden in die tijd alleen de resultaten van enkele eerste experimenten die gericht waren op het bestuderen van atomen en elementaire deeltjes. Er moet echter worden toegegeven dat deze studies werden uitgevoerd op de onvolmaakte apparatuur die overeenkwam met die tijd, en de experimentele database begon net te worden gevuld.

Het is dan ook niet verwonderlijk dat de klassieke natuurkunde niet altijd antwoord kon geven op de talrijke vragen die opkwamen tijdens de studie van de microwereld. Daarom begon de wetenschappelijke wereld aan het begin van de twintigste eeuw te praten over de crisis van de natuurkunde en de noodzaak van revolutionaire transformaties in het systeem van studies van de microwereld. Deze positie heeft zeker progressieve theoretische wetenschappers ertoe aangezet om te zoeken naar nieuwe manieren en nieuwe methoden om de microwereld te kennen.

Het probleem, we moeten het zijn schuld geven, zat nog steeds niet in de verouderde bepalingen van de klassieke natuurkunde, maar in een onvoldoende ontwikkelde technische basis, die destijds, en dat is heel begrijpelijk, niet de nodige onderzoeksresultaten kon opleveren en voedsel kon geven voor diepere theoretische ontwikkelingen. De leemte moest worden opgevuld. En dat vulden ze in. Een nieuwe theorie - kwantumfysica, voornamelijk gebaseerd op probabilistische wiskundige concepten. Daar was niets mis mee, behalve dat ze tegelijkertijd de filosofie vergaten en zich losmaakten van de echte wereld.

De klassieke concepten van het atoom, elektron, proton, neutron, enz. werden vervangen door hun probabilistische modellen, die overeenkwamen met een bepaald ontwikkelingsniveau van de wetenschap en het zelfs mogelijk maakten om zeer complexe toegepaste technische problemen op te lossen. Het ontbreken van de noodzakelijke technische basis en enkele successen in de theoretische en experimentele presentatie van de elementen en systemen van de microwereld hebben de voorwaarden geschapen voor een zekere afkoeling van de wetenschappelijke wereld tot een diepgaande studie van de structuur van elementaire deeltjes, atomen en hun kernen . Bovendien leek de crisis van de fysica van de microwereld te zijn uitgedoofd, er had een revolutie plaatsgevonden. De wetenschappelijke gemeenschap haastte zich enthousiast om de kwantumfysica te bestuderen, zonder de moeite te nemen om de basisprincipes van elementaire en fundamentele deeltjes te begrijpen.

Natuurlijk kon deze staat van de moderne wetenschap van de microwereld me niet anders dan enthousiast maken, en ik begon me onmiddellijk voor te bereiden op een nieuwe expeditie, op een nieuwe reis. Op een reis in de microkosmos. Wij hebben al een soortgelijke reis gemaakt. Dit was de eerste reis naar de wereld van sterrenstelsels, sterren en quasars, naar de wereld van donkere materie en donkere energie, naar de wereld waar ons universum wordt geboren en een volledig leven leidt. In zijn verslag “Adem van het Universum. De eerste reis»We hebben geprobeerd de structuur van het heelal en de processen die daarin plaatsvinden te begrijpen.

Toen ik me realiseerde dat de tweede reis ook niet gemakkelijk zou zijn en miljarden biljoenen keren zou vergen om de ruimte waarin ik de wereld om me heen kon bestuderen te verkleinen, begon ik me voor te bereiden op penetratie, niet alleen in de structuur van een atoom of molecuul, maar ook in de diepten van een elektron en een proton, een neutron en een foton, en in volumes die miljoenen keren kleiner zijn dan de volumes van deze deeltjes. Dit vereiste een speciale opleiding, nieuwe kennis en een perfecte uitrusting.

De komende reis begon vanaf het allereerste begin van de schepping van onze wereld, en het was dit begin dat het gevaarlijkst was en met de meest onvoorspelbare uitkomst. Maar het hing van onze expeditie af of we een uitweg zouden vinden uit de huidige situatie in de wetenschap van de microwereld of dat we zouden blijven balanceren op de wankele touwbrug van moderne kernenergie, waarbij elke seconde het leven en het bestaan ​​van de beschaving op de planeet in gevaar zou worden gebracht .

Het punt is dat om de eerste resultaten van ons onderzoek te begrijpen, het nodig was om naar het zwarte gat van het heelal te gaan en, het gevoel van zelfbehoud te verwaarlozen, ons in de brandende hel van de universele tunnel te werpen. Alleen daar, in omstandigheden van ultrahoge temperaturen en fantastische druk, voorzichtig voortbewegend in de snel roterende stromen van materiële deeltjes, konden we zien hoe de vernietiging van deeltjes en antideeltjes plaatsvindt en hoe de grote en krachtige voorouder van alle dingen - Ether wordt nieuw leven ingeblazen , om alle processen die plaatsvinden te begrijpen, inclusief de vorming van deeltjes, atomen en moleculen.

Geloof me, er zijn niet zoveel waaghalzen op aarde die hierover kunnen beslissen. Bovendien is het resultaat door niemand gegarandeerd en is niemand bereid de verantwoordelijkheid te nemen voor het welslagen van deze reis. Tijdens het bestaan ​​van de beschaving bezocht niemand zelfs het zwarte gat van de melkweg, maar hier - UNIVERSUM! Alles is hier volwassen, groots en kosmisch grootschalig. Geen grap hier. Hier kunnen ze het menselijk lichaam in een oogwenk veranderen in een microscopisch gloeiende energieklonter of het over de eindeloze koude uitgestrekte ruimte verspreiden zonder het recht te herstellen en te herenigen. Dit is het universum! Enorm en statig, koud en warm, grenzeloos en mysterieus...

Daarom nodig ik iedereen uit om deel te nemen aan onze expeditie en moet ik je waarschuwen dat als iemand twijfelt, het niet te laat is om te weigeren. Elke reden wordt geaccepteerd. We zijn ons volledig bewust van de omvang van het gevaar, maar we zijn bereid om het koste wat kost het hoofd te bieden! We bereiden ons voor om in de diepten van het universum te duiken.

Het is duidelijk dat om onszelf te beschermen en in leven te blijven, ons onderdompelend in een gloeiend hete, gevuld met krachtige explosies en nucleaire reacties, de universele tunnel verre van eenvoudig is, en onze apparatuur moet overeenkomen met de omstandigheden waarin we moeten werken. Daarom is het absoluut noodzakelijk om de beste uitrusting voor te bereiden en goed na te denken over de uitrusting voor alle deelnemers aan deze gevaarlijke expeditie.

Allereerst zullen we op de tweede reis nemen wat ons in staat stelde een zeer moeilijk pad door de uitgestrektheid van het heelal te overwinnen, toen we aan het rapport over onze expeditie werkten. “Adem van het Universum. De eerste reis”. Natuurlijk is het de wetten van de wereld... Zonder hun gebruik had onze eerste reis nauwelijks succesvol kunnen eindigen. Het waren de wetten die het mogelijk maakten om de juiste weg te vinden tussen de hoop onbegrijpelijke verschijnselen en dubieuze conclusies van onderzoekers over hun verklaring.

Als je je herinnert, de wet van het evenwicht van tegenstellingen, door vooraf te bepalen dat in de wereld elke manifestatie van de werkelijkheid, elk systeem zijn tegengestelde essentie heeft en ermee in evenwicht is of wil zijn, konden we de aanwezigheid in de wereld om ons heen begrijpen en accepteren, naast gewone energie, ook donkere energie , evenals naast gewone materie - donkere materie. De wet van het evenwicht van tegenstellingen maakte het mogelijk om aan te nemen dat de wereld niet alleen uit ether bestaat, maar dat ether ook uit twee van zijn typen bestaat - positief en negatief.

De wet van universele onderlinge verbinding, wat een stabiele, herhalende verbinding impliceert tussen alle objecten, processen en systemen in het heelal, ongeacht hun schaal, en hiërarchie wet, door de niveaus van elk systeem in het heelal van laag naar hoog te ordenen, werd het mogelijk om een ​​logische "ladder van wezens" te bouwen van ether, deeltjes, atomen, stoffen, sterren en melkwegstelsels naar het heelal. En dan manieren te vinden om een ​​ongelooflijk groot aantal sterrenstelsels, sterren, planeten en andere materiële objecten te transformeren, eerst in deeltjes en vervolgens in stromen gloeiende ether.

We hebben bevestiging gevonden van deze standpunten in actie. ontwikkelingswet, die de evolutionaire beweging in alle sferen van de wereld om ons heen bepaalt. Door de analyse van de werking van deze wetten kwamen we tot een beschrijving van de vorm en het begrip van de structuur van het heelal, we kenden de evolutie van sterrenstelsels, zagen de mechanismen van vorming van deeltjes en atomen, sterren en planeten. Het werd ons volkomen duidelijk hoe het grote uit het kleine ontstaat, en het kleine uit het grote.

alleen begrip de wet van continuïteit van beweging, door de objectieve noodzaak van het proces van constante beweging in de ruimte voor alle objecten en systemen zonder uitzondering te interpreteren, konden we tot de realisatie komen van de rotatie van de kern van het heelal en sterrenstelsels rond de universele tunnel.

De wetten van de structuur van de wereld waren een soort kaart van onze reis, die ons hielp om langs de route te gaan en de moeilijkste secties en obstakels te overwinnen die we tegenkwamen op weg naar het begrijpen van de wereld. Daarom zullen de wetten van de structuur van de wereld en tijdens deze reis naar de diepten van het universum het belangrijkste kenmerk van onze uitrusting zijn.

De tweede belangrijke voorwaarde voor het succes van penetratie in de diepten van het heelal zal ongetwijfeld zijn: experimentele resultaten wetenschappers die ze meer dan honderd jaar hebben doorgebracht, en de hele voorraad kennis en informatie over verschijnselen microwereld verzameld door de moderne wetenschap. Tijdens de eerste reis raakten we ervan overtuigd dat veel natuurverschijnselen op verschillende manieren kunnen worden geïnterpreteerd en volledig tegenovergestelde conclusies kunnen worden getrokken.

Onjuiste conclusies, ondersteund door omslachtige wiskundige formules, leiden de wetenschap in de regel tot een doodlopende weg en zorgen niet voor de noodzakelijke ontwikkeling. Ze leggen de basis voor verder foutief denken, dat op zijn beurt de theoretische standpunten vormt van de foutieve theorieën die worden ontwikkeld. Het gaat niet om formules. Formules kunnen absoluut correct zijn. Maar de beslissingen van onderzoekers over hoe en langs welk pad ze moeten bewegen, zijn misschien niet helemaal correct.

De situatie is te vergelijken met de wens om via twee wegen van Parijs naar het naar Charles de Gaulle vernoemde vliegveld te komen. De eerste is de kortste, waar je niet meer dan een half uur aan kunt besteden, met alleen een auto, en de tweede is precies het tegenovergestelde, over de hele wereld per auto, schip, speciale uitrusting, boten, hondensleeën door Frankrijk, de Atlantische Oceaan, Zuid-Amerika, Antarctica, de Stille Oceaan, het Noordpoolgebied en uiteindelijk via Noordoost-Frankrijk rechtstreeks naar de luchthaven. Beide wegen zullen ons van één punt naar dezelfde plaats leiden. Maar hoe lang en met welke inspanning? Ja, en het is zeer problematisch om nauwkeurig te zijn en uw bestemming te bereiken tijdens een lange en zware reis. Daarom is niet alleen het bewegingsproces belangrijk, maar ook de keuze van de juiste weg.

In onze reis zullen we, net als in de eerste expeditie, proberen iets anders te kijken naar de conclusies over de microwereld die al zijn gemaakt en geaccepteerd door de hele wetenschappelijke wereld. Allereerst in relatie tot de kennis die is verkregen door het bestuderen van elementaire deeltjes, kernreacties en bestaande interacties. Het is heel goed mogelijk dat als gevolg van onze onderdompeling in de diepten van het heelal, het elektron niet voor ons zal verschijnen als een structuurloos deeltje, maar als een soort complexer object van de microwereld, en de kern van het atoom zal onthullen zijn diverse structuur, zijn ongewone en actieve leven leiden.

Laten we niet vergeten logica mee te nemen. Het stelde ons in staat om onze weg te vinden door de moeilijkste plaatsen van onze vorige reis. Logica was een soort kompas dat de richting aangaf van het juiste pad op een reis door de uitgestrektheid van het universum. Het is duidelijk dat we ook nu niet meer zonder kunnen.

Logica alleen is echter niet voldoende. We kunnen op deze expeditie niet zonder intuïtie. Intuïtie zal ons in staat stellen iets te vinden waar we nog niet eens naar kunnen raden, en waar niemand voor ons naar heeft gezocht. Het is intuïtie die onze geweldige assistent is, naar wiens stem we aandachtig zullen luisteren. Intuïtie zal ons in beweging brengen ondanks regen en kou, sneeuw en vorst, zonder vaste hoop en duidelijke informatie, maar het zal ons in staat stellen ons doel te bereiken ondanks alle regels en instructies die de hele mensheid gewend is geraakt naar van school.

Ten slotte kunnen we nergens heen zonder onze tomeloze fantasie. Verbeelding- dit is het noodzakelijke cognitieve hulpmiddel waarmee we zonder de modernste microscopen kunnen zien wat veel kleiner is dan de kleinste deeltjes die al zijn ontdekt of alleen door onderzoekers zijn aangenomen. Verbeelding zal ons alle processen demonstreren die plaatsvinden in een zwart gat en in een universele tunnel, mechanismen bieden voor het ontstaan ​​van zwaartekrachten tijdens de vorming van deeltjes en atomen, ons door de galerijen van de atoomkern leiden en het mogelijk maken om een spannende vlucht maken op een licht ronddraaiend elektron rond een stevig maar onhandelbaar gezelschap van protonen en neutronen in de atoomkern.

Helaas zullen we op deze reis naar de diepten van het universum niets anders kunnen nemen - er is heel weinig ruimte en we moeten onszelf beperken, zelfs in het meest noodzakelijke. Maar dat houdt ons niet tegen! Het doel is voor ons duidelijk! De diepten van het universum wachten op ons!

Deze wereld is vreemd gerangschikt: sommige liefdes streven ernaar iets monumentaals en gigantisch te creëren om beroemd te worden over de hele wereld en de geschiedenis in te gaan, terwijl anderen - minimalistische kopieën maken van gewone dingen en de wereld er niet minder mee verbazen. Deze recensie bevat de kleinste objecten die er ter wereld bestaan ​​en zijn tegelijkertijd niet minder functioneel dan hun tegenhangers op ware grootte.

1. Pistool SwissMiniGun

SwissMiniGun is niet groter dan een gewone sleutel, maar kan kleine kogels afvuren die met snelheden van meer dan 430 km/u uit de loop schieten. Dit is meer dan genoeg om een ​​persoon van dichtbij te doden.

2. Autoschil 50

Met een gewicht van slechts 69 kg is de Peel 50 het kleinste weglegale voertuig ooit. Deze driewielige "pepelats" konden een snelheid bereiken van 16 km/u.

3. Kalou-school

UNESCO erkende de Iraanse Kalou-school als de kleinste ter wereld. Het heeft slechts 3 studenten en een voormalige soldaat Abdul-Muhammad Sherani, die nu een leraar is.

4. Een waterkoker van 1,4 gram

Het is gemaakt door de keramiekmeester Wu Ruishen. Hoewel deze theepot slechts 1,4 gram weegt en op je vingertop past, kun je er thee in zetten.

5. Sark-gevangenis

De Sark-gevangenis werd in 1856 op de Kanaaleilanden gebouwd. Het bood plaats aan slechts 2 gevangenen, die bovendien in zeer krappe omstandigheden verkeerden.

6. Tumbleweed

Dit huis kreeg de naam "Perakati-field" (Tumbleweed). Het werd gebouwd door Jay Schafer uit San Francisco. Hoewel het huis kleiner is dan de kleerkasten van sommige mensen (slechts 9 vierkante meter), heeft het een werkruimte, een slaapkamer en een ligbad met douche en toilet.

7. Mills End-park

Mills End Park in Portland is het kleinste park ter wereld. De diameter is slechts ... 60 centimeter. Dat gezegd hebbende, het park heeft een vlinderzwembad, een miniatuur reuzenrad en kleine standbeelden.

8. Edward Niño Hernandez

De groei van Edward Niño Hernandez uit Colombia is slechts 68 centimeter. Het Guinness Book of Records erkende hem als de kleinste persoon ter wereld.

9. Politiebureau in een telefooncel

In wezen is het niet meer dan een telefooncel. Maar het was eigenlijk een functionerend politiebureau in Carabella, Florida.

10. Sculpturen van Willard Wigan

De Britse beeldhouwer Willard Wigan, die last had van dyslexie en slechte schoolprestaties, vond troost in het maken van miniatuurkunstwerken. Zijn sculpturen zijn nauwelijks zichtbaar voor het blote oog.

11. De bacterie Mycoplasma Genitalium

12. Varkenscircovirus

Hoewel er nog steeds discussie is over wat als "levend" kan worden beschouwd en wat niet, classificeren de meeste biologen een virus niet als een levend organisme vanwege het feit dat het zich niet kan voortplanten of geen metabolisme heeft. Het virus kan echter veel kleiner zijn dan elk levend organisme, inclusief bacteriën. De kleinste is een enkelstrengs DNA-virus dat varkenscircovirus wordt genoemd. De grootte is slechts 17 nanometer.

13. Amoebe

Het kleinste object dat met het blote oog zichtbaar is, is ongeveer 1 millimeter. Dit betekent dat een persoon onder bepaalde omstandigheden een amoebe, ciliaatschoen en zelfs een menselijk ei kan zien.

14. Quarks, leptonen en antimaterie ...

In de afgelopen eeuw hebben wetenschappers grote vooruitgang geboekt bij het begrijpen van de uitgestrektheid van de ruimte en de microscopische "bouwstenen" waaruit het is gemaakt. Toen het erop aankwam om uit te zoeken wat het kleinste waarneembare deeltje in het universum is, kwamen mensen tegen een aantal problemen aan. Op een gegeven moment dachten ze dat het een atoom was. Toen ontdekten wetenschappers een proton, een neutron en een elektron.

Maar daar bleef het niet bij. Iedereen weet tegenwoordig dat wanneer deze deeltjes tegen elkaar worden geduwd op plaatsen zoals de Large Hadron Collider, ze kunnen worden verbrijzeld in nog kleinere deeltjes, zoals quarks, leptonen en zelfs antimaterie. Het probleem is dat het onmogelijk is om te bepalen wat de kleinste is, omdat de grootte op kwantumniveau onbeduidend wordt, net zoals alle gebruikelijke regels van de natuurkunde niet van toepassing zijn (sommige deeltjes hebben geen massa, terwijl andere zelfs een negatieve massa hebben) .

15. Trillende snaren van subatomaire deeltjes

Gezien wat hierboven werd gezegd over het feit dat het concept van grootte er op kwantumniveau niet toe doet, kun je denken aan snaartheorie. Het is een enigszins controversiële theorie dat alle subatomaire deeltjes bestaan ​​uit trillende snaren die op elkaar inwerken om dingen als massa en energie te creëren. Dus, aangezien deze strings technisch gezien geen fysieke grootte hebben, kan worden gesteld dat ze in zekere zin de "kleinste" objecten in het universum zijn.

Ongelooflijke feiten

Mensen hebben de neiging om aandacht te schenken aan grote objecten die onze aandacht meteen trekken.

Integendeel, kleine dingen kunnen onopgemerkt blijven, hoewel dit ze niet minder belangrijk maakt.

Sommige kunnen we met het blote oog zien, andere alleen met een microscoop, en er zijn er die alleen theoretisch kunnen worden voorgesteld.

Hier is een verzameling van 's werelds kleinste dingen, van klein speelgoed, miniatuurdieren en mensen tot een hypothetisch subatomair deeltje.

Het kleinste pistool ter wereld

De kleinste revolver ter wereld ZwitsersMiniGun schijnbaar niet groter dan een deursleutel. Maar schijn bedriegt en een pistool van slechts 5,5 cm lang en een gewicht van net geen 20 gram kan schieten met een snelheid van 122 meter per seconde. Dit is genoeg om van dichtbij te doden.

De kleinste bodybuilder ter wereld

Guinness World Records Aditya "Romeo" Dev(Aditya “Romeo” Dev) uit India was de kleinste bodybuilder ter wereld. Met een lengte van slechts 84 cm en een gewicht van 9 kg kon hij dumbbells van 1,5 kg tillen en besteedde hij veel tijd aan het verbeteren van zijn lichaam. Helaas stierf hij in september 2012 als gevolg van een gescheurd hersenaneurysma.

De kleinste hagedis ter wereld

Haraguaanse bol ( Sphaerodactylus ariasae) is het kleinste reptiel ter wereld. Hij is slechts 16-18 mm lang en weegt 0,2 gram. Hij woont in het Jaragua National Park in de Dominicaanse Republiek.

De kleinste auto ter wereld

De Peel 50 weegt 59 kg en is de kleinste productieauto ter wereld. In het begin van de jaren zestig werden ongeveer 50 van deze auto's geproduceerd en nu zijn er nog maar een paar modellen over. De auto heeft twee wielen voor en één achter en haalt een snelheid van 16 km per uur.

Het kleinste paard ter wereld

Het kleinste paard ter wereld genaamd Einstein werd geboren in 2010 in Barnstead, New Hampshire, VK. Bij de geboorte woog ze minder dan een pasgeboren baby (2,7 kg). Haar lengte was 35 cm.Einstein heeft geen last van dwerggroei, maar behoort tot het Pinto-paardenras.

Het kleinste land ter wereld

Het Vaticaan is het kleinste land ter wereld. Dit is een kleine staat met een oppervlakte van slechts 0,44 vierkante meter. km en een bevolking van 836 mensen die geen permanente inwoners zijn. Het kleine land wordt omringd door de Sint-Pietersbasiliek - het spirituele centrum van de rooms-katholieken. Het Vaticaan zelf wordt omringd door Rome, Italië.

De kleinste school ter wereld

De Kalou School in Iran is door UNESCO erkend als de kleinste school ter wereld. In het dorp waar de school staat, zijn er slechts 7 gezinnen met vier kinderen: twee jongens en twee meisjes, die naar school gaan.

De kleinste waterkoker ter wereld

De kleinste theepot ter wereld is gemaakt door een gerenommeerde keramiekmeester Wu Ruishen(Wu Ruishen) en weegt slechts 1,4 gram.

De kleinste mobiele telefoon ter wereld

De Modu-telefoon wordt volgens het Guinness Book of Records beschouwd als de kleinste mobiele telefoon ter wereld. Met een dikte van 76 millimeter weegt hij slechts 39 gram. De afmetingen zijn 72 mm x 37 mm x 7,8 mm. Ondanks zijn kleine formaat kun je bellen, sms'en, mp3's afspelen en foto's maken.

De kleinste gevangenis ter wereld

De Sark-gevangenis op de Kanaaleilanden werd gebouwd in 1856 en biedt plaats aan één cel voor twee gevangenen.

De kleinste aap ter wereld

Dwergzijdeaapjes, die in de tropische regenwouden van Zuid-Amerika leven, worden beschouwd als de kleinste aapjes ter wereld. Het gewicht van een volwassen aap is 110-140 gram en de lengte bereikt 15 cm.Hoewel ze vrij scherpe tanden en klauwen hebben, zijn ze relatief gehoorzaam en populair als exotische huisdieren.

De kleinste post ter wereld

De kleinste postdienst WSPS (World's Smallest Postal Service) in San Francisco, VS zet uw brieven om in miniatuur, zodat de ontvanger ze met een vergrootglas moet lezen.

De kleinste kikker ter wereld

Kikkersoorten Paedophryne amauensis met een lengte van 7,7 millimeter leeft hij alleen in Papoea-Nieuw-Guinea en is de kleinste kikker en de kleinste gewervelde ter wereld.

Het kleinste huis ter wereld

'S Werelds kleinste huis van een Amerikaans bedrijf Tumbleweed architect Jay Shafer is kleiner dan het toilet van sommige mensen. Hoewel dit huis slechts 9 m² groot is. meter ziet er klein uit, daarin zit alles wat je nodig hebt: een werkplek, een slaapkamer, een badkamer met douche en toilet.

De kleinste hond ter wereld

Qua lengte wordt de kleinste hond ter wereld volgens het Guinness Book of Records als een hond beschouwd Boe boe- Chihuahua met een hoogte van 10,16 cm en een gewicht van 900 gram. Ze woont in Kentucky, VS.

Bovendien claimt de titel van de kleinste hond ter wereld Macy- een terriër uit Polen met een hoogte van slechts 7 cm en een lengte van 12 cm.

Het kleinste park ter wereld

Mill Ends Park in Portland, Oregon, VS, is het het kleinste park ter wereld met een diameter van slechts 60 cm Op een kleine cirkel op de kruising van wegen is er een vlinderbad, een klein reuzenrad en miniatuurbeelden.

De kleinste vis ter wereld

Vissoorten Paedocypris progenetica uit de karperfamilie, gevonden in veenmoerassen, wordt hij slechts 7,9 millimeter lang.

De kleinste man ter wereld

72-jarige Nepalees Chandra Bahadur Dangi(Chandra Bahadur Dangi) met een hoogte van 54,6 cm werd erkend als de kortste man en man ter wereld.

De kleinste vrouw ter wereld

De kortste vrouw ter wereld is Yoti Amge(Jyoti Amge) uit India. Op haar 18e verjaardag werd een meisje met een lengte van 62,8 cm de kleinste vrouw ter wereld.

Kleinste politiebureau

Deze kleine telefooncel in Carabella, Florida, VS wordt beschouwd als het kleinste werkende politiebureau.

De kleinste baby ter wereld

In 2004 Rumaisa Rahman(Rumaisa Rahman) werd de kleinste pasgeboren baby. Ze werd geboren in de 25e week en woog slechts 244 gram, en haar lengte was 24 cm. Haar tweelingzus Hiba woog bijna twee keer zoveel - 566 gram met een lengte van 30 cm. Hun moeder leed aan ernstige pre-eclampsie, wat kan leiden tot de geboorte van kleinere kinderen.

De kleinste sculpturen ter wereld

Britse beeldhouwer Ullard Wigan(Willard Wigan), die aan dyslexie leed, het niet goed deed op school en troost vond in het maken van miniatuurkunstwerken die onzichtbaar waren voor het blote oog. Zijn sculpturen worden in het oog van een naald geplaatst en bereiken een grootte van 0,05 mm. Zijn recente werk, dat niets anders wordt genoemd dan het 'achtste wereldwonder', is niet groter dan een menselijke bloedcel.

De kleinste teddybeer ter wereld

Teddybeer Mini-pluis gemaakt door een Duitse beeldhouwer Bettina Kaminski(Bettina Kaminski) is de kleinste handgenaaide teddybeer geworden met beweegbare poten van slechts 5 mm.

kleinste bacterie

Kleinste virus

Hoewel wetenschappers nog steeds ruzie maken over wat als "levend" wordt beschouwd en wat niet, classificeren de meeste biologen virussen niet als een levend organisme, omdat ze zich niet kunnen voortplanten en niet in staat zijn buiten de cel om te wisselen. Een virus kan echter kleiner zijn dan elk levend organisme, inclusief een bacterie. Het kleinste enkelstrengs DNA-virus is het varkenscircovirus ( Varkens circovirus). De diameter van de schaal is slechts 17 nanometer.

Kleinste objecten zichtbaar voor het blote oog

Het kleinste object dat met het blote oog zichtbaar is, is 1 millimeter. Dit betekent dat je onder de nodige omstandigheden de gewone amoebe, ciliaatschoen en zelfs een menselijk ei kunt zien.

Het kleinste deeltje in het heelal

In de afgelopen eeuw heeft de wetenschap een enorme stap gezet om de uitgestrektheid van het universum en zijn microscopisch kleine bouwmaterialen te begrijpen. Als het echter gaat om het kleinste waarneembare deeltje in het universum, doen zich enkele problemen voor.

Ooit werd het atoom als het kleinste deeltje beschouwd. Toen ontdekten wetenschappers het proton, het neutron en het elektron. Nu weten we dat door deeltjes tegen elkaar te laten botsen (zoals bijvoorbeeld in de Large Hadron Collider), ze kunnen worden opgebroken in nog meer deeltjes, zoals quarks, leptonen en zelfs antimaterie... Het probleem is alleen om te bepalen wat minder is.

Maar op kwantumniveau wordt grootte irrelevant omdat de wetten van de fysica die we gewend zijn niet van toepassing zijn. Dus sommige deeltjes hebben geen massa, andere hebben een negatieve massa. De oplossing voor deze vraag is hetzelfde als delen door nul, dat wil zeggen onmogelijk.

Het kleinste hypothetische object in het universum

Gezien wat hierboven is gezegd dat het concept van grootte niet van toepassing is op kwantumniveau, kan men zich wenden tot de bekende snaartheorie in de natuurkunde.

Hoewel dit een nogal controversiële theorie is, suggereert het dat subatomaire deeltjes zijn samengesteld uit: trillende snaren die op elkaar inwerken om dingen als massa en energie te creëren. En hoewel zulke snaren geen fysieke parameters hebben, leidt de menselijke neiging om alles te rechtvaardigen ons tot de conclusie dat dit de kleinste objecten in het heelal zijn.