Первооткрыватель антивещества

Что такое антивещество? Представляется странноватым, что природа без всяких видимых обстоятельств удвоила число простых частиц во вселенной. Обычно, природа очень экономична — но в отношении пары вещество-антивещество она, похоже, повела себя в высшей степени расточительно. Не считая того, появляется очередной вопрос: если существует антивещество, может быть, есть и антивселенные?

Чтоб выискать Первооткрыватель антивещества ответы на эти вопросы, нам придется разобраться в истории самого антивещества. Открытие его относится еще к 1928 г., к новаторским работам Поля Дирака, 1-го из самых сверкающих физиков двадцатого столетия. Он занимал лукасовскую кафедру в Кембриджском институте — ту, которую в свое время занимал Ньютон и которую в текущее Первооткрыватель антивещества время занимает Стивен Хокинг. Дирак родился в 1902 г.; он был юным человеком, высочайшим и жилистым, когда в 1925 г. разразилась квантовая революция. В этот момент Дирак изучал электротехнику, но волна энтузиазма, разбуженного новейшей теорией, захватила его и навечно изменила его жизнь.

Квантовая теория базируется на представлении о том, что частичку вроде электрона Первооткрыватель антивещества можно обрисовать не только лишь как точечный объект, да и как некоторую волну, отвечающую известному волновому уравнению Шрё'дингера. (Волновая функция представляет возможность нахождения частички в определенной точке.)

Но Дирак стремительно сообразил, что уравнение Шрёдингера имеет суровый недочет. Оно обрисовывает только медлительно передвигающиеся электроны. На более больших скоростях уравнение Первооткрыватель антивещества перестает действовать, потому что не подчиняется законам относительности Альберта Эйнштейна — а ведь конкретно эти законы обрисовывают поведение объектов на больших, околосветовых скоростях.

Молодому Дираку сходу захотелось так переформулировать уравнение Шрёдингера, чтоб попробовать включить в него и законы теории относительности. В 1928 г. юный ученый предложил собственный вариант уравнения Первооткрыватель антивещества Шрёдингера — довольно конструктивную его модификацию, которая полностью соответствовала теории относительности Эйнштейна. Ученый мир был потрясен. Дирак нашел свое известное релятивистское уравнение для электрона методом чисто математических манипуляций с высшими математическими объектами, известными как спиноры. В один момент математическая диковина оказалась центральной фигурой во всей Вселенной. [До Дирака многие физики были убеждены Первооткрыватель антивещества, что величавые открытия в физике должны стоять на крепкой базе экспериментальных данных, но Дирак избрал обратную стратегию. Для него незапятнанная математика — если, естественно, она была довольно красива — служила путеводной звездой на пути к величавым открытиям. Он писал: «Красота уравнений важнее, чем их соответствие экспериментальным данным... представляется, что если Первооткрыватель антивещества стремишься получить в уравнениях красоту и обладаешь здоровой интуицией, то ты на верном пути».)

Работая над новым уравнением для электрона, Дирак нашел, что прославленное уравнение Эйнштейна, Е = mc2, не совершенно правильно. Это уравнение правильно только частично, невзирая на то что его можно узреть всюду: на рекламах Мэдисон-авеню и на Первооткрыватель антивещества детских футболках, в мультиках и на костюмчиках супергероев. Верное уравнение смотрится так: Е = ±mc2. (Минус появляется поэтому, что в процессе вывода нам приходится брать квадратный корень из определенной величины. А операция взятия квадратного корня всегда привносит в выражение неопределенность в знаке.)

Но физики не выносят отрицательной энергии Первооткрыватель антивещества. В физике существует теорема, согласно которой объекты всегда стремятся к состоянию с малой энергией (вот поэтому вода всегда стремится к наименьшему уровню, уровню моря). А если материя всегда стремится к состоянию с малой энергией, то перспектива возникновения отрицательной энергии чревата воистину трагическими последствиями. Присутствие во Вселенной отрицательных энергий означало бы Первооткрыватель антивещества, что все электроны с течением времени провалятся к нескончаемым отрицательным энергиям — а это, в свою очередь, означало бы, что теория Дирака нестабильна. Пытаясь избежать этого, Дирак изобрел концепцию «моря Дирака». Он представил, что все состояния с отрицательными энергиями уже заняты, потому электрон никак не может туда провалиться. Как Первооткрыватель антивещества следует, Вселенная размеренна. Не считая того, время от времени гамма-квант, столкнувшись случаем с электроном, пребывающим в состоянии с отрицательной энергией, выталкивает его «наверх», в состояние с положительной энергией. Тогда мы лицезреем, как гамма-квант преобразуется в электрон, а в море Дирака появляется дырка. Эта дырка должна вести себя как пузырек Первооткрыватель антивещества в вакууме: владеть положительным зарядом и массой, равной массе начального электрона. Другими словами, дырка должна вести себя как антиэлектрон. По другому говоря, в этой картине мира антивещество состоит из «пузырьков» в море Дирака.

Всего через пару лет после чего поразительного пророчества Карл Андерсон вправду нашел антиэлектрон, и в 1933 г. Дирак Первооткрыватель антивещества получил за свое пророчество Нобелевскую премию.

Другими словами, антивещество существует поэтому, что уравнение Дирака имеет два варианта решений — одно для вещества, другое для антивещества. (А это, в свою очередь, есть следствие специальной теории относительности.)

Уравнение Дирака предвещает не только лишь существование антивещества; оно предвещает также существование у электрона Первооткрыватель антивещества «спина». Простые частички могут крутиться подобно волчку. Спин электрона, например, очень важен для осознания поведения электронов в транзисторах и полупроводниках, которые составляют базу современной электроники.

Стивен Хокинг сожалеет, что Дирак не запатентовал свое уравнение. Он пишет: «Дирак сделал бы состояние, если б запатентовал уравнение Дирака. Он получал Первооткрыватель антивещества бы авторский процент с каждого телека, проигрывателя, видеоигры либо компьютера».

Сейчас известное уравнение Дирака выбито на камне Вестминстерского аббатства, неподалеку от могилы Исаака Ньютона. Это, пожалуй, единственное уравнение в мире, удостоенное таковой исключительной чести.

Дирак и Ньютон

Пытаясь осознать, как конкретно Дирак пришел к собственному революционному уравнению и концепции антивещества, историки Первооткрыватель антивещества науки нередко ассоциируют его с Ньютоном. Любопытно, что у Ньютона и Дирака вправду имеется много схожих черт. Оба они работали в Кембриджском институте и свое главное открытие сделали в 20 лет с маленьким; оба отлично обладали арифметикой. Не считая того, у их была еще одна общая черта: полное, доходящее Первооткрыватель антивещества до патологии, отсутствие соц способностей. Оба славились собственной неспособностью поддерживать светскую беседу и вообщем вести себя в обществе. Дирак был болезненно стеснителен; он никогда ничего не гласил, пока его прямо не спрашивали, ну и на вопросы отвечал только «да», «нет» либо «не знаю».

Не достаточно того, Дирак был очень скромен и Первооткрыватель антивещества не мог терпеть всяческую публичность. Когда ему дали Нобелевскую премию по физике, он серьезно задумывался, не отрешиться ли — только из-за неминуемой известности и связанного с этим беспокойства. Но, когда ему указали, что отказ от Нобелевской премии принесет ему еще огромную известность, он решил принять заслугу.

Об эксцентричности Ньютона Первооткрыватель антивещества написано много трудов; догадки выдвигались самые различные: от отравления парами ртути до духовной заболевания. Но не так давно кембриджский психолог Саймон Бэрон-Коэн выдвинул новейшую теорию, которая могла бы разъяснить странности сразу и Дирака, и Ньютона.

Бэрон-Коэн утверждает, что оба они, возможно, мучались от синдрома Аспергера Первооткрыватель антивещества, похожего с аутизмом — этой заболеванием мучился превосходный безумец в кинофильме «Человек дождя». Люди, страдающие синдромом Аспергера, очень замкнуты, не могут держать себя в обществе и время от времени владеют выдающимися математическими возможностями; в отличие от нездоровых аутизмом, все они же способны жить и работать посреди людей. Если эта теория Первооткрыватель антивещества верна, то волшебные вычислительные возможности Ньютона и Дирака, может быть, недешево им достались, ведь они крепко отгородили обоих от остального населения земли.


pervorodnij-greh-vliyanie-boga-na-razvitie-civilizacii.html
pervovoshozhdenie-na-maluyu-ganzu.html
perya-za-zemlyanih-chervej.html