การค้นพบทางกายภาพของศตวรรษที่ 21 การค้นพบทางวิทยาศาสตร์ที่สำคัญที่สุดแห่งศตวรรษที่ 21

งบประมาณทั่วไปของเทศบาล สถาบันการศึกษา

โรงเรียนมัธยมสุคอฟ

อารยธรรมและฟิสิกส์

XXI ศตวรรษ

ปุชโควา สเวตลานา อเล็กซานดรอฟนา

โรงเรียนมัธยมศึกษา MBOU Sukhovskaya

2013

วัตถุประสงค์ของงาน:

สำรวจความสัมพันธ์ระหว่างฟิสิกส์กับโลกรอบตัวเราโดยใช้ วิธีการต่างๆและแหล่งข้อมูล งานจะตรวจสอบความหมายนักฟิสิกส์ใน โลกสมัยใหม่.

เป้าหมายสำหรับครู:

การศึกษาวัฒนธรรมเด็กนักเรียน

เพิ่มความสนใจในวิชาฟิสิกส์เป็นวิชา

ระบุความสามารถเชิงสร้างสรรค์ของนักเรียน

ส่งเสริมให้เด็กนักเรียนพัฒนาความรู้ด้านฟิสิกส์

การได้รับข้อมูลโดยใช้แหล่งต่างๆ

ปลูกฝังความสามารถในการพรรณนาและแสดงวิสัยทัศน์ของคุณเกี่ยวกับปัญหาที่กำหนดโดยใช้การนำเสนอด้วยคอมพิวเตอร์

Pierre Curie ตระหนักได้ทันทีว่างานของเขาเกี่ยวกับผลึกศาสตร์อาจรอนานกว่านั้นเล็กน้อย และสะดวกกว่าที่จะทำงานกับข้อมูลที่ภรรยาของเขารวบรวมไว้ ปิแอร์และมารี กูรีสามารถสรุปได้ในไม่ช้าว่าวิทยุถูกเปลี่ยนเป็นผลิตภัณฑ์กัมมันตภาพรังสีอื่นๆ เช่น ฮีเลียม และสุดท้ายก็ไปอยู่ในโลหะเฉื่อยซึ่งก็คือตะกั่ว เขาประสบความสำเร็จในการเปลี่ยนแปลงองค์ประกอบต่างๆ อย่างแท้จริง และการค้นพบนี้ได้ปฏิวัติโลก

แน่นอนว่าคลื่นแสง รังสีแกมมา และรังสีเอกซ์ ล้วนเป็นรังสีโฟตอน การไม่มีอีเทอร์และการสั่นสะเทือนของมันจึงแสดงให้เห็นก่อนหน้านี้มาก ต้องขอบคุณการทดลองที่เชี่ยวชาญ ด้วยความช่วยเหลือของอุปกรณ์นี้ อีเทอร์สามารถได้รับการยืนยันหรือถูกทำลายได้

การศึกษารสชาติสุนทรียภาพ

การสร้างแนวทางการดำเนินชีวิตอย่างมีศีลธรรมและการพัฒนาความสามารถทางสติปัญญา การสื่อสาร และการสร้างสรรค์ของนักเรียน

การแนะนำ

ในโลกสมัยใหม่ ความสำคัญของฟิสิกส์นั้นยิ่งใหญ่มาก ทุกสิ่งที่แตกต่างกัน สังคมสมัยใหม่จากสังคมของศตวรรษที่ผ่านมา ปรากฏเป็นผลมาจากการประยุกต์ใช้การค้นพบทางกายภาพในทางปฏิบัติ ดังนั้นการวิจัยในสาขาแม่เหล็กไฟฟ้าจึงนำไปสู่การปรากฏของโทรศัพท์และต่อมา โทรศัพท์มือถือการค้นพบทางอุณหพลศาสตร์ทำให้สามารถสร้างรถยนต์ได้ และการพัฒนาอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์นำไปสู่การถือกำเนิดของคอมพิวเตอร์

ความเข้าใจทางกายภาพของกระบวนการที่เกิดขึ้นในธรรมชาติมีการพัฒนาอยู่ตลอดเวลา การค้นพบใหม่ส่วนใหญ่จะพบการประยุกต์ใช้ในเทคโนโลยีและอุตสาหกรรมในไม่ช้า อย่างไรก็ตาม การวิจัยใหม่ ๆ ก่อให้เกิดความลึกลับใหม่ ๆ อยู่ตลอดเวลาและค้นพบปรากฏการณ์ที่ต้องใช้ทฤษฎีทางกายภาพใหม่ ๆ ในการอธิบาย แม้จะมีความรู้สะสมจำนวนมหาศาล แต่ฟิสิกส์สมัยใหม่ก็ยังห่างไกลจากการอธิบายปรากฏการณ์ทางธรรมชาติทั้งหมด

ความรู้ทางวิทยาศาสตร์ก้าวหน้าอย่างต่อเนื่อง และข้อเท็จจริงใหม่ๆ ที่ได้รับการพิสูจน์ทางวิทยาศาสตร์ก็ปรากฏอยู่ในฟิสิกส์และสาขาวิทยาศาสตร์อื่นๆ

กราฟีน

กราฟีนเป็นการดัดแปลงคาร์บอน ซึ่งเป็น "แผ่น" แบนของกราไฟท์ที่มีความหนา 1 อะตอม โดยที่อะตอมจะเชื่อมต่อกันเป็นโครงตาข่ายคริสตัลสองมิติหกเหลี่ยม กราฟีนมีค่าการนำไฟฟ้าที่ดีเยี่ยม การนำความร้อนสูง มีความแข็งแรงเป็นพิเศษ และมีคุณสมบัติที่น่าทึ่งอื่นๆ อีกมากมาย ไม่สามารถแยกและแยกได้เนื่องจากความไม่เสถียรอย่างยิ่ง อย่างไรก็ตามนี่คือสิ่งที่ Andrei Geim และ Konstantin Novoselov ประสบความสำเร็จในปี 2547

กราไฟท์ซึ่งเรารู้จักกันในชื่อวัตถุดิบสำหรับไส้ดินสอนั้นถูกสร้างขึ้นจากชั้นดังกล่าวหลายพันล้านชั้น การแยกชั้นหนึ่งถือว่าเป็นไปไม่ได้มาโดยตลอด และสิ่งนี้ได้รับการพิสูจน์ทางทฤษฎีเมื่อเจ็ดสิบปีที่แล้วโดยนักฟิสิกส์ Lev Landau และ Rudolf Peierls หลักฐานของพวกเขาอยู่บนพื้นฐานแนวคิดที่ว่าสสารดังกล่าวไม่สามารถดำรงอยู่ได้ เนื่องจากแรงอันตรกิริยาระหว่างอะตอมทำให้เกิดการม้วนตัวเป็นท่อ ปรากฎว่ากราฟีนกลายเป็นข้อยกเว้นสำหรับกฎนี้

ที่น่าสนใจคือการค้นพบที่ทำให้ตกใจ โลกวิทยาศาสตร์ทำได้ด้วยวิธีที่เหลือเชื่อและซ้ำซากที่สุด นักประดิษฐ์สังเกตเห็นว่าเทปกาวที่สัมผัสกับกราไฟท์จะฉีกชั้นบางๆ ของเทปออก เป็นเวลานานที่เทปถูกโยนทิ้งไปพร้อมกับอนุภาคกราไฟท์ที่ติดอยู่ สิ่งนี้เกิดขึ้นซ้ำแล้วซ้ำเล่าจนกระทั่งนักวิทยาศาสตร์รู้สึกทึ่งกับแนวคิดง่ายๆ ที่กลายเป็นความยอดเยี่ยม เมื่อตรวจสอบชั้นกราไฟท์บนเทปใต้กล้องจุลทรรศน์แล้ว นักวิทยาศาสตร์พบว่าความหนาของมันคือ 1 อะตอมและไม่ใช่กราไฟท์อีกต่อไป แต่สมบูรณ์แล้ว วัสดุใหม่– กราฟีน คุณสมบัติของกราฟีนมีเอกลักษณ์เฉพาะตัวจนไม่สามารถเปรียบเทียบกับวัสดุอื่นๆ ในโลกได้ มันมีค่าการนำไฟฟ้า ความแข็งแรง ความเสถียร และในขณะเดียวกัน มันก็เป็นเพียงเนื้อผ้า ซึ่งเป็นสสารในความหมายที่แท้จริง เช่นเดียวกับผ้าอื่นๆ มันสามารถงอ ยืด ย่นและพับเก็บได้ แต่ในขณะเดียวกันก็ไม่ฉีกขาดเนื่องจากมันแข็งแกร่งที่สุดในโลก

กราฟีนสามารถเปลี่ยนเป็นโลหะหรือเซมิคอนดักเตอร์ได้ด้วยการใช้สนามไฟฟ้าภายนอก เมื่อคุณเริ่มทำงานกับคุณสมบัติของกราฟีน คุณจะได้รับสิ่งใหม่ๆ นี่เป็นระบบที่น่าหวังอย่างน่าอัศจรรย์

ในปี 2010 ได้รับรางวัลโนเบล รางวัลนี้มอบให้กับนักวิทยาศาสตร์ "สำหรับการทดลองเชิงนวัตกรรมในการศึกษาวัสดุกราฟีนสองมิติ"

การค้นพบเอริส

ในเดือนมกราคม พ.ศ. 2548 นักวิทยาศาสตร์ ไมค์ บราวน์ และผู้ช่วยของเขาที่ขอบมาก ระบบสุริยะค้นพบดาวเคราะห์ดวงเล็กเอริส ซึ่งก่อให้เกิดการถกเถียงกันในหมู่นักวิทยาศาสตร์เกี่ยวกับคำจำกัดความที่แท้จริงของดาวเคราะห์ ดาวเคราะห์เอริสที่ถูกค้นพบนั้นตั้งชื่อตามเทพีแห่งความไม่ลงรอยกันในตำนานเทพเจ้ากรีก ในตอนแรกเอริสถือเป็นดาวเคราะห์ดวงที่ 10 ในระบบสุริยะ แต่ต่อมาและวัตถุอื่นๆ ในแถบไคเปอร์ก็รวมกันเป็น ชั้นเรียนใหม่: ดาวเคราะห์แคระ เอริสอยู่นอกวงโคจรของดาวพลูโต และมีขนาดใกล้เคียงกัน (เส้นผ่านศูนย์กลางของโลกคือ 2,326 กิโลเมตร) เท่ากับดาวพลูโต

ภาพทางวิทยาศาสตร์ของดาวเคราะห์เอริสไม่ชัดเจนเนื่องจากระยะห่างจากโลกถึงโลกมากกว่าดาวพลูโตถึงโลกถึง 3 เท่า

หลังจากนั้น เอริสก็กลายเป็นกลุ่มหินที่ล้อมรอบด้วยชั้นน้ำแข็งหนา ดาวเคราะห์แคระดวงนี้สะท้อนแสงเกือบทั้งหมดที่ตกใส่มัน อีริสอาจถูกปกคลุมไปด้วยชั้นบรรยากาศเยือกแข็งบาง ๆ ของไนโตรเจนแข็งและมีเทน ซึ่งอาจเป็นผลมาจากการเยือกแข็งเมื่อดาวเคราะห์แคระเคลื่อนตัวออกห่างจากดวงอาทิตย์ในระหว่างวงโคจรที่ยาวของมัน

การสังเกตการณ์ใหม่ที่สำคัญเหล่านี้ซึ่งทำด้วยกล้องโทรทรรศน์ขนาดเล็ก ทำให้นักดาราศาสตร์สามารถวัดคุณสมบัติของอีริสได้ดีขึ้นกว่าเดิม นี่เป็นอีกก้าวหนึ่งในการทำความเข้าใจวัตถุลึกลับในพื้นที่ห่างไกลของระบบสุริยะ

การควบคุมขาเทียมโดยใช้สัญญาณสมอง

มีการคิดค้นเทคโนโลยีที่ช่วยให้บุคคลสามารถควบคุมอวัยวะเทียมโดยใช้สัญญาณสมองได้ เป็นเวลาเกือบเก้าปีแล้วที่มีความพยายามที่ประสบความสำเร็จและไม่ประสบความสำเร็จในพื้นที่นี้เพื่อเปลี่ยนอวัยวะเทียมแบบตายตัวให้กลายเป็นแขนหรือขาของมนุษย์ที่สมบูรณ์แข็งแรง

ในปี 2009 ชาวอิตาลี Pierpaolo Petrusiello ได้เรียนรู้ที่จะควบคุม “แขน” ทางชีวกลศาสตร์ของเขาโดยใช้อิเล็กโทรดที่ส่งสัญญาณไปยังสมอง เขากลายเป็นคนแรกที่ทำขาเทียมด้วยพลังแห่งความคิด

เทคโนโลยีนี้ใช้แผ่นอิเล็กโทรดที่บางและเบามากซึ่งดูเหมือนแผ่นแปะธรรมดา ซึ่งเมื่อวางไว้บนศีรษะของบุคคล จะสามารถจับคลื่นสมองและใช้อิเล็กโทรดเพื่อแปลเป็นสัญญาณอิเล็กทรอนิกส์ได้

เป็นเวลาเกือบหนึ่งเดือนที่ Pierpaolo Petrusiello วัย 27 ปีใช้ชีวิตเหมือนมนุษย์ไบโอนิคจากนิยายวิทยาศาสตร์ ด้วยอิเล็กโทรดจำนวนหนึ่งที่ยื่นออกมาจากตอไม้ของเขา เขาสามารถควบคุมแขนชีวกลศาสตร์ได้ด้วยตัวเอง ซึ่งเชื่อมโยงกับระบบประสาทด้วยความคิดของเขา

Petrusiello สูญเสียแขนซ้ายและปลายแขนจากอุบัติเหตุมอเตอร์ไซค์เมื่อปี 2549

เพื่อที่จะเป็นบุคคลแรกในโลกที่สามารถเคลื่อนไหวที่ซับซ้อนโดยใช้แขนชีวกลศาสตร์โดยใช้ความคิดเพียงอย่างเดียว ชาวบราซิลโดยกำเนิดต้องเข้ารับการผ่าตัดสองครั้ง

ในตอนแรก เขามีอิเล็กโทรดสี่อันฝังอยู่ในเส้นประสาทสองเส้นที่แขนที่เหลือของเขา และจากการดำเนินการอีกครั้งในอีกหนึ่งเดือนต่อมา อุปกรณ์เหล่านี้จึงถูกถอดออก พัฒนาโดยสถาบัน IBMT Fraunhofer Gesellschaft, TF-Life (ฟิล์มบางที่ฝังตามยาวในช่องท้องได้ อิเล็กโทรด ) ถูกสร้างขึ้นเพื่อทำให้ชิ้นส่วนอัตโนมัติ "รู้สึก" เหมือนส่วนขยายตามธรรมชาติของร่างกาย

แขนชีวกลศาสตร์ได้รับการพัฒนาโดยวิศวกรจากโรงเรียนมัธยมเมืองปิซาแห่งเซนต์แอนน์

อิเล็กโทรดเหล่านี้ทำหน้าที่เป็นสะพานเชื่อมระหว่างตอไม้ของผู้ป่วยกับหุ่นยนต์เทียม โดยพื้นฐานแล้วทำหน้าที่เป็นส่วนต่อประสานประสาท ด้วยอุปกรณ์เหล่านี้ สมองและเส้นประสาทส่วนปลายจะส่งและรับข้อมูลจากแขนขาของหุ่นยนต์โดยไม่ต้องใช้กล้ามเนื้อหรืออวัยวะรับความรู้สึก

ในอนาคต นักวิทยาศาสตร์ตั้งใจที่จะสร้างอุปกรณ์ทั้งชุดสำหรับผู้พิการหรือเป็นอัมพาตโดยใช้ระบบดังกล่าว

ผู้เชี่ยวชาญเรียกความสามารถในการติดตามสภาพของบุคคลซึ่งเป็นผลข้างเคียงจากการฝังเซ็นเซอร์ ตัวอย่างเช่น โดยการวิเคราะห์คลื่นสมอง เราสามารถระบุได้อย่างแม่นยำถึงการโจมตีของโรคลมบ้าหมูหรือสภาวะเชิงลบอื่น ๆ ที่บุคคลอาจอ่อนแอได้

นักพัฒนากล่าวว่าภายใต้สภาวะปกติ ระบบของพวกเขาจะถูกวางไว้บนเปลือกสมอง ใกล้กับส่วนที่รับผิดชอบในการทำงานของมอเตอร์ของมนุษย์

แสงจากสุญญากาศ

ในปี 2011 มีการค้นพบว่าสุญญากาศสามารถเปล่งแสงได้หากวางกระจกไว้ในที่มืดสนิท เมื่อต้องการทำเช่นนี้ แหล่งกำเนิดแสงที่เป็นไปได้จะต้องเคลื่อนที่ด้วยความเร็วใกล้กับแสง ดังนั้น นักวิทยาศาสตร์ชาวสวีเดนจากโกเธนเบิร์กจึงสร้างสสาร (โฟตอน) ขึ้นมาจากความว่างเปล่าอย่างแท้จริง

การมีอยู่ของผลกระทบนี้ถูกทำนายไว้เมื่อกว่า 40 ปีที่แล้ว ในระหว่างการทดลอง นักวิทยาศาสตร์สามารถจับโฟตอนที่ปรากฏและหายไปในสุญญากาศอย่างต่อเนื่อง

การทดลองนี้มีพื้นฐานมาจากหลักการข้อหนึ่งที่ขัดแย้งกันมากที่สุดและในขณะเดียวกันก็ถือหลักการที่สำคัญที่สุดข้อหนึ่งด้วย กลศาสตร์ควอนตัมซึ่งระบุว่าสุญญากาศไม่ใช่ความว่างเปล่าโดยสมบูรณ์ สุญญากาศนั้นเต็มไปด้วยอนุภาคที่ปรากฏและหายไปอยู่ตลอดเวลา เมื่อมันเกิดขึ้นแล้ว มันก็มีอยู่ในช่วงเวลาอันสั้นมาก แล้วมันก็หายไปอีก เพราะการดำรงอยู่ของพวกมันนั้นช่างเกิดขึ้นเพียงชั่วครู่จึงถูกเรียกว่า อนุภาคเสมือน .

คริสโตเฟอร์ วิลสัน นักวิทยาศาสตร์จากมหาวิทยาลัยชาลเมอร์ส และเพื่อนร่วมงาน สามารถเปลี่ยนโฟตอนเสมือนจริงให้กลายเป็นโฟตอนจริงได้ นักฟิสิกส์มัวร์ทำนายไว้ในปี 1970 ว่าสิ่งนี้จะเกิดขึ้นหากโฟตอนเสมือนจริงสะท้อนจากกระจกที่เคลื่อนที่เกือบด้วยความเร็วแสง ปรากฏการณ์ที่เรียกว่าปรากฏการณ์ Casimir Effect แบบไดนามิก ได้รับการแสดงให้เห็นครั้งแรกในการทดลองที่ยอดเยี่ยมโดยนักวิทยาศาสตร์ของ Chalmer .

“เนื่องจากเป็นไปไม่ได้ที่จะทำให้กระจกเคลื่อนที่เร็วขนาดนั้น เราจึงพัฒนาวิธีการอื่นที่ให้ผลเช่นเดียวกัน” Per Delsing ศาสตราจารย์ด้านฟิสิกส์ทดลองที่ Chalmers กล่าว

บทบาทของกระจกแสดงโดย SQUID ( อินเตอร์เฟอโรมิเตอร์ตัวนำยิ่งยวด ) ซึ่งมีความไวต่อสนามแม่เหล็กอย่างมาก โดยการเปลี่ยนทิศทางของสนามแม่เหล็กหลายพันล้านครั้งต่อวินาที นักวิทยาศาสตร์ทำให้ “กระจก” สั่นที่ 25 เปอร์เซ็นต์ของความเร็วแสง

“ผลก็คือ โฟตอนคู่หนึ่งโผล่ออกมาจากสุญญากาศ ซึ่งเราวัดได้ในรูปของรังสีไมโครเวฟ” เพอร์ เดลซิง กล่าว "เราพิจารณาแล้วว่ารังสีนี้มีคุณสมบัติตรงตามที่ทฤษฎีควอนตัมจะทำนายได้หากมีการสร้างคู่ในลักษณะนี้"

น้ำบนดาวอังคาร

นักวิทยาศาสตร์โต้เถียงกันเรื่องการมีอยู่ของน้ำบนดาวอังคารมาเป็นเวลานาน

ในบรรดาการก่อตัวที่ค้นพบบนพื้นผิวของดาวอังคารนั้น สังเกตเห็นช่องทางที่คดเคี้ยว หุบเขา และระบบ "แคว" ที่กว้างขวาง ซึ่งบ่งชี้ว่าในอดีตพื้นผิวของโลกถูกร่องด้วยกระแสน้ำอันทรงพลัง

เครื่องดนตรีรัสเซียติดตั้งบนรถแลนด์โรเวอร์ Curiosity ค้นพบดินที่มีน้ำบนดาวอังคาร ภายใต้ชั้นดินแห้ง 20-30 ซม. ซึ่งมีปริมาณน้ำไม่เกิน 1% มีดินที่มีปริมาณน้ำค่อนข้างสูง (มากกว่า 4% โดยน้ำหนัก) หนึ่งในพื้นที่เหล่านี้คือ Gale Crater - Stone Nest ซึ่งรถแลนด์โรเวอร์ได้ศึกษาคุณสมบัติของดินเป็นเวลาประมาณหนึ่งเดือน ข้อมูลที่ได้รับยืนยันสมมติฐานของนักวิทยาศาสตร์เกี่ยวกับการมีอยู่ของน้ำบนดาวอังคาร

มีการวางแผนว่าการวิเคราะห์ข้อมูลทั้งหมดที่ได้รับจากการทำงาน เครื่องมือทางวิทยาศาสตร์รถแลนด์โรเวอร์ดาวอังคาร รวมถึงเครื่องมือ DAN ของรัสเซีย จะเป็นตัวกำหนดวิวัฒนาการของปล่องภูเขาไฟเกล และตัดสินว่าสภาพแวดล้อมทางธรรมชาติของปล่องภูเขาไฟนี้อาจเอื้ออำนวยต่อสิ่งมีชีวิตนอกโลกรูปแบบดึกดำบรรพ์หรือไม่

ก่อนหน้านี้ นักวิทยาศาสตร์จากองค์การบริหารการบินและอวกาศแห่งชาติของสหรัฐอเมริกา NASA รายงานว่าพวกเขาตรวจสอบองค์ประกอบของน้ำที่ค้นพบ และพบว่าน้ำดังกล่าวแตกต่างจากของโลกตรงที่มีไอโซโทปหนักของไฮโดรเจน - ดิวเทอเรียมในปริมาณสูง

มีรายงานด้วยว่ารถแลนด์โรเวอร์ส่งผลการวิเคราะห์ดินของดาวเคราะห์สีแดงและพบที่นั่น แม้แต่สารอินทรีย์ที่ง่ายที่สุด - นักวิทยาศาสตร์ปฏิบัติต่อข้อมูลที่ได้รับด้วยความระมัดระวัง: จำเป็นต้องแยกแยะว่าเครื่องมือเหล่านี้สามารถนำสารเหล่านี้ไปยังดาวอังคารได้ อย่างไรก็ตาม ยังมีความหวังว่าจะมีสิ่งมีชีวิตอยู่บนโลกใบนี้

คาดว่ารถแลนด์โรเวอร์จะปฏิบัติการบนโลกต่อไปอีก 1.5 ปี ซึ่งเพียงพอสำหรับการศึกษาปล่องภูเขาไฟทั้งหมด

ตามที่หัวหน้าโครงการซึ่งเป็นผู้เชี่ยวชาญชั้นนำของสถาบันเทคโนโลยีแคลิฟอร์เนีย John Grotzinger กล่าวว่า "การค้นพบที่น่าตื่นเต้น" หลายประการได้เกิดขึ้นแล้ว อย่างไรก็ตาม นักวิทยาศาสตร์เรียกร้องให้ตรวจสอบข้อมูลทั้งหมดที่ได้รับอีกครั้ง

อย่างไรก็ตาม ดี. กรอตซิงเกอร์ยืนยันว่ายานสำรวจพบองค์ประกอบและสารประกอบที่คุ้นเคย เช่น เปอร์คลอเรต (คลอรีน ไฮโดรเจน และคาร์บอน) ตามที่เขาพูดเขามาถึงดาวอังคารเมื่อวันที่ 6 สิงหาคม 2555 เครื่องมือ Curiosity มูลค่า 2.5 พันล้านดอลลาร์เริ่มผลิตข้อมูลที่เป็นเอกลักษณ์อย่างแท้จริง

ในเดือนพฤศจิกายน 2554 จรวด Atlas V สองขั้นถูกปล่อยจาก Cape Canaveral รถแลนด์โรเวอร์อยากรู้อยากเห็น- หลังจากการบินนานแปดเดือน ก็สามารถลงจอดใน Gale Crater ทางตอนใต้ของดาวเคราะห์สีแดงได้สำเร็จ จากนั้นจึงส่งภาพสีแรกของดาวอังคารมายังโลก อายุการใช้งานของห้องปฏิบัติการเคลื่อนที่คือหนึ่งปีอังคาร (686 วันโลก)

เครื่องชนแฮดรอนขนาดใหญ่ (อังกฤษ. เครื่องชนแฮดรอนขนาดใหญ่; LHC) - นี่คือเครื่องเร่งอนุภาคที่มีประจุโดยใช้คานที่ชนกัน ซึ่งออกแบบมาเพื่อเร่งโปรตอนและไอออนหนัก (ไอออนตะกั่ว) และศึกษาผลคูณของการชนกัน - เครื่องชนกันนี้สร้างขึ้นที่ศูนย์วิจัยของสภาวิจัยนิวเคลียร์แห่งยุโรป (French Conseil Européen pour la Recherche Nucléaire; CERN) บริเวณชายแดนสวิตเซอร์แลนด์และฝรั่งเศส ผู้นำโครงการคือนักวิทยาศาสตร์ชาวอังกฤษ Lyndon Evans

มันถูกตั้งชื่อว่าใหญ่เนื่องจากขนาดของมัน ความยาวของวงแหวนคันเร่งหลักคือ 26,659 ม.

Hadronic - เนื่องจากความจริงที่ว่ามันเร่งฮาดรอนนั่นคืออนุภาคที่ประกอบด้วยควาร์ก

Collider (อังกฤษ ชนกัน - ชนกัน) - เนื่องจากความจริงที่ว่าคานอนุภาคถูกเร่งเข้ามา ทิศทางตรงกันข้ามและชนกันที่จุดชนพิเศษ

Large Hadron Collider เป็นอุโมงค์วงแหวนที่ลึกลงไปใต้ดิน 100 เมตร (ผ่านใต้ดินแดนของสวิตเซอร์แลนด์และฝรั่งเศส) ในนั้น ลำแสงของอนุภาคมูลฐาน (โปรตอน) จะถูกเร่งความเร็วจนมีความเร็วใกล้เคียงแสงและชนกันแบบปะทะกัน เป็นผลให้เกิดอนุภาคมูลฐานใหม่ซึ่งบันทึกโดยเครื่องตรวจจับขนาดยักษ์สี่เครื่องซึ่งมีความสูงของอาคารห้าชั้น

LHC เป็นสถานที่ทดลองที่ใหญ่ที่สุดในโลก นักวิทยาศาสตร์และวิศวกรมากกว่า 10,000 คนจากกว่า 100 ประเทศเข้าร่วมและมีส่วนร่วมในการก่อสร้างและการวิจัย

เครื่องชนอนุภาคแฮดรอนขนาดใหญ่ได้ปิดระบบชั้นบนเพื่อเตรียมพร้อมสำหรับการปรับปรุงใหม่เป็นเวลาสองปี

LHC ซึ่งตั้งอยู่ที่ศูนย์วิจัยนิวเคลียร์แห่งยุโรป (CERN) ในประเทศสวิตเซอร์แลนด์ มีชื่อเสียงในด้านข้อเท็จจริงที่ว่าได้รับหลักฐานด้วยความช่วยเหลือเมื่อปลายปี 2555 การดำรงอยู่ของฮิกส์โบซอน .

อย่างไรก็ตาม เครื่องเร่งความเร็วนี้ไม่เคยทำงานเต็มประสิทธิภาพเนื่องจากข้อบกพร่องทางเทคนิคที่พบได้ไม่นานหลังจากเปิดเครื่องครั้งแรก

งานซ่อมแซมซึ่งจะคงอยู่จนถึงสิ้นปี 2557 น่าจะทำให้เครื่องชนกันได้ตามขีดความสามารถที่ออกแบบไว้

1734 แม่เหล็กไฟฟ้า เครื่องเร่งความเร็วถูกปิดในเช้าวันพฤหัสบดี แต่จะไม่ถึงเช้าวันเสาร์ที่จะถึงอุณหภูมิห้อง จึงสามารถเริ่มการตรวจสอบได้

เมื่อถึงเวลานั้นช่วงเวลาแห่งความทันสมัยของ LHC ที่ไม่เคยมีมาก่อนจะเริ่มต้นขึ้นซึ่งได้รับการขนานนามว่า "Long Repair-1" แล้ว

มีการวางแผนจะเพิ่มพลังงานการชนของโปรตอนจากปัจจุบัน 8 TeV เป็น 13-14 TeV และติดตั้ง อุปกรณ์เพิ่มเติมบนเครื่องตรวจจับ ALICE, ATLAS, CMS, LHCb

ความทันสมัยทั่วไป

“เราทำงานร่วมกับเครื่องเร่งความเร็วได้สำเร็จ แต่ใช้พลังงานเพียงครึ่งเดียวเท่านั้น เนื่องจากแม่เหล็กไฟฟ้าสามารถรับมือกับแรงดันไฟฟ้าที่ออกแบบไว้เพียงครึ่งหนึ่งเท่านั้น” - Tony Weidberg นักฟิสิกส์จากมหาวิทยาลัยออกซ์ฟอร์ดซึ่งทำงานร่วมกับเครื่องตรวจจับ ATLAS กล่าว

ในเดือนกันยายน พ.ศ. 2551 ในระหว่างการทดสอบระบบแม่เหล็ก เกิดอุบัติเหตุขึ้น ซึ่งส่งผลให้ LHC ล้มเหลว หน้าสัมผัสทางไฟฟ้าอย่างหนึ่งระหว่างแม่เหล็กตัวนำยิ่งยวดหลอมละลายภายใต้อิทธิพลของส่วนโค้งไฟฟ้าที่เกิดขึ้นเนื่องจากความแรงของกระแสไฟฟ้าที่เพิ่มขึ้นซึ่งเจาะฉนวนของระบบทำความเย็นฮีเลียม

สิ่งนี้นำไปสู่การเสียรูปของโครงสร้าง การปนเปื้อนพื้นผิวด้านในของท่อสุญญากาศด้วยอนุภาคโลหะ และการปล่อยฮีเลียมเหลวประมาณ 6 ตันลงในอุโมงค์ยาว 27 กม. การซ่อมแซมเครื่องชนกันใช้เวลาที่เหลือของปี 2551 และส่วนใหญ่ของปี 2552

" หลังจากอุบัติเหตุครั้งนี้ แผนของเราคือการวิจัยต่อไปแล้วปิดเครื่องชนเพื่อการซ่อมแซมระยะยาวเพื่อฟื้นฟูการเชื่อมต่อไฟฟ้าและการอัพเกรดทั่วไป โทนี่ ไวด์เบิร์ก กล่าว

นอกเหนือจากการติดตั้งอุปกรณ์ใหม่บนเครื่องตรวจจับคันเร่งทั้งสี่ตัวแล้ว ระบบระบายอากาศแบบอุโมงค์ยังจะได้รับการปรับปรุงให้ทันสมัยอีกด้วย

การทดสอบเครื่องเร่งความเร็วที่ได้รับการปรับปรุงใหม่จะเริ่มในปลายปี 2557 หลังจากนั้นจะทำการทดลองต่อในเดือนกุมภาพันธ์หรือมีนาคม 2558

เมื่อปีที่แล้ว นักวิทยาศาสตร์ได้ประกาศความเป็นไปได้ที่จะค้นพบฮิกส์โบซอน ซึ่งเป็นอนุภาคที่ให้มวลอนุภาคอื่นๆ

ความสำเร็จหลักของงานของ LHC คือการได้รับหลักฐานการมีอยู่ของฮิกส์โบซอนเมื่อปลายปี 2555

การค้นพบฮิกส์โบซอนถือเป็นความก้าวหน้าทางวิทยาศาสตร์ในปี 2555

ฮิกส์ โบซอน ประถมศึกษา โดยการก่อสร้างฮิกส์โบซอนคือ เมื่อวันที่ 4 กรกฎาคม ตัวแทนรายงานว่าพบอนุภาคใหม่ที่มีมวลประมาณ 125-126 บนเครื่องตรวจจับหลักทั้งสองเครื่อง มีเหตุผลที่ดีที่จะเชื่อได้ว่าอนุภาคนี้คือฮิกส์โบซอน

ในปี พ.ศ. 2507 ฮิกส์ทำนายการค้นพบอนุภาคที่กำหนดการมีอยู่ของมวลในสสาร ต่อมาอนุภาคนี้ได้รับการตั้งชื่อว่า “ฮิกส์โบซอน” หรือ “อนุภาคพระเจ้า” ในเดือนกรกฎาคม พ.ศ. 2555 นักวิทยาศาสตร์จากศูนย์วิจัยนิวเคลียร์แห่งยุโรป (CERN) ได้ประกาศการค้นพบอนุภาคที่มีลักษณะเฉพาะของฮิกส์โบซอน

“ในตอนแรก ฉันไม่สามารถจินตนาการได้เลยว่าการค้นพบนี้จะเกิดขึ้นในช่วงชีวิตของฉัน เนื่องจากเราไม่มีความคิดเลยแม้แต่น้อยว่าอนุภาคนี้จะมีอิทธิพลต่อมวลได้อย่างไร” นักวิจัยชาวอังกฤษวัย 83 ปียอมรับเกี่ยวกับการค้นพบ นักวิทยาศาสตร์ของเซิร์น “ฉันรอสิ่งนี้มานานแล้ว”

ตามแบบจำลองมาตรฐาน ฮิกส์โบซอนผลิตโดยสนามฮิกส์ ซึ่งให้มวลสสาร เครื่องมือตรวจวัดช่องนี้ไม่ได้ และหลักฐานเดียวของการมีอยู่ของมันก็คือการค้นพบโบซอนนี้ ตามที่นักฟิสิกส์กล่าวไว้ หลังจากบิ๊กแบงซึ่งเป็นจุดเริ่มต้นของจักรวาลเมื่อ 13.7 พันล้านปีก่อน แรงที่สร้างฮิกส์โบซอนทำให้เกิดการก่อตัวของกาแลคซี ดวงดาว และดาวเคราะห์จากความวุ่นวายในยุคแรกเริ่ม

ตามที่นักวิทยาศาสตร์กล่าวไว้ การค้นพบอนุภาคนี้อาจเป็นการค้นพบที่ใหญ่ที่สุดในสาขาความรู้เกี่ยวกับกฎของจักรวาลในทศวรรษที่ผ่านมา การค้นหาฮิกส์โบซอนเป็นหนึ่งในการค้นหาหลัก เป้าหมายสำหรับการสร้างเครื่องชนแฮดรอนขนาดใหญ่ - เครื่องเร่งอนุภาคขนาดยักษ์ ซึ่งนักวิทยาศาสตร์จาก CERN ทำงาน...

หากไม่พบฮิกส์โบซอน มันจะพิสูจน์ข้อจำกัดของแบบจำลองมาตรฐานของโครงสร้างของสสาร จึงต้องค้นหาทฤษฎีทางเลือกเกี่ยวกับกำเนิดมวลตามที่เรียกว่าฟิสิกส์ใหม่ .

รองประธาน RAS Zh. ALFEROV ผู้อำนวยการสถาบันฟิสิกส์เทคนิค A.F. Ioffe (เซนต์ปีเตอร์สเบิร์ก)

ในเดือนมกราคม พ.ศ. 2543 การประชุม "วิทยาศาสตร์ธรรมชาติของรัสเซียในช่วงสหัสวรรษที่สาม" จัดขึ้นที่เซนต์ปีเตอร์สเบิร์กซึ่งจัดโดยฝ่ายบริหารเมืองและโครงการการศึกษาโซรอสนานาชาติในสาขาวิทยาศาสตร์ที่แน่นอน (ICCEP) การประชุมที่จัดขึ้นโดยเฉพาะสำหรับครูโรงเรียนมัธยม - จำนวนการประชุมที่คล้ายกันซึ่งจัดขึ้นนานกว่าห้าปีใน 80 เมืองของรัสเซียมีจำนวนเกือบสี่ร้อย (!) - ให้โอกาสในการสื่อสารโดยตรงกับบุคคลสำคัญของโลกวิทยาศาสตร์และเพื่อนร่วมงานจาก สถาบันการศึกษาระดับสูงเพื่อให้ครูได้เรียนรู้โดยตรงเกี่ยวกับความสำเร็จล่าสุดในสาขาฟิสิกส์ เคมี คณิตศาสตร์ และชีววิทยา รับฟังความคิดเห็นของนักวิทยาศาสตร์ชั้นนำเกี่ยวกับสิ่งที่บรรลุผลสำเร็จในศตวรรษที่ผ่านมา และเกี่ยวกับแนวทางการพัฒนาที่เป็นไปได้ใน อนาคต. และเล่าสิ่งที่คุณได้ยินให้นักเรียนฟังอีกครั้ง

การพูดในพิธีเปิดการประชุมที่ Smolny ด้วยคำปราศรัยต้อนรับในนามของ Russian Academy of Sciences รองประธาน Zh. I. Alferov กล่าวว่าในความเห็นของเขา "อนาคตของรัสเซียจะไม่ถูกกำหนดโดยพระเจ้าและ ไม่ใช่โดยศรัทธาในพระเจ้า ไม่ใช่โดยศรัทธาในประธานาธิบดีและความปรารถนาดีของเขา แต่ด้วยศักยภาพทางวิทยาศาสตร์ของประเทศ การพัฒนาวิทยาศาสตร์และการศึกษา” ในเรื่องนี้ความช่วยเหลือที่เจ. โซรอส ผู้ใจบุญชาวอเมริกันมอบให้ วิทยาศาสตร์รัสเซียและการศึกษาในยามยากลำบากสำหรับพวกเขา เป็นการยากที่จะประเมินค่าสูงไป และประเด็นนี้ไม่ใช่จำนวนเงินที่ใช้ไปในช่วงหกปีของการดำรงอยู่ของโครงการ ICCEP สำหรับทุนสนับสนุนบางส่วน แต่ความจริงที่ว่าทุนสนับสนุนเหล่านี้ได้รับการจัดสรรไม่เพียง (หรือค่อนข้างไม่มาก) ให้กับนักวิทยาศาสตร์ที่มีความโดดเด่นในการดำเนินงานที่มีความหวัง การวิจัย แต่โดยหลักแล้วหันไปหาอาจารย์มหาวิทยาลัย, ครูของโรงเรียนมัธยม, สถานศึกษา, นักศึกษาระดับบัณฑิตศึกษา, นักศึกษา - กล่าวอีกนัยหนึ่งคือผู้ที่ขึ้นอยู่กับมันเพื่อให้ความสนใจในวิทยาศาสตร์ไม่แห้งเหือดเพื่อที่ "การเชื่อมต่อของเวลาจะไม่ถูกขัดจังหวะ ” “ และฉันหวังว่า” Zhores Ivanovich Alferov กล่าวโดยสรุป“ ว่าเยาวชนที่มีความสามารถของเราในศตวรรษที่ 21 จะทำงานในกรณีส่วนใหญ่ในประเทศของเรา”

เราขอนำเสนอการบรรยายโดยนักวิชาการ Zh. I. Alferov สมาชิกของคณะบรรณาธิการของวารสาร "Science and Life" ที่การประชุม Soros ในเซนต์ปีเตอร์สเบิร์ก โดยให้ภาพรวมของความสำเร็จของฟิสิกส์ซึ่งเป็นวิทยาศาสตร์หลักของศตวรรษที่ผ่านมา และยังประเมินแนวโน้มในศตวรรษหน้าด้วย

เป็นเรื่องยากอย่างยิ่ง และเป็นไปได้อย่างยิ่งที่นักวิทยาศาสตร์ที่ทำงานจะทำนายว่าสาขาวิทยาศาสตร์ทั้งหมดจะเป็นอย่างไรในศตวรรษหน้า

วิธีนี้ง่ายกว่าสำหรับนักเขียนนิยายวิทยาศาสตร์ และพวกเราหลายคนโตมากับการอ่านนิยายที่ยอดเยี่ยมของ Jules Verne นักวิทยาศาสตร์มีภาระกับความรู้ที่แท้จริงและเฉพาะเจาะจงซึ่งไม่อนุญาตให้เขาทำนายได้อย่างกล้าหาญ แม้ว่าครั้งหนึ่ง อัลเบิร์ต ไอน์สไตน์ จะอธิบายว่าการค้นพบครั้งสำคัญเกิดขึ้นได้อย่างไร เขาบอกว่าคนส่วนใหญ่รู้ว่าสิ่งนี้เป็นไปไม่ได้ แล้วมีคนคนหนึ่งไม่รู้จึงได้ค้นพบ

ดังนั้น ฉันจะอุทิศการบรรยายส่วนใหญ่ของฉันให้กับสิ่งที่เกิดขึ้นในวิชาฟิสิกส์ในช่วงเกือบศตวรรษที่ 20 ที่ผ่านมา แต่ในด้านที่ฉันทำงานด้วยตัวเอง ฉันจะอนุญาตให้ตัวเองคาดเดาได้บางอย่าง

ศตวรรษที่ยี่สิบเรียกว่าศตวรรษแห่งสงครามและการปฏิวัติทางสังคมซึ่งยุติธรรมอย่างยิ่งและรัสเซียได้รับที่นี่อย่างที่พวกเขาพูดมากกว่าประเทศอื่น ๆ มากมาย แต่ในขณะเดียวกัน ศตวรรษที่ 20 ก็ถูกเรียกว่าศตวรรษแห่งฟิสิกส์ และนี่ก็ถูกต้องเช่นกัน แต่ฉันจะเรียกมันว่าศตวรรษของฟิสิกส์ควอนตัม เนื่องจากมันเป็นฟิสิกส์ควอนตัมที่กำหนดโฉมหน้าของศตวรรษที่กำลังจะออกไป

เมื่อเร็วๆ นี้ นิตยสารไทม์ได้ทำการสำรวจว่าประชากรโลกคนใดที่สามารถพิจารณาได้ว่าเป็นตัวตนของศตวรรษที่ 20 และตำแหน่งของมนุษย์แห่งศตวรรษนั้นมอบให้กับอัลเบิร์ต ไอน์สไตน์ ผู้สร้างหลักฟิสิกส์ควอนตัม (ถ้าเราพูดถึงปัจเจกบุคคล) อย่างท่วมท้น

แต่การบอกว่าศตวรรษของเราคือศตวรรษของฟิสิกส์ควอนตัม เราต้องเข้าใจว่าสิ่งนี้ไม่ได้เกิดขึ้นโดยบังเอิญ และการเปลี่ยนแปลงเชิงปฏิวัติในวิทยาศาสตร์ธรรมชาติได้ก่อตัวขึ้นในช่วงครึ่งหลังของศตวรรษที่ 19 และมีความเกี่ยวข้องกับกิจกรรมภาคปฏิบัติเช่นเคย ของมนุษย์ โดยทั่วไปแล้วทั้งหมด วิทยาศาสตร์สมัยใหม่อายุค่อนข้างน้อย: มีอายุประมาณสามร้อยปี สำหรับผู้ก่อตั้งวิทยาศาสตร์ธรรมชาติสมัยใหม่และฟิสิกส์สมัยใหม่ ถือได้ว่าเป็น Isaac Newton, Galileo Galilei และ Rene Descartes พวกเขาก่อตัวขึ้น กลศาสตร์คลาสสิกและฟิสิกส์คลาสสิก

ใน ปลาย XIXศตวรรษด้วยความก้าวหน้าทางเทคนิค - และเหนือสิ่งอื่นใดการแพร่กระจายของแสงไฟฟ้าและการพัฒนาเทคโนโลยีแสงสว่าง - วิกฤตการณ์ทางวิทยาศาสตร์ธรรมชาติเกิดขึ้น - จำเป็นต้องยืนยันคุณสมบัติของสเปกตรัมการปล่อยก๊าซเรือนกระจกของวัตถุที่ได้รับความร้อนอย่างชัดเจน จากการศึกษาคุณลักษณะเหล่านี้ ฟิสิกส์ควอนตัมสมัยใหม่ถือกำเนิดขึ้นเป็นส่วนใหญ่

ในปี 1900 แม็กซ์พลังค์ผู้ยืนหยัดอย่างมั่นคงในตำแหน่งฟิสิกส์คลาสสิกและไม่ต้องการทิ้งมันไปเสนอแนวคิดเรื่องควอนตัมเพื่ออธิบายสเปกตรัมของรังสี

อย่างไรก็ตาม ฉันภูมิใจที่ได้อุทิศชีวิตเกือบ 50 ปีให้กับการทำงานในสถาบันวิทยาศาสตร์ที่โดดเด่นที่สุดแห่งหนึ่งในเซนต์ปีเตอร์สเบิร์ก รัสเซีย และทั่วโลก - Abram Fedorovich Ioffe Physico-Technical Institute แต่การรวมกันนี้ - สถาบันทางกายภาพและทางเทคนิคเท่าที่ฉันรู้ ปรากฏตัวครั้งแรกในเยอรมนีในช่วงทศวรรษที่ 80 ของศตวรรษที่ผ่านมา เมื่อเวอร์เนอร์ ซีเมนส์ ผู้สร้างบริษัทชื่อดังชื่อเดียวกัน ได้ก่อตั้งสถาบันในกรุงเบอร์ลินซึ่งประกอบด้วย ของสองแผนก: กายภาพและเทคนิค นักฟิสิกส์มีส่วนร่วมในการวิจัยขั้นพื้นฐานและฝ่ายเทคนิคมีส่วนร่วมในการปรับปรุงหลอดไส้ และที่สถาบันแห่งนี้ ได้มีการทำสิ่งต่างๆ มากมายเพื่อการเกิดขึ้นและการพิสูจน์ทฤษฎีควอนตัม

แน่นอนว่าอัลเบิร์ต ไอน์สไตน์เป็นผู้พูดคำชี้ขาด ซึ่งเสนอคำอธิบายควอนตัมของเอฟเฟกต์โฟโตอิเล็กตริกในปี 1905 ในปี 1922 เขาได้รับรางวัลโนเบลสาขาฟิสิกส์ในปี 1922 เพื่อทฤษฎีควอนตัมของเอฟเฟกต์โฟโตอิเล็กทริค ไม่ใช่ทฤษฎีสัมพัทธภาพ เพราะงานของเอ. ไอน์สไตน์นี้มีบทบาทสำคัญในการก่อตัวของทฤษฎีควอนตัม

ต่อไป ฉันจะต้องตั้งชื่อชื่อที่ยอดเยี่ยมจำนวนหนึ่งซึ่งเราไม่เพียงแต่เป็นหนี้การก่อตัวของฟิสิกส์ควอนตัมเท่านั้น แต่ยังรวมถึงความเข้าใจสมัยใหม่เกี่ยวกับปรากฏการณ์ทางกายภาพด้วย: Paul Dirac, Werner Heisenberg, Maurice de Broglie, Niels Bohr, Lev Davidovich Landau และอีกหลายคน และอีกมากมาย เมื่อตั้งชื่อชื่อเหล่านี้แล้ว ผมอยากเน้นย้ำว่าฟิสิกส์ควอนตัมในยุคทองของมัน (ช่วงปี 1920-1930) ไม่เพียงแต่หล่อหลอมทฤษฎีฟิสิกส์สมัยใหม่เท่านั้น แต่ยังรวมถึงโลกทัศน์ทางวิทยาศาสตร์สมัยใหม่ของผู้ที่เกี่ยวข้องกับวิทยาศาสตร์ธรรมชาติด้วย เป็นวิธีการวิจัยทางกายภาพ ซึ่งเป็นแนวทางทางกายภาพที่มีส่วนทำให้เกิดการเพิ่มขึ้นและพัฒนาการของทั้งเคมีและชีววิทยา

และตอนนี้ฉันอยากจะอยู่กับการค้นพบซึ่งเป็นการทดลองล้วนๆ บนพื้นฐานทฤษฎีควอนตัม ซึ่งจากมุมมองของฉัน ไม่เพียงแต่กำหนดทางวิทยาศาสตร์เท่านั้น ความก้าวหน้าทางเทคนิคในช่วงครึ่งหลังของศตวรรษที่ 20 ได้อธิบายสิ่งต่าง ๆ มากมายในฟิสิกส์ด้วยวิธีใหม่ แต่ยังนำไปสู่การเปลี่ยนแปลงทางสังคมในวงกว้างและถูกกำหนดไว้ล่วงหน้าเป็นส่วนใหญ่ การพัฒนาที่ทันสมัยทั้งประเทศที่พัฒนาแล้วและประชากรเกือบทั้งหมดของโลก

และการค้นพบครั้งแรกในทั้งสามนี้ในฟิสิกส์ ฉันจะเรียกการค้นพบฟิชชันของยูเรเนียมภายใต้อิทธิพลของการฉายรังสีนิวตรอน ซึ่งสร้างโดย O. Hahn และ F. Strassmann ในปี 1938

โดยทั่วไปแล้ว ทศวรรษแรกของศตวรรษที่ 20 (ในแง่การทดลองที่ฉันเน้นย้ำ) ถูกกำหนดไว้โดยการทำงานในสาขาฟิสิกส์นิวเคลียร์ การศึกษากัมมันตภาพรังสี และการสร้างทฤษฎีสมัยใหม่ของนิวเคลียสของอะตอม แต่การค้นพบฟิชชันของยูเรเนียมนั้นเป็นสิ่งที่คาดการณ์ไว้ ฉันบอกได้เลยว่าคาดหวังไว้ มากกว่าการค้นพบความเป็นตัวนำยิ่งยวดที่อุณหภูมิสูงซึ่งเกิดขึ้นในยุค 80 และได้รับการชื่นชมเกือบจะในทันที ที่นี่ในเลนินกราด นักฟิสิกส์ชาวโซเวียตผู้โดดเด่นสองคนซึ่งมีบทบาทอย่างมากทั้งในการพัฒนาฟิสิกส์พื้นฐานและในโครงการอะตอมของเราได้รับความชื่นชมจากนักฟิสิกส์โซเวียตผู้โดดเด่นสองคน ได้แก่ ยาโคฟ โบริโซวิช เซลโดวิช และยูลี โบริโซวิช คาริตัน ซึ่งทำงานได้อย่างยอดเยี่ยมในการคำนวณปฏิกิริยาลูกโซ่โดยอิงจาก ฟิชชันของยูเรเนียม

คุณรู้ไหมว่าในปี 1939 นักฟิสิกส์ชาวฮังการี Leo Szilard ซึ่งตอนนั้นอาศัยอยู่ในสหรัฐอเมริกา ได้ชักชวนให้ Albert Einstein ลงนามในจดหมายถึงประธานาธิบดี F. Roosevelt ซึ่งเตือนว่าพวกนาซีอาจเป็นกลุ่มแรกที่ผลิตระเบิดปรมาณู ในเรื่องนี้ มีการร้องขออย่างยืนกรานให้จัดสรรเงินทุนสำหรับการวิจัยปรมาณูของเราเอง หลังจากนั้นไม่นาน การตัดสินใจนี้ก็เกิดขึ้น และโครงการแมนฮัตตันอันโด่งดังก็เริ่มต้นขึ้น

ในประเทศของเรา หนึ่งในผู้ริเริ่มโครงการนิวเคลียร์ของสหภาพโซเวียตคือ Georgy Nikolaevich Flerov นักศึกษาระดับบัณฑิตศึกษาของ Igor Vasilyevich Kurchatov จากสถาบันฟิสิกส์-เทคนิค ขณะนั้นเขาถูกเกณฑ์เข้ากองทัพแต่ยังคงอ่านวารสารวิทยาศาสตร์อยู่ทุกโอกาส เมื่อค้นพบว่าสิ่งพิมพ์ที่เกี่ยวข้องกับหัวข้ออะตอมได้หายไปจากพวกเขา (ซึ่งหมายความว่างานในพื้นที่นี้ถูกจัดประเภท) เขาเริ่มโจมตีหน่วยงานระดับสูงรวมถึงสตาลินด้วยจดหมาย เพื่อพิสูจน์ความจำเป็นในการพัฒนาโครงการปรมาณูของโซเวียต

การศึกษาเนื้อหาที่ไม่เป็นความลับอีกต่อไปและตีพิมพ์ตั้งแต่ปี 1938-1943 บันทึกการประชุมและสุนทรพจน์คุณเข้าใจว่าเรามีนักฟิสิกส์ที่ยอดเยี่ยมคนไหน: Abram Fedorovich Ioffe, Igor Vasilievich Kurchatov, Sergei Ivanovich Vavilov ฉันชื่นชม A.F. Ioffe และ S.I. Vavilov เป็นพิเศษเพราะพวกเขาทำงานในด้านอื่น ๆ (ดังที่ทราบ A.F. Ioffe เป็นผู้ก่อตั้งวิทยาศาสตร์ของเซมิคอนดักเตอร์ S.I. Vavilov - เกี่ยวกับการเรืองแสง) และปัญหาของนิวเคลียสยังห่างไกลจากพวกเขา แต่พวกเขารอบรู้ในเรื่องเหล่านี้!

ทุกวันนี้ มีสิ่งพิมพ์หลายฉบับอ้างว่านักวิทยาศาสตร์ของเราถูกกล่าวหาว่าไม่จำเป็นต้องทำอะไร - พวกเขาบอกว่าความฉลาดนำมาซึ่งทุกสิ่ง ใช่ แน่นอนว่าความฉลาดก็ทำหน้าที่ของมัน (และเหนือสิ่งอื่นใด เคลาส์ ฟุคส์ ด้วยเหตุผลทางอุดมการณ์) แต่ในความเป็นจริง ไม่มีสติปัญญาสักเท่าไรที่สามารถให้อาวุธปรมาณูแก่เรา และแก้ปัญหาปรมาณูได้ อาวุธปรมาณูถูกสร้างขึ้นในสหภาพโซเวียตเนื่องจากข้อเท็จจริงที่ว่าในช่วงทศวรรษที่ 1920-1930

เป็นเวลาหลายปีที่เรามีโรงเรียนนักฟิสิกส์ในประเทศเป็นของตัวเอง ซึ่งส่วนใหญ่ต้องขอบคุณ A.F. Ioffe และสิ่งที่เรียกว่า "โรงเรียนอนุบาลของ Papa Ioffe" ซึ่งก่อตั้งขึ้นที่ Physico-Technical Institute จุดเริ่มต้นเกิดขึ้นในปี 1919 เมื่อ Abram Fedorovich ร่วมกับ Stepan Prokofievich Timoshenko ก่อตั้งคณะฟิสิกส์และกลศาสตร์ของสถาบันโพลีเทคนิค ในขณะนั้นเป็นสถาบันการศึกษาใหม่เอี่ยม โดยมีวัตถุประสงค์เพื่อฝึกอบรมนักฟิสิกส์ที่มีความเข้าใจในปัญหาทางวิศวกรรม และฝึกอบรมวิศวกรที่มีพื้นฐานทางฟิสิกส์-คณิตศาสตร์ที่ลึกซึ้งมาก ตรงนี้" โรงเรียนอนุบาลสมเด็จพระสันตะปาปาจอฟ" ซึ่งเป็นผู้พิทักษ์แรงงานสังคมนิยมถึงสามครั้ง นักวิชาการหลายสิบคน และในอนาคตได้แก้ไขปัญหานิวเคลียร์ เซมิคอนดักเตอร์ และปัญหาอื่น ๆ อีกมากมายสำหรับประเทศของเรา

แน่นอนว่าทุกวันนี้ โดยเฉพาะหลังจากภัยพิบัติเชอร์โนบิล มีการพูดคุยกันมากมายเกี่ยวกับอันตรายของการใช้พลังงานนิวเคลียร์ และในหลายประเทศกำลังดำเนินมาตรการเพื่อลดพลังงานนิวเคลียร์ แม้ว่าฉันจะไม่ใช่ผู้เชี่ยวชาญในสาขานี้ แต่จากการสนทนาของฉัน การอ่านงานที่เกี่ยวข้อง และการอภิปรายปัญหานี้ในระดับวิทยาศาสตร์ที่เป็นตัวแทน ฉันเชื่อมั่นว่าพลังงานนิวเคลียร์ในศตวรรษที่ 21 จะเป็นแหล่งพลังงานหลักไม่เพียง แต่ในประเทศของเราเท่านั้น แต่ทั่วโลก. และเหนือสิ่งอื่นใด เนื่องจากปริมาณสำรองเชื้อเพลิงฟอสซิลกำลังจะหมดลง พลังงานนิวเคลียร์สมัยใหม่เป็นมิตรกับสิ่งแวดล้อมมากกว่าโรงไฟฟ้าถ่านหินหรือแม้แต่น้ำมันเชื้อเพลิง เรามีการพัฒนาที่ดีมากในด้านเทคโนโลยีเครื่องปฏิกรณ์ และฉันแน่ใจว่าสิ่งนี้จะเกิดขึ้น เพราะพลังงานแสนสาหัสยังห่างไกลจากการเกิดขึ้นจริง กรณีต่อไปนี้เป็นที่น่าสังเกตในเรื่องนี้ เมื่อหัวหน้าโครงการนิวเคลียร์แสนสาหัสของอังกฤษ เซอร์ จอห์น ค็อกครอฟต์ ผู้ได้รับรางวัลโนเบล ถูกนักข่าวถามเมื่อคาดว่าจะสามารถนำพลังงานแสนสาหัสไปใช้ในทางอุตสาหกรรมได้ เขาตอบว่า "ในอีกยี่สิบปีข้างหน้า" เจ็ดปีต่อมา ในการประชุมที่คล้ายกัน Cockcroft ถูกถามคำถามเดียวกันอีกครั้ง ซึ่งมีคำตอบเดียวกันตามมา: “ในยี่สิบปี” และเมื่อนักข่าวที่ประหลาดใจอุทาน: "แต่ขอโทษนะ คุณพูดเรื่องนี้เมื่อเจ็ดปีที่แล้ว!" เขาคัดค้านอย่างใจเย็น: "คุณเห็นไหม ฉันไม่ได้เปลี่ยนมุมมองของฉัน"

วันนี้มุมมองนี้เปลี่ยนไป โครงการระหว่างประเทศของเครื่องปฏิกรณ์แสนสาหัสของ ITER ดำเนินไปอย่างเต็มที่และด้วยการมีส่วนร่วมของเรา แต่จุดเริ่มต้นของการใช้พลังงานแสนสาหัสทางอุตสาหกรรมนั้นมีขึ้นตั้งแต่กลางศตวรรษที่ 21 นั่นคือจะไม่ใช่ในยี่สิบ แต่ในห้าสิบปีทั้งหมด ดังนั้นความหวังจึงสามารถปักหมุดไว้กับพลังงานนิวเคลียร์ได้ พระเจ้าเพียงแต่อนุญาตเท่านั้นว่าไม่มีประเทศใดในโลกที่จะต้องใช้การค้นพบของ O. Hahn และ F. Strassmann ในลักษณะเดียวกับที่ทำโดยประธานาธิบดี G. Truman ของสหรัฐอเมริกาในปี 1945 ระหว่างการทิ้งระเบิดที่ฮิโรชิมาและนางาซากิ

การค้นพบครั้งใหญ่เป็นอันดับสองในวิชาฟิสิกส์ของศตวรรษที่ 20 คือการสร้างทรานซิสเตอร์

ถูกสร้างขึ้นในปี 1947 โดยสามที่โดดเด่น นักฟิสิกส์ชาวอเมริกัน- John Bardeen, Walter Brattain และ William Shockley ในห้องทดลองของ Bell Telephone การค้นพบนี้เป็นผลมาจากการพัฒนาอย่างรวดเร็วของฟิสิกส์เซมิคอนดักเตอร์ เทคโนโลยีเซมิคอนดักเตอร์และเหนือสิ่งอื่นใดคือเรดาร์ในช่วงสงครามโลกครั้งที่สอง

John Bardeen เป็นหนึ่งในที่สุด นักฟิสิกส์ที่โดดเด่นศตวรรษที่ XX โดยหลักแล้วในสาขาฟิสิกส์สสารควบแน่น ผู้ได้รับรางวัลโนเบลสาขาฟิสิกส์เพียงสองครั้งในสาขาวิทยาศาสตร์เดียวกันในประวัติศาสตร์ฟิสิกส์ เขาได้รับรางวัลชนะเลิศในปี พ.ศ. 2499 ร่วมกับ W. Brattain และ W. Shockley สำหรับการค้นพบทรานซิสเตอร์และรางวัลที่สองในปี พ.ศ. 2515 ร่วมกับ L. Cooper และ J. Schrieffer สำหรับทฤษฎีตัวนำยิ่งยวดซึ่งสำหรับ ครั้งแรกที่ให้คำอธิบายที่สมบูรณ์เกี่ยวกับปรากฏการณ์ลึกลับนี้ที่ค้นพบโดย Heicke Kamerlingh Onnes ในปี 1911 ในฮอลแลนด์

นีลส์ โบห์ร และอับราม เฟโดโรวิช ไอออฟเฟ่ มอสโก พ.ศ. 2477

โต๊ะทำงานของอ็อตโต ฮาห์น พิพิธภัณฑ์เยอรมัน มิวนิก การทดลองครั้งแรกในการศึกษาสารกัมมันตภาพรังสีได้ดำเนินการบนโต๊ะดังกล่าว

การสัมมนาของ A.F. Ioffe, 1916 นั่ง (จากซ้ายไปขวา): P. I. Lukirsky, A. F. Ioffe, N. N. Semenov; ยืน: Y. G. Dorfman, Y. R. Schmidt, K. F. Nesturkh, N. I. Dobronravov, M. V. Kirpicheva, Y. I. Frenkel, A. P. Yushchenko, I. K. Bobr และ P. L. Kapitsa

พ.ศ. 2490 (ค.ศ. 1947): John Bardeen, William Shockley และ Walter Brattain มองทรานซิสเตอร์ตัวแรกของพวกเขา (ดังภาพด้านบน) ผ่านกล้องจุลทรรศน์

เครื่องปฏิกรณ์นิวเคลียร์เพื่อการวิจัยแบบอนุกรม ออกแบบโดยสมาคมการผลิต Atomenergoexport 1980

คอมพิวเตอร์เครื่องแรกซึ่งปรากฏในช่วงปลายทศวรรษ 1940 ใช้หลอดวิทยุ ซึ่งร้อนจัดและมีแนวโน้มที่จะไหม้โดยไม่คาดคิด

เครื่องกำเนิดควอนตัมโมเลกุล (เมเซอร์) 1955 พิพิธภัณฑ์ประวัติศาสตร์สถาบันฟิสิกส์วิศวกรรมแห่งรัฐมอสโก (มหาวิทยาลัยเทคนิค)

I. E. Tamm, F. Dyson, R. Peierls และ V. L. Ginzburg การประชุมนานาชาติในวิชาฟิสิกส์อนุภาค มอสโก พ.ศ. 2499

Niels Bohr และ Lev Davidovich Landau ในงาน “Feast of Archimedes” ที่มหาวิทยาลัยแห่งรัฐมอสโก เมื่อปี 1961

นักวิชาการ Ya. B. Zeldovich, Yu. B. Khariton และ N. N. Semenov

คณะกรรมการบริหารของ USSR Academy of Sciences มอบรางวัลสูงสุดแก่ John Bardeen - เหรียญ M. V. Lomonosov และ John Bardeen พูดในการประชุมครั้งสุดท้ายของการประชุมนานาชาติเรื่องฟิสิกส์เซมิคอนดักเตอร์ในปี 1960 กล่าวว่า "วิทยาศาสตร์เป็นสากล ฟิสิกส์เป็นสากล ไม่มีฟิสิกส์ระดับชาติ และฟิสิกส์ของเซมิคอนดักเตอร์พิสูจน์ให้เห็นอย่างชัดเจน: มันถูกสร้างขึ้นโดยวิลสันเป็นหลัก และ Mott ในอังกฤษ, Schottky - ในเยอรมนี, Ioffe และ Frenkel - ในสหภาพโซเวียต" เมื่อวันที่ 23 ธันวาคม พ.ศ. 2490 ครั้งแรก เครื่องขยายเสียงทรานซิสเตอร์ยุคใหม่แห่งอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ได้เริ่มต้นขึ้น และหลังจากนั้นไม่นาน สาขาวิชาวิทยาศาสตร์และเทคนิคที่กว้างขวางมากก็ปรากฏขึ้น ซึ่งนำไปสู่การเปลี่ยนแปลงทางสังคมครั้งใหญ่ในโลก

มีเหตุผลเฉพาะเจาะจงมากที่ทำให้ทรานซิสเตอร์เกิดในสหรัฐอเมริกา แต่เราต้องไม่ลืมว่ามีส่วนช่วยอย่างมากในเรื่องนี้ การค้นพบที่โดดเด่นมนุษยชาติได้รับการแนะนำโดยนักฟิสิกส์ในประเทศของเรา

งานเหล่านี้เริ่มต้นขึ้นเมื่อหลายปีก่อนสงครามและงานของ Oleg Vasilyevich Losev นักประดิษฐ์ที่เก่งกาจจากห้องปฏิบัติการวิทยุ Nizhny Novgorod ซึ่งเสียชีวิตก่อนกำหนดมีส่วนอย่างมากต่อการพัฒนาของพวกเขา การค้นพบอื่น ๆ ของ Losev คือการสร้างเครื่องขยายเสียงคริสตัล "Kristadin ของ Losev" แต่อย่างที่พวกเขากล่าวว่าไข่มีราคาแพงสำหรับวันของพระคริสต์ เมื่อการค้นพบเกิดขึ้นเร็วเกินไป และความทันสมัยและเทคโนโลยีไม่พร้อมสำหรับสิ่งนี้ การค้นพบเหล่านั้นมักจะ "ล้มเหลว" และถูกลืมไป

แต่ตัวอย่างเช่น ข้อเท็จจริงข้อนี้ก็น่าสนใจเช่นกัน เมลวิน เคลลี รองประธานบริษัทโทรศัพท์ Bell ที่ใหญ่ที่สุด ก่อตั้งกลุ่มเพื่อทำการวิจัยในปี 1945 ในสาขาฟิสิกส์สถานะของแข็งและการพัฒนาวิธีการทางเทคนิคใหม่สำหรับเรดาร์ ได้กำหนดภารกิจหลักในการทดสอบทฤษฎีควอนตัมสำหรับสสารควบแน่น กลุ่มนี้แข็งแกร่งผิดปกติ รวมถึงสามคนที่ได้รับรางวัลโนเบล เช่นเดียวกับนักฟิสิกส์ชื่อดัง เจอรัลด์ เพียร์สัน และวิศวกรไฟฟ้าเคมี เครื่องกล และห้องปฏิบัติการที่มีคุณสมบัติเหมาะสมอีกหลายคน พนักงานของกลุ่มได้ค้นพบปรากฏการณ์ทางกายภาพใหม่ๆ ซึ่งกลายเป็นพื้นฐานของทรานซิสเตอร์สนามแม่เหล็กและทรานซิสเตอร์ที่เรียกว่าไบโพลาร์

ในปี พ.ศ. 2501 ได้มีการสร้างวงจรรวมชุดแรกขึ้น มันเป็นเวเฟอร์ของผลึกเดี่ยวซิลิคอนที่มีพื้นที่หลายตารางเซนติเมตรซึ่งได้รับทรานซิสเตอร์สองตัวและโซ่ทรานซิสเตอร์ RC ไมโครโปรเซสเซอร์สมัยใหม่ที่มีด้านข้างขนาด 1.8 เซนติเมตรมีทรานซิสเตอร์ 8 ล้านตัว หากขนาดของทรานซิสเตอร์ตัวแรกวัดเป็นเศษส่วนของมิลลิเมตร ในปัจจุบันวิธีการถ่ายภาพด้วยแสงทำให้ได้ขนาด 0.35 ไมครอน นี่คือระดับเทคโนโลยีที่ทันสมัย ในอนาคตอันใกล้นี้คาดว่าจะมีการเปลี่ยนไปใช้ขนาด 0.18 ไมครอนและใน 5-7 ปี - เป็น 0.1 ไมครอน

แต่อย่างอื่นก็น่าสนใจ ในอีกด้านหนึ่ง เราสามารถพูดได้ว่านี่เป็นความก้าวหน้าทางเทคนิคอย่างมาก แต่ในทางกลับกัน ในทางกายภาพล้วนๆ ไม่มีปรากฏการณ์ใหม่เกิดขึ้นที่นั่น: สนามเดียวกันและ ทรานซิสเตอร์สองขั้วและผลกระทบแบบเดียวกันที่ถูกค้นพบในช่วงปลายทศวรรษที่ 1940 อย่างไรก็ตาม มันเป็นเทคโนโลยีนี้ มันเป็นการค้นพบทางกายภาพที่กลายเป็นพื้นฐานของไมโครอิเล็กทรอนิกส์สมัยใหม่ทั้งหมด และไมโครอิเล็กทรอนิกส์สมัยใหม่ได้เปลี่ยนแปลงโลก

ฉันจะยกตัวอย่างง่ายๆ จนถึงต้นศตวรรษที่ 20 สหรัฐอเมริกาเป็นประเทศเกษตรกรรม ซึ่งหมายความว่าในสี่กลุ่มหลักของประชากรวัยทำงาน - ผู้ที่ทำงานในอุตสาหกรรม เกษตรกรรมภาคบริการและสาขาวิทยาการคอมพิวเตอร์ (ซึ่งรวมถึงนักบัญชี) - กลุ่มคนงานที่ใหญ่ที่สุดคือผู้ที่ทำงานในภาคเกษตรกรรม ในช่วงกลางศตวรรษ สหรัฐอเมริกากลายเป็นประเทศอุตสาหกรรมเนื่องจากกลุ่มที่ใหญ่ที่สุดคือกลุ่มที่ทำงานในอุตสาหกรรม และตั้งแต่ประมาณปี 1955 เป็นต้นมา สหรัฐอเมริกาก็เป็นประเทศหลังยุคอุตสาหกรรมไปแล้ว เนื่องจากกลุ่มประชากรทำงานที่ใหญ่ที่สุดคือผู้ที่มีส่วนร่วมในการรับและใช้ข้อมูล

แต่สิ่งที่น่าทึ่งก็คือ ในปี 1970 กลุ่มนี้เข้าถึง 50% ของประชากรทำงานในสหรัฐฯ และตั้งแต่นั้นมา ในเวลา 30 ปี ส่วนแบ่งของกลุ่มนี้ก็แทบไม่เปลี่ยนแปลงเลย จำนวนผู้ถูกจ้างงานในอุตสาหกรรมและเกษตรกรรมยังคงลดลงเล็กน้อย จำนวนผู้ทำงานในภาคบริการกำลังเพิ่มขึ้น แต่จำนวนผู้ถูกจ้างงานในสาขาวิทยาการคอมพิวเตอร์ยังคงเท่าเดิม และสิ่งนี้เกิดขึ้นได้เนื่องมาจากการปฏิวัติคอมพิวเตอร์

ดังนั้นการค้นพบทรานซิสเตอร์จึงนำไปสู่การเปลี่ยนแปลงในโครงสร้างทางสังคมของประชากร ครั้งแรกในประเทศที่พัฒนาแล้ว และค่อยๆ ในประเทศอื่นๆ ทั้งหมด การค้นพบทรานซิสเตอร์ทำให้เรามีสิทธิ์พูดคุยเกี่ยวกับการกำเนิดของยุคหลังอุตสาหกรรม ยุคของสังคมสารสนเทศ

เหตุการณ์ทางวิทยาศาสตร์ระดับโลกครั้งที่สามของศตวรรษที่ 20 ซึ่งค่อนข้างเกี่ยวข้องกับการสร้างทรานซิสเตอร์คือการค้นพบหลักการของเลเซอร์เมเซอร์ และเสร็จสิ้นในปี พ.ศ. 2497-2498 เกือบจะพร้อมกันโดย Charles Townes ในสหรัฐอเมริกาและ Nikolai Gennadievich Basov และ Alexander Mikhailovich Prokhorov ที่สถาบันทางกายภาพของ Academy of Sciences ของสหภาพโซเวียต

หากในเรื่องราวเกี่ยวกับทรานซิสเตอร์ฉันพูดเฉพาะเกี่ยวกับการมีส่วนร่วมในการค้นพบโดยนักวิทยาศาสตร์โซเวียตของโรงเรียน "Papa Ioffe" ดังนั้นเพื่อนร่วมงานชาวอเมริกันผู้ยิ่งใหญ่ของเราจึงได้รับเกียรติจากการค้นพบหลักการเลเซอร์ - เมเซอร์ . นี่เป็นข้อพิสูจน์ที่ชัดเจนจากข้อเท็จจริงที่ว่าในปี 1964 รางวัลโนเบลสาขาฟิสิกส์ - และไม่เคยถูกมอบให้กับนักวิทยาศาสตร์โซเวียตและรัสเซียอย่างเบาๆ - เนื่องจากสถานการณ์ที่หลีกเลี่ยงไม่ได้ คราวนี้ Townes จึงต้องแบ่งปันกับ Basov และ Prokhorov

ในสารานุกรมอเมริกัน เกี่ยวกับการมอบรางวัลให้กับ N. G. Basov และ A. M. Prokhorov ในปี 1964 ได้มีการอ้างอิงคำพูดของประธานคณะกรรมการโนเบลสาขาฟิสิกส์ เขาบอกว่าโลกวิทยาศาสตร์ตกใจมากที่ได้เรียนรู้สิ่งนั้นดี เป็นที่รู้จักไปทั่วโลกนักวิทยาศาสตร์ Charles Townes แบ่งปันรางวัลโนเบลกับชาวรัสเซียสองคนที่ไม่รู้จักซึ่งใช้วิธีการดั้งเดิมในการค้นพบแบบเดียวกับอุปกรณ์สมัยใหม่ของ C. Townes “แต่” เขากล่าวโดยสรุป “งานที่ดำเนินการโดยวิธีการทดลองดั้งเดิมควรได้รับการส่งเสริมไม่น้อยไปกว่าการค้นพบที่ทำขึ้นเพียงกดปุ่มบนอุปกรณ์ราคาแพงสมัยใหม่” อย่างไรก็ตาม ประธานคณะกรรมการโนเบลผู้เป็นที่เคารพนับถือเกิดความผิดพลาด เนื่องจากวิธีการทดลองในสถาบันฟิสิกส์ชั้นนำของเรา ได้แก่ FIAN และ Phystech ในขณะนั้นแทบไม่แตกต่างจากวิธีการที่คล้ายกันในห้องปฏิบัติการของตะวันตก รวมถึงในอเมริกาด้วย

ทุกคนรู้ดีว่าเทคโนโลยีเลเซอร์มีการพัฒนาอย่างรวดเร็วและมีการใช้กันอย่างแพร่หลาย มันได้กลายเป็นเครื่องมือทางเทคนิคและเทคโนโลยีที่ทรงพลังในการแพทย์ ด้วยความช่วยเหลือการดำเนินการที่ซับซ้อนที่สุด แต่ค่อนข้างคุ้นเคยอยู่แล้วดำเนินการเชื่อมและตัดวัสดุ ไม่มีความลับว่ามีอาวุธเลเซอร์ที่สามารถยิงดาวเทียมตกได้ ในขณะเดียวกัน เลเซอร์ในปัจจุบันก็เป็นเครื่องมือข้อมูลที่ทรงพลัง และในสาขาวิทยาการคอมพิวเตอร์ เลเซอร์เซมิคอนดักเตอร์มีบทบาทอย่างมาก

ในปี 1970 ชาวอเมริกันได้สร้างเส้นใยสูญเสียต่ำเป็นครั้งแรก และในห้องปฏิบัติการฟิสิกส์เทคนิคของเราในขณะนั้น เลเซอร์เซมิคอนดักเตอร์ที่ทำงานในโหมดต่อเนื่องที่อุณหภูมิห้องโดยยึดตามสิ่งที่เรียกว่าโครงสร้างเฮเทอโรของเซมิคอนดักเตอร์ปรากฏขึ้นเป็นครั้งแรกในโลก นี่คือที่มาของการสื่อสารผ่านใยแก้วนำแสง จากนั้นเลเซอร์เซมิคอนดักเตอร์ก็เริ่มมีการใช้กันอย่างแพร่หลายในเครื่องเล่นเลเซอร์ที่รู้จักกันดีในปัจจุบัน โดยที่เลเซอร์เซมิคอนดักเตอร์ขนาดเล็กทำหน้าที่เป็นเข็มในการขจัดข้อมูล

ในด้านหนึ่ง เลเซอร์ เทคโนโลยีเลเซอร์ ฟิสิกส์ของการสร้างเลเซอร์ ถือเป็นชัยชนะของทฤษฎีควอนตัม ในทางกลับกัน พวกเขามีพลัง วิธีการทางเทคนิคซึ่งผมขอย้ำอีกครั้งว่าส่วนใหญ่กำหนดทั้งความก้าวหน้าและการเปลี่ยนแปลงในโครงสร้างทางสังคมของสังคม

ตอนนี้เราคาดหวังอะไรได้บ้าง?

ในอีกไม่กี่ทศวรรษข้างหน้า เห็นได้ชัดว่าเราไม่สามารถคาดหวังคำอธิบายปรากฏการณ์ทางธรรมชาติที่ไม่มีชีวิตได้เพิ่มขึ้นครั้งใหม่ และฟิสิกส์ก็เกี่ยวข้องกับประเด็นนี้อย่างแม่นยำ

ความจริงก็คือสถานการณ์การปฏิวัติคล้ายกับสถานการณ์ที่ก่อให้เกิดกาแล็กซีอันยอดเยี่ยมของนักวิทยาศาสตร์ที่โดดเด่นทั้งของเราและจากต่างประเทศผู้สร้างสมัยใหม่ ฟิสิกส์ควอนตัม- ฉันขอย้ำอีกครั้งว่าจะต้องมีวิกฤตความเป็นผู้นำบางอย่าง ทิศทางทางวิทยาศาสตร์และในปัจจุบันเรายังไม่ทราบว่าจะเกิดขึ้นในทฤษฎีควอนตัมหรือไม่ เห็นได้ชัดว่ามันจะไม่เกิดขึ้น

ครั้งหนึ่ง Rudolf Peierls นักฟิสิกส์ชาวอังกฤษผู้มีชื่อเสียงคนหนึ่งซึ่งเป็นหนึ่งในผู้เข้าร่วมอย่างแข็งขันทั้งในโครงการแมนฮัตตันในสหรัฐอเมริกาและการสร้างอาวุธปรมาณูในบริเตนใหญ่ทำงานมากในประเทศของเราในวิชาฟิสิกส์เลนินกราดและคาร์คอฟ และสถาบันเทคโนโลยี (ก่อนสงครามเขาอาศัยอยู่ในสหภาพโซเวียตเป็นเวลานาน) เมื่อพูดถึงกาแล็กซีทองคำของนักฟิสิกส์ในช่วงทศวรรษปี 1920 บอกฉันว่า:“ ใช่แล้ว มันเป็นช่วงเวลาพิเศษที่ผู้คนพูด ของ “ชนชั้นหนึ่ง” ทำงานได้อย่างยอดเยี่ยมในด้านวิทยาศาสตร์ และผู้คนของ “ชนชั้นสอง” ก็ทำงานในระดับหนึ่ง” แน่นอนว่าสิ่งนี้สะท้อนให้เห็นถึงความสุภาพเรียบร้อยที่สุดของนักฟิสิกส์ที่โดดเด่นคนหนึ่งของศตวรรษที่ 20 แต่ในขณะเดียวกันคำพูดของเขาก็สะท้อนถึงสถานการณ์ที่พัฒนาขึ้นในช่วงเวลาทองของฟิสิกส์ในทางใดทางหนึ่ง

ครั้งหนึ่งฉันเคยดูสิ่งที่เราทำในขณะนั้นในทีมเล็กๆ ของสถาบันฟิสิกส์-เทคนิค และรู้สึกตกใจกับขนาดของความสำเร็จดังกล่าว และนี่ในประเทศที่ยังคงได้รับความเสียหายหลังสงครามกลางเมือง!

ในปี 1921 Abram Fedorovich Ioffe, Alexey Nikolaevich Krylov และ Dmitry Sergeevich Rozhdestvensky ไปต่างประเทศเป็นครั้งแรกหลังการปฏิวัติ Abram Fedorovich พา Pyotr Leonidovich Kapitsa ไปด้วยซึ่งตอนนั้นอยู่ในสภาพที่ร้ายแรงมาก (ภรรยาและลูกเล็กสองคนของเขาเสียชีวิตในปี 2462) และเขาไปทำงานให้กับ E. Rutherford และตัว Ioffe เองก็ใช้งบประมาณที่จัดสรรไว้สำหรับการเดินทางครั้งนั้น ซื้ออุปกรณ์ทันสมัยจำนวน 42 กล่องให้กับ Phystech และสมัครเป็นสมาชิกเกือบ 50 กล่อง วารสารวิทยาศาสตร์- ขอพระเจ้าให้สามารถเดินทางได้อย่างมีประสิทธิภาพเช่นนี้ได้ในทันที

แน่นอนว่าในยุคของเรานี้ ผมขอย้ำอีกครั้งว่าไม่มีสถานการณ์การปฏิวัติเช่นนี้ แต่ถึงกระนั้นการเปลี่ยนแปลงที่น่าสนใจและสำคัญก็อาจจะเกิดขึ้นได้ และเหนือสิ่งอื่นใดในฟิสิกส์ของสิ่งที่เรียกว่าโครงสร้างเฮเทอโรเซมิคอนดักเตอร์ โครงสร้างผลึกเดี่ยว ซึ่งมีการเปลี่ยนแปลงไปสู่รูปแบบที่แตกต่างกัน องค์ประกอบทางเคมีสาร ทุกวันนี้ระดับของเทคโนโลยีนี้มาถึงจุดที่เรารู้วิธี "วาง" อะตอมต่ออะตอมและสร้างโครงสร้างพื้นฐานใหม่อย่างแท้จริง เราสามารถพูดได้ดังนี้: เราทดลองสร้างวัตถุซึ่งใช้ทดสอบปัญหาสำหรับตำรากลศาสตร์ควอนตัมได้ โดยสร้างวัตถุทดลองเหล่านี้ในหลายๆ วิธี

แต่ไม่เพียงเท่านั้น เราสร้างระบบที่มีขนาดก๊าซอิเล็กตรอนลดลง เมื่ออิเล็กตรอนถูกจำกัดไม่ว่าจะในระนาบหรือในมิติเดียว ในเส้นลวด หรือโดยทั่วไปมีโครงสร้างเป็นศูนย์มิติ สิ่งเหล่านี้เรียกว่าจุดควอนตัม ซึ่งมนุษย์สร้างขึ้น ,อะตอมเทียม เราสามารถเปลี่ยนคุณสมบัติได้ตามที่เราต้องการ และแน่นอนว่าจากสาขานี้ ชิ้นส่วนอิเล็กทรอนิกส์ยุคใหม่ที่จะเปลี่ยนแปลงไปอย่างสิ้นเชิงจะเติบโตขึ้นอย่างแน่นอน ระบบสารสนเทศวันนี้สมบูรณ์แบบแล้ว

จุดควอนตัม, ลวดควอนตัม, ฟิสิกส์มิติควอนตัมของสสารควบแน่น - มีปรากฏการณ์ทางกายภาพใหม่ ๆ มากมาย, ความคิดทางกายภาพใหม่ ๆ ที่ฉันหวังว่าใน 10-20 ปีข้างหน้าจะเป็นไปได้ที่จะพูดเกี่ยวกับพื้นที่นี้ว่าไม่มี แค่เปลี่ยนระบบข้อมูลทางเทคนิค แต่ยังให้ปรากฏการณ์ทางกายภาพใหม่ๆ มากมายแก่เราอีกด้วย

บางทีนี่อาจเป็นเพียงหน่อที่อ่อนแอมากที่ปรากฏโดยเฉพาะในการศึกษาโครงสร้างเฮเทอโรเซมิคอนดักเตอร์ การเกิดขึ้นของแนวคิดเชิงปฏิวัติบางอย่างก็เป็นไปได้เช่นกัน ฉันคิดว่าการค้นพบเอฟเฟกต์ฮอลล์ควอนตัมแบบเศษส่วนโดย Horst L. Stormer, Daniel Tsui และ Robert Lochlin ซึ่งพวกเขาได้รับรางวัลโนเบลสาขาฟิสิกส์ในปี 1998 อาจกลายเป็นผู้บุกเบิกแนวคิดการปฏิวัติใหม่ในเรื่องสสารควบแน่น ฟิสิกส์ (ดู " วิทยาศาสตร์และชีวิต" ฉบับที่ 1, 1999 - หมายเหตุบรรณาธิการ) ในสนามแม่เหล็กแรงสูงและอุณหภูมิต่ำมาก มีการค้นพบปรากฏการณ์จำนวนหนึ่งซึ่งสามารถอธิบายได้โดยการสมมุติว่าของเหลวควอนตัมจะต้องมีส่วนประกอบที่มีประจุเป็นเศษส่วน ความจริงที่ว่าข้อเท็จจริงเชิงทดลองปรากฏว่าต้องใช้คำอธิบายที่คล้ายกันและไม่สำคัญเลย แสดงให้เห็นแล้วว่าไม่ใช่ทุกสิ่งที่เป็นระเบียบใน "อาณาจักรนี้" และสิ่งใหม่และน่าสนใจสามารถเกิดขึ้นได้ที่นี่

ด้วยความเสียใจ เราสามารถพูดได้ว่าตัวนำยิ่งยวดที่อุณหภูมิสูง ซึ่งค้นพบโดย Alex Müller และ Georg Bednorz ในปี 1986 นั้นแทบไม่ได้ให้อะไรกับการฝึกฝนเลย และแม้แต่โดยทั่วไปก็ไม่ได้เปลี่ยนความคิดของเราอย่างมีนัยสำคัญ เราสามารถพูดได้ว่าโปรแกรมเทอร์โมนิวเคลียร์ขนาดใหญ่ที่ควบคุมซึ่งผลิตสิ่งที่น่าสนใจมากมายสำหรับฟิสิกส์พลาสมายังไม่พบของจริง การประยุกต์ใช้จริง- แต่อาจมีบางอย่างเกิดขึ้นในพื้นที่เหล่านี้ด้วย แต่สำหรับวัตถุขนาดควอนตัมของฟิสิกส์สสารควบแน่น เส้นลวดควอนตัม และจุดควอนตัม ที่นี่เราสามารถคาดหวังการเปลี่ยนแปลงในแนวคิดพื้นฐานทางกายภาพได้อย่างแน่นอน และด้วยเหตุนี้จึงเป็นการระเบิดครั้งใหม่ทางวิทยาศาสตร์

บันทึกโดย เอ็น. ดอมรินา.