Cтраница 4
Поэтому влияние космического излучения на мертвую природу Земли, по-видимому, невелико. В развитии жизни оно, возможно, существенно, так как ионизующие излучения увеличивают частоту мутаций и, следовательно, скорость эволюции. Исследование космических лучей имеет большое значение для познания элементарных частиц и вселенной. [46]
Возможность исследовать первичные космическое излучение за пределами земной атмосферы и создало новые методы изучения галактического и межгалактического пространства. Таким образом, исследования космических лучей, перейдя из области геофизики в область ядерной физики и физики элементарных частиц, сейчас теснейшим образом объединяют изучение строения микромира с проблемами астрофизики. [47]
Камера Вильсона представляет собой герметически замкнутый объем У. Стенки камеры могут быть изготовлены из стекла или металла, а сама камера может иметь форму цилиндра или параллелепипеда с линейными размерами от 10 см до 1 м и более. В современных камерах, предназначенных для исследований космических лучей, рабочий объем измеряется сотнями и тысячами литров. [48]
Существование первых четырех фундаментальных частиц: электрона, протона и нейтрона, из которых построены атомы, и частицы света фотона - было установлено в классических экспериментах по атомной и ядерной физике. Дальнейшее ее развитие в течение приблизительно двух десятилетий неразрывно связано с исследованием космических лучей, позволившим сделать ряд открытий принципиального значения. Новый период в физике частиц начался с 50 - х годов, когда экспериментальные исследования стали проводиться преимущественно с использованием ускорителей высокой энергии. [49]
До начала 30 - х годов были известны только два рода элементарных частиц: электроны и протоны. За последние десятилетия наши знания об элементарных частицах обогатились открытием нейтронов, позитронов, антипротонов, антинейтронов, мезонов, гиперонов, а также обнаружением процессов взаимопревращений ряда частиц друг в друга и взаимопревращения жестких у-фотонов и электронно-позитронных пар. Все эти открытия были сделаны при изучении соударений частиц и при исследовании космических лучей. Методы и результаты этих исследований изложены в последующих главах; здесь мы коснемся их только в той мере, в какой это необходимо для пояснения фактов, доказавших существование нейтронов и позитронов. [50]
С гипотезой существования нейтрино ученые смирились задолго до того, как эта частица была действительно обнаружена. От момента выдвижения гипотезы о существовании нейтрино до его обнаружения прошло даже больше времени, чем в случае фотона. Предсказание о существовании мезона было скоро подкреплено экспериментальными данными, полученными в результате исследований космических лучей; так во всяком случае казалось. Лишь через десять с лишним лет стало ясно, что большинство полученных результатов относилось к мюопам, а не к пионам. [51]
Эта теория Дирака казалась настолько парадоксальной, что никому не пришла мысль проверить ее экспериментально. Совершенно независимо от этой теории в 1932 г. позитрон был неожиданно открыт американцем Андерсоном при исследовании космических лучей. Вскоре после этого открытия было установлено, что с помощью f - лучей можно легко получать позитроны в лабораторных условиях. В настоящее время получение позитронов не представляет трудности. Замечательно, что не только самое существование позитрона, но и различные его свойства: вероятность нейтрализации позитрона при соударении его с электроном, вероятность возникновения пары за счет энергии света - все эти явления и факты, как оказалось, находятся в полном соответствии с теорией Дирака. Несомненно, что в истории физики едва ли можно указать другой столь блестящий пример полностью подтвердившегося на опыте научного предсказания, как триумф теории Дирака. [52]
Фотографический метод удобен не только из-за того, что можно использовать толстые слои вещества, но и потому, что в фотопластинке, в отличие от камеры Вильсона, следы заряженных частиц не исчезают вскоре после пролета частицы. При изучении редко случающихся событий пластинки могут экспонироваться длительное время; это особенно полезно в исследованиях космических лучей. [53]
Найденное соотношение между т и т показывает, что процессы в системе отсчета, относительно которой перемещается изменяющийся механизм, протекают медленнее, чем в той, относительно которой этот механизм покоится. В частности, такой механизм можно использовать в качестве часов, и, следовательно, наш вывод гласит, что ход часов замедляется в системе отсчета, OTI осительно которой часы движутся. И этот вывод теории относительности находит непосредственное опытное подтверждение. Исследования космических лучей установили наличие в их составе так называемых ц-мезонов - элементарных частиц с массой, примерно в 200 раз превышающей массу электрона. Частицы эти нестабильны, они самопроизвольно распадаются подобно атомам радиоактивных веществ. [54]