Принцип эксперимента. 12 главных открытий физики элементарных частиц - Сьюзи Шихи

132

Каждая ступень состояла из диодов (которые пропускали ток только в одном направлении, своего рода улица с односторонним движением для электричества) и конденсаторов (которые накапливают электрический заряд, как парковка для электромобилей). Позже, когда Кокрофт попытался запатентовать свое изобретение, он обнаружил, что оно уже было запатентовано Генрихом Грейнахером.

133

Дж. Д. Кокрофт и Э. Т. С. Уолтон. Disintegration of lithium by swift protons. Nature, V. 129, 1932, p. 649. https://doi.org/10.1038/129649a0.

134

Б. Кэткарт. The Fly in the Cathedral…

135

Кокрофт и Уолтон снизили напряжение до этих значений и обнаружили, что эксперимент все еще работает.

136

Институт Кокрофта – один из двух институтов ускорительной физики в Великобритании, названный в честь Джона Кокрофта, который был родом из Тодмордена, что примерно в часе езды от Института Кокрофта в Дэрсбери, графство Чешир. Второй институт – базирующийся в Оксфорде Институт ускорительной физики имени Джона Адамса, учреждение, в котором я училась и работаю, когда пишу эту книгу. Назван в честь бывшего директора по исследованиям ЦЕРН, а не бывшего президента США.

137

Исследовательский источник нейтронов и мюонов ISIS.

138

Дж. Томасон. The ISIS spallation neutron and muon source. Nuclear Instruments and Methods in Physics Research A, V. 917, 2019, pp. 61–67. https://doi.org/10.1016/j.nima.2018.11.129.

139

Гарри Э. Гоув. From Hiroshima to the Iceman: The Development and Applications of Accelerator Mass Spectroscopy. Institute of Physics Publishing, Бристоль, 1999.

140

Ранее в Соединенных Штатах проводились работы с использованием циклотронов. См. Ричард Мюллер. Radioisotope Dating with a Cyclotron. Science, V. 196, 1977, стр. 489–494, хотя в этой статье не было продемонстрировано углеродное датирование с помощью УМС. Команда Гоува первой провела подобный эксперимент, использовав при этом тандемный ускоритель, который и сегодня считается предпочтительной технологией.

141

Не ясно, тестировали ли Гоув и Беннетт скрипку, но, вероятно, они пришли бы к неоднозначной дате, даже если бы она была реальной. Период, когда Страдивари изготавливал свои скрипки, соответствует тридцатилетнему периоду низкой солнечной активности, называемому минимумом Маундера. Из-за более низкого уровня солнечного ультрафиолетового излучения в этот период в атмосфере Земли накопилось больше озона, и в результате космические лучи создали избыток радиоактивного углерода-14 в атмосфере. Любая древесина Маундеровского минимума содержит излишки углерода-14, что может привести к неверному датированию на куда более поздний период, в данном случае на 1950-е годы. Разрешить эту двусмысленность без более традиционного исторического исследования невозможно. Периоды, подобные этому, известны и учитываются современными методами радиоуглеродного датирования.

142

Доступно по адресу https://inis.iaea.org/search/search.aspx?orig_ q=RN:47061416.

143

Версию периодической таблицы Менделеева того времени можно найти по адресу https://www.meta-synthesis.com/webbook/35_ pt/pt_database.php?PT_id=1017.

144

Герберт Чайлдс. An American Genius: The Life of Ernest Orlando Lawrence, Father of the Cyclotron. E. P. Dutton, Бостон, 1968.

145

Внутрь такого проводника, как металлическая трубка, внешнее напряжение не проникает.

146

Г. Чайлдс. An American Genius…

147

Там же.

148

М.С. Ливингстон и Э.М. Макмиллан. History of the Cyclotron. Physics Today, V. 12 (10), 1959. https://doi.org/10.1063/1.3060517.

149

Л. Альварес. Ernest Orlando Lawrence: A Biographical Memoir. National Academy of Sciences, Вашингтон, округ Колумбия, 1970.

150

Г. Чайлдс, An American Genius…

151

Э.О. Лоуренс. Radioactive sodium produced by deuton bombardment. Physical Review, V. 46, 1934, p. 746. https://journals.aps. org/pr/abstract/10.1103/PhysRev.46.746.

152

С тех пор взгляд на проведение экспериментов с животными тоже претерпел серьезные изменения.

153

Использование кобальта-60 в медицине недавно было классифицировано как угроза ядерного распространения, которое создает опасность нежелательного воздействия радиации в случае неправильной утилизации источников излучения. Ожидается, что в будущем его использование сократится, поскольку в настоящее время предпочтительнее использование ускорителей, как мы обсудим в главе 10.

154

Существование технеция в спектре звезд предоставило доказательства того, что тяжелые элементы образуются в звездах в ходе процесса, известного как звездный нуклеосинтез, но об этом стало известно только в конце 1950-х годов.

155

Д. Хоффман, А. Гиорсо и Г. Т. Сиборг. Глава 1.2: Первые дни в радиационной лаборатории Беркли. Из книги The Transuranium People: The Inside Story. Калифорнийский университет в Беркли и Национальная лаборатория имени Лоуренса в Беркли, 2000.

156

Доступно по адресу https://www.nytimes.com/1998/06/09/ nyregion/commemorating-a-discovery-in-radio-astronomy.html.

157

Сегодня Джоселин Белл Бернелл – известный профессор и сторонница разнообразия в науке. В 2018 году она пожертвовала свой выигрыш в размере 3 млн долл. от премии Breakthrough Prize на финансирование стипендий для увеличения разнообразия в области физики.

158

Физический факультет Университета Иллинойса объявил конкурс на лучшее название, и среди заявок было немецкое название длиной в 84 символа, которое, к счастью, не выбрали: Ausserordentl ichehochgeschwindigkeitselektronenentwickelndesschwerarbeitsbeigolli tron, что переводится как «Трудолюбивая, черт возьми, машина для генерации электронов с необычайно высокой скоростью».

159

Рольф Видероэ предлагал аналогичную концепцию.

160

Эксперты действительно называют вакуумный сосуд «пончиком».

161

Даже сегодня мы все еще называем характерные колебания частиц в ускорителях бетатронными колебаниями.

162

Физики-теоретики вычислили это еще в 1897 году, и это явление использовалось в ранних попытках описать то, как электроны должны были терять энергию и по спирали падать на ядро в модели атома, предложенной Резерфордом. Однако большинство физиков перестали обращать на это внимание после того, как Бор объяснил стабильность атома с помощью квантовой механики, что устранило недопонимание строения атома. В