Цепная реакция. Неизвестная история создания атомной бомбы

Цепная ядерная реакция – последовательность единичных ядерных реакций, каждая из которых вызывается частицей, появившейся как продукт реакции на предыдущем шаге последовательности. Примером цепной ядерной реакции является цепная реакция деления ядер тяжелых элементов, при которой основное число актов деления инициируется нейтронами, полученными при делении ядер в предыдущем поколении.

Фермионы (ферми-частицы) – микрочастицы с полуцелым спином, подчиняющиеся статистике Ферми – Дирака.

Флуктуация – случайное отклонение некоторой физической величины от заданного (в экспериментах) или среднего (в природе) значения. Среди флуктуаций встречаются: квантовые – в силу фундаментальных свойств материи, термодинамические – неустойчивости потоков тепла, броуновское движение – молекулярные тепловые перемещения.

Фотон – безмассовая элементарная частица, квант электромагнитного излучения или света, способная существовать только двигаясь со скоростью света. Электрический заряд фотона равен нулю. Фотон может находиться только в двух спиновых состояниях с проекцией спина на направление движения (спиральностью) ±1. Этому свойству в классической электродинамике соответствует круговая правая и левая поляризация электромагнитной волны. Фотону как квантовой частице свойственен корпускулярно-волновой дуализм, он проявляет одновременно свойства частицы и волны. Фотоны являются переносчиками электромагнитного взаимодействия между двумя электрическими зарядами. Фотон – самая распространенная по численности частица во Вселенной. На один нуклон приходится не менее 20 млрд фотонов.

Электромагнитное излучение (электромагнитные волны) – распространяющееся в пространстве возмущение электромагнитного поля в виде взаимосвязанных друг с другом магнитного и электрического полей. В состав электромагнитного излучения входят жесткое, или гамма-излучение, рентгеновское, ультрафиолетовое, видимый свет, инфракрасное излучение и радиоволны. Электромагнитное излучение способно распространяться в пространстве, свободном от вещества, – вакууме и в некоторых конденсированных средах. Оно экранируется проводящими поверхностями, генерируется и принимается на специальные системы проводников – антенны.

Электрон – стабильная элементарная частица с наименьшим отрицательным электрическим зарядом, как фермион подчиняющаяся статистике Ферми – Дирака. Электрон является первой элементарной частицей, открытой в физике (Дж. Дж. Томсон, 1897); соответствующая ему античастица – позитрон – была открыта в 1932 г. Электрон относится к классу лептонов, т. е. частиц, не проявляющих сильного взаимодействия, в то же время он участвует в электромагнитном, слабом и гравитационном взаимодействиях. Электроны могут возникать при распаде отрицательно заряженного мюонов, бета-распаде и других реакциях между элементарными частицами. Электроны входят в состав всех атомов и молекул, определяя их оптические, электрические, магнитные и химические свойства. Удаление электрона из нейтрального атома или молекулы на бесконечность приводит к появлению положительного иона, а присоединение электрона – к возникновению отрицательного иона.

Элементарные частицы – субъядерные микрочастицы. Б'oльшая их часть (а их известно более 350) является составными системами.

Элементарные частицы участвуют в электромагнитном, слабом, сильном и гравитационном взаимодействиях (практически не наблюдается). Все элементарные частицы разделяют на три основные группы. Первую составляют так называемые бозоны – переносчики электрослабого взаимодействия во главе с фотонами – квантами электромагнитного излучения с нулевой массой покоя и световой скоростью распространения электромагнитных волн в вакууме.

Вторая группа элементарных частиц – лептоны, участвующие в электромагнитных и слабых взаимодействиях. Известно шесть лептонов: электрон, электронное нейтрино, мюон, мюонное нейтрино, тяжелый лептон и соответствующее нейтрино. Каждому из лептонов соответствует античастица, имеющая те же значения массы, спина и других характеристик, но отличающаяся знаком электрического заряда.

Третья группа элементарных частиц – адроны, они участвуют в сильном, слабом и электромагнитном взаимодействиях. Адроны представляют собой «тяжелые» частицы с массой, значительно превышающей массу электрона. Это наиболее многочисленная группа элементарных частиц, делящаяся на барионы, мезоны и так называемые резонансы – короткоживущие возбужденные состояния адронов. К барионам относят нуклоны – протоны и нейтроны, а также гипероны. Из нуклонов построены все атомные ядра, а сильное взаимодействие обусловливает связь этих частиц между собой. В сильном взаимодействии протон и нейтрон имеют одинаковые свойства и рассматриваются как два квантовых состояния одной частицы – нуклона. Гипероны – элементарные частицы с массой больше нуклонной. Мезоны имеют массы, промежуточные между массами протона и электрона. Существуют мезоны нейтральные и заряженные (с положительным и отрицательным элементарным электрическим зарядом). Все мезоны по своим статистическим свойствам относятся к бозонам.

Эфир, мировой, светоносный – исторический аналог физического вакуума. Первые модели некой всепроникающей универсальной среды возникли еще в рассуждениях античных метафизиков. В дальнейшем идея эфира получила дальнейшее развитие в трудах энциклопедистов эпохи Возрождения, считавших, что мировое пространство заполнено сверхтонкой субстанцией, невидимой и неосязаемой для человеческих чувств. В физику эфир вошел как среда для распространения электромагнитных волн, описываемого уравнениями Максвелла, который полагал, что электромагнитные волны распространяются в эфире точно так же, как акустические – в газовой среде, а гидродинамические – в водной. Концепция эфира неоднократно подвергалась критике за внутреннюю противоречивость и эклектичность; окончательно она была развенчана как научное заблуждение после создания теории относительности.

Литература

1. Азимов А. Миры внутри миров. История открытия и покорения атомной энергии. – М.: Центрполиграф, 2004.

2. Арсенов О. Никола Тесла. Гений или шарлатан? – М.: Эксмо, 2009.

3. Арсенов О. Никола Тесла: засекреченные изобретения. – М.: Эксмо, 2010.

4. Арсенов О. Никола Тесла. Открытия реальные или мифические. – М.: Эксмо, 2010.

5. Ауст З. Атомная энергия. – М.: Слово, 1994.

6. Ахиезер А. Очерки и воспоминания. – Харьков: Факт, 2003.

7. Барсуков О. Основы физики атомного ядра. Ядерные технологии. – М.: Физматлит, 2011.

8. Бегич Н., Мэннинг Д. Никола Тесла и его дьявольское оружие. Главная военная тайна США. – М.: Яуза, 2009.

9. Болотовский Б. Оливер Хевисайд. – М.: Наука, 1985.

10. Борн М. Моя жизнь и взгляды. – М.: УРСС, 2004.

11. Бэгготт Д. Тайная история атомной бомбы. – М.: Эксмо, 2011.

12. Вишневский В. Запах атомной бомбы. – Харьков: Курсор, 2009.

13. Гаудсмит С. Миссия «Алсос». – М.: Атомиздат, 1963.

14. Гернек Ф. Пионеры атомного века. Великие исследователи от Максвелла до Гейзенберга. – М.: Прогресс, 1974.

15. Горелик Г. Советская жизнь Льва Ландау глазами очевидцев. – М.: Вагриус, 2009.

16. Горобец Б. Трое из атомного проекта: Секретные физики Лейпунские. – М.: ЛКИ, 2008.

17. Горобец Б. Круг Ландау. Физика войны и мира. – М.: Либроком, 2009.

18. Гровс Л. Теперь об этом можно рассказать. – М.: Атомиздат, 1964.

19. Губарев В. Белый архипелаг. – М.: Алгоритм, 2004.

20. Губарев В. Атомная бомба. – М.: Алгоритм, 2009.

21. Дельгадо Дж. Атомная бомба. Манхэттенский проект. Начало нового отсчета истории человечества. – М.: Эксмо, 2011.

22. Иойрыш А., Морохов И., Иванов С. А-бомба. – М.: Наука, 1980.

23. Иойрыш А. О чем звонит колокол. – М.: ИПЛ, 1991.

24. Ирвинг Д. Атомная бомба Адольфа Гитлера. – М.: Яуза, 2004.

25. Ирвинг Д. Ядерное оружие Третьего рейха: Немецкие физики на службе гитлеровской Германии. – М.: Центрполиграф, 2005.