Нуклоны и атомные ядра
193
вые была осуществлена ядерная реакция расщепления ядра лития протонами.
Период 1931-1944 гг. время зарождения и расцвета резонансного методов ускорения, при котором ускоряемые частицы многократно проходят ускоряющий промежуток, набирая большую мощность даже при умеренном ускорении. Основанные на этом методе циклические ускорители - циклотроны вскоре обогнали в своем развитии электростатические ускорители. На них была достигнута энергия протонов порядка 10-20 МэВ.
Разработка ускорителей современного типа началась в 1944 г., когда был открыт в СССР и независимо в США метод автофа- зировки, действующий в резонансных ускорителях и позволяющий существенно повысить энергию ускоренных частиц. На этой основе были предложены синхротрон, фазотрон, синхрофазотрон и микротрон. В это же время развитие радиотехники сделало возможным создание эффективных линейных ускорителей электронной и тяжелых частиц.
В начале 50-х годов был предложен принцип знакопеременной фокусировки частиц, существенно повысивший технический предел достижимых энергий в циклических и линейных ускорителях., и в последующие десятилетия реализовывались именно эти идеи.
В 1957 г. в СССР в Дубне был запущен самый крупный для того времени синхрофазотрон, в 1966 г., на 22 ГэВ был запущен в 1966 г. в Станфорде (США), а в 1967 г. в СССР в г. Протвино под Серпуховым был запущен крупнейший для того времени синхрофазотрон на 76 ГэВ, длина туннеля которого составляет 22 км, в котором находятся 6 тыс. магнитов, охлаждаемых жидким гелием.
В настоящее время создан ряд синхрофазотронов нового поколения на встречных пучках, в которых предполагается получать частицы с энергией в сотни ГэВ. Самый крупный из них - Большой адронный коллайдер (БАК) с длиной туннеля в 26,65 км построен в Европейском центре ядерных исследований в ЦЕРНе
194
Глава 1.
(Швейцария, на границе с Францией), подобный строится в США, заявлено строительство линейного ускорителя с длиной в 45 км в Дубне в направлении на северо-восток. В этих ускорителях (адронных коллайдерах) предполагается разгонять и соуда- рять друг с другом пучки самых разнообразных адронов (микрочастиц) от электронов и протонов до ядер атомов свинца. Цель этих крупнейших ускорителей частиц - создание «бозона Хиггса» и получение «черных дыр» на поверхности Земли, что должно, по мысли авторов, еще раз подтвердить справедливость современных теорий физики, в том числе теорию относительности Эйнштейна и квантовую механику.
Предполагается, что «Черные дыры» создаваемые этими коллайдерами с частотой одна «дыра» в секунду будут рассасываться каждая в течение 10 секунд, поэтому они, вероятнее всего, как полагают авторы, не успеют захватить, окружающее вещество. Этим они будут отличаться от крупномасштабных космических «Черных дыр», которые поглотили вещество, содержащееся в окружающем их пространстве, и будут рассасываться в течение периода времени порядка 10 млрд. лет.
Ускорители существенно увеличили темпы получения все новых «элементарных частиц». Были получены тяжелые античастицы - антипротон (1955), антинейтрон (1956), антисигма- гипероны (1960). В 1964 г. был открыт самый тяжелый гиперон с массой около двух масс протона. В 60-х годах на ускорителях было открыто большое число крайне неустойчивых частиц, получивших название «резонансов», массы большинства из них превышают массу протона. В 70-х годах число вновь открытых частиц с самыми неожиданными свойствами резко увеличилось. Для описания этих новых свойств оказалось необходимым ввести ряд новых понятий, таких как «странность», «очарование» и т.п. При этом никто не обращал и сейчас не обращает внимания на то, что все элементы, упомянутые в Периодической таблице элементов Менделеева, состоят только из протонов и нейтронов и никаких иных частиц не содержат.
