Штурм абсолютного нуля

Штурм абсолютного нуля

Авторы:

Жанры: Научпоп, Физика, Образовательная литература

Циклы: не входит в цикл

Формат: Полный

Всего в книге 53 страницы. Год издания книги - 1989.

Книга о том, как физики, проникнув в область температур вблизи абсолютного нуля, открыли замечательное свойство вещества — сверхпроводимость. В ней рассказывается о выдающемся достижении современной физики — высокотемпературной сверхпроводимости, о применении сверхпроводников в технике и промышленности, об ученых — творцах этой области науки.

Читать онлайн Штурм абсолютного нуля


ШТУРМ АБСОЛЮТНОГО НУЛЯ

О сколько нам открытий чудных

Готовят просвещенья дух

И опыт, сын ошибок трудных,

И гений, парадоксов друг…

А. С. Пушкин

Ранняя весна 1987 года несомненно войдет в грядущую летопись мировой науки как одна из наиболее ярких дат.

Представление о накале событий тех дней дает репортаж, опубликованный в одной из нью — йоркских газет в марте месяце того года:

«…Физики трех континентов предприняли атаку на один из нью — йоркских отелей, чтобы стать участниками созванной на скорую руку конференции…

Двери конференц — зала открыли в среду ранним вечером перед ревущей, блистающей всеми красками толпой, внезапно потерявшей свое профессорское достоинство. В течение трех минут она заполнила все 1200 мест для сидения, после чего еще около 1000 физиков набились в проходы между рядами и заняли места у простенков зала. Сотни других сражались у дверей за право войти.

Заседание продолжалось до трех часов ночи. Доклады транслировались по телемониторам, расположенным по гостиничным коридорам, около которых сгруппировались не попавшие на заседание ученые… Даже после официального закрытия обсуждение продолжалось до шести часов утра…

Это феномен, ничего подобного в истории физики еще не было, — сказал Теодор Гебалл из Стенфордского университета…»

В те мартовские дни ученые осаждали и конфе — ренц — зал Института физических проблем имени С. И. Вавилова Академии наук СССР.

На научных форумах и в Москве и в Нью — Йорке обсуждалось одно и то же событие — открытие высокотемпературной сверхпроводимости.

Трудно назвать другое открытие в мировой науке со столь сложной, причудливой и вместе с тем увлекательной судьбой.

История первооткрытия сверхпроводимости тесно связана с развитием физики низких температур.

Известно, что на верхний предел температур природа никаких ограничений не наложила. На Земле, в зоне термоядерных реакций, достигнуты температуры в сотни миллионов градусов, а в недрах звезд температуры составляют миллиарды и триллионы градусов.

Однако нижний предел температур строго ограничен законами физики. Это абсолютный нуль по шкале Кельвина или минус 273 градуса по Цельсию. Перейти этот рубеж не дано ни на Земле, ни в космосе, но и приблизиться к нему было совсем не легко.

Чтобы проникнуть в манящую своей загадочностью и недоступностью область температур вблизи абсолютного нуля, открыть удивительное физическое явление — сверхпроводимость, ученым пришлось преодолеть многочисленные препятствия.

Рассказом об этом своеобразном штурме абсолютного нуля и начинается эта книга.

1. Почему «обидели» температуру? Ошибка Фаренгейта. Порядок и беспорядок. Когда путь вниз труднее подъема. Ледяной кипяток. Существуют ли на Земле «холодные жидкости»?

Длину мы измеряем в метрах, массу — в граммах, время в секундах, а температуру в градусах.

Расстояние между городами исчисляется в десятках и сотнях километров, высота здания в метрах, а межатомные расстояния в стомиллионных долях сантиметра. Но во всех случаях эти величины положительные.

Выпуск продукции промышленных предприятий планируется в тоннах, в повседневной жизни мы имеем дело с килограммами и граммами. А для того чтобы выразить в граммах массу мельчайшей материальной частицы электрона, мы после запятой, перед первой значащей цифрой, должны написать 26 нулей. И все же это величина положительная.

И если вы прочтете в задачнике, что «расстояние между пунктом А и пунктом Б равно минус 5 метров», то сразу догадаетесь, что знак «минус» здесь опечатка.

Такой же бессмысленностью в обыденной жизни представляются «отрицательный вес» и «отрицательное время». Но если вы скажете, к примеру, что температура воздуха равна минус 10 градусов, то этим вы никого не удивите.

В чем же здесь дело?

Если мы говорим, например, положительный человек, то это самый большой комплимент. Наоборот, отрицательные явления надо изживать.

Почему же так «обидели» температуру? Мы ей приписываем как положительные, так и отрицательные значения, в то время как другим физическим величинам только положительные.

Справедливо ли это?

Когда мы измеряем длину с помощью линейки или рулетки, взвешиваем предмет или запускаем стрелку секундомера, то при отсчете на шкале прибора или приспособления мы исходим из отметки «нуль», соответствующей наименьшему возможному значению величины. Поэтому во всех трех случаях значения измеряемых величин не могут быть меньше нуля.

Когда же впервые разрабатывались температурные шкалы, никто даже приблизительно не знал, какая может быть наименьшая температура, то есть с какой точки нужно начинать отсчет.

В 1714 году немецкий физик — самоучка Габриель Фаренгейт за «нуль», то есть за низшую точку температурной шкалы, принял температуру смеси снега и нашатыря. За вторую опорную точку Фаренгейт принял, как он утверждал, нормальную температуру человеческого тела. Интервал между этими двумя точками он разбил на 100 равных делений. Каждое такое деление получило название «градус Фаренгейта», обозначаемый так: °Р (по первой букве фамилии ученого Fahrenheit).

По шкале Фаренгейта точка таяния льда +32>0F, а точка кипения воды —212°F. Эта шкала до сих пор употребляется в Англии и США.


С этой книгой читают
Популярно о микробиологии

В занимательной и доступной форме автор вводит читателя в удивительный мир микробиологии. Вы узнаете об истории открытия микроорганизмов и их жизнедеятельности. О том, что известно современной науке о морфологии, методах обнаружения, культивирования и хранения микробов, об их роли в поддержании жизни на нашей планете. О перспективах разработок новых технологий, применение которых может сыграть важную роль в решении многих глобальных проблем, стоящих перед человечеством.Книга предназначена широкому кругу читателей, всем, кто интересуется вопросами современной микробиологии и биотехнологии.


Знание-сила, 2000 № 07 (877)

Ежемесячный научно-популярный и научно-художественный журнал.


Жители планет

«Что такое на тех отдаленных светилах? Имеются ли достаточные основания предполагать, что и другие миры населены подобно нашему, и если жизнь есть на тех небесных землях, как на нашей подлунной, то похожа ли она на нашу жизнь? Одним словом, обитаемы ли другие миры, и, если обитаемы, жители их похожи ли на нас?».


Открытия и гипотезы, 2005 №11

Научно-популярный журнал «Открытия и гипотезы» представляет свежий взгляд на самые главные загадки вселенной и человечества, его проблемы и открытия. Никогда еще наука не была такой интересной. Представлены теоретические и практические материалы.


Легенда о Вавилоне

Петр Ильинский, уроженец С.-Петербурга, выпускник МГУ, много лет работал в Гарвардском университете, в настоящее время живет в Бостоне. Автор многочисленных научных статей, патентов, трех книг и нескольких десятков эссе на культурные, политические и исторические темы в печатной и интернет-прессе США, Европы и России. «Легенда о Вавилоне» — книга не только о более чем двухтысячелетней истории Вавилона и породившей его месопотамской цивилизации, но главным образом об отражении этой истории в библейских текстах и культурных образах, присущих как прошлому, так и настоящему.


Ньютон. Закон всемирного тяготения. Самая притягательная сила природы

Исаак Ньютон возглавил научную революцию, которая в XVII веке охватила западный мир. Ее высшей точкой стала публикация в 1687 году «Математических начал натуральной философии». В этом труде Ньютон показал нам мир, управляемый тремя законами, которые отвечают за движение, и повсеместно действующей силой притяжения. Чтобы составить полное представление об этом уникальном ученом, к перечисленным фундаментальным открытиям необходимо добавить изобретение дифференциального и интегрального исчислений, а также формулировку основных законов оптики.


Бездомные

Роман «Бездомные» в свое время принес писателю большую известность и был высоко оценен критикой. В нем впервые Жеромский исследует жизнь промышленных рабочих (предварительно писатель побывал на шахтах в Домбровском бассейне и металлургических заводах). Бунтарский пафос, глубоко реалистические мотивировки соседствуют в романе с изображением страдания как извечного закона бытия и таинственного предначертания.Герой его врач Томаш Юдым считает, что ассоциация врачей должна потребовать от государства и промышленников коренной реформы в системе охраны труда и народного здравоохранения.


Тайна семейного архива

Кристель Хелькопф красива, у нее есть жених и интересная работа. Но случайно она узнает, что в годы Второй мировой войны в ее семье жила русская девочка-гувернантка, купленная за шестьдесят марок. Это становится потрясением для молодой и успешной женщины. Она изучает семейные архивы, и они открывают свои страшные тайны. Бросив все, Кристель отправляется в Россию, чтобы отыскать затерявшиеся следы русской девочки. В Петербурге она встречает любовь. Но смогут ли понять друг друга уверенная в себе немка и тридцатилетний русский мужчина?


Экзотический новогодний стол
Жанр: Кулинария

Пожалуй, сегодня не найти человека, который хотя бы раз в жизни не пробовал бы суши. И не смотря на то, что мода на азиатскую кухню пришла в нашу жизнь не так давно, многие блюда уже стали любимыми. Кроме того, сегодня можно купить все ингредиенты для их приготовления дома. В этой книге собраны рецепты, по которым вы сможете приготовить изумительные экзотические блюда для модного и неординарного праздника.В формате pdf A4 сохранен издательский дизайн.


Океан. Выпуск тринадцатый

Литературно-художественный сборник знакомит читателей с жизнью и работой моряков, с морскими тайнами, которые удалось раскрыть ученым.