© Наталия Теряева, 2022
ISBN 978-5-0059-1865-9
Создано в интеллектуальной издательской системе Ridero
Элементы жизни
Наталия Теряева
В книге собраны и детально представлены в доступной форме широкому кругу читателей самые значительные эксперименты нашего времени в области ядерной физики и физики элементарных частиц, включая физику нейтрино и нейтринную астрофизику: синтез новых сверхтяжелых элементов в Лаборатории ядерных реакций Объединенного института ядерных исследований в Дубне, эксперименты Большого адронного коллайдера Европейской организации ядерных исследований в Женеве и коллайдера тяжелых ионов NICA в Дубне, международные нейтринные эксперименты OPERA и Baikal-GVD.
Сюжет книги демонстрирует связь великих теоретических открытий в физике и расширения знаний об устройстве Вселенной с технологическим прогрессом человечества.
Автор убедительно и увлекательно рассказывает о деятельности великих российских физиков нашего времени – теоретиков и экспериментаторов, жизнь и творчество которых может служить достойным примером для молодого поколения.
Книга написана прекрасным и точным языком и повествует об исследованиях на самом переднем крае науки, результаты которых получаются и обрабатываются прямо сейчас, буквально на наших глазах в упомянутых выше крупнейших научных центрах мира. Автор показывает, как результаты таких исследований меняют жизнь отдельного человека и всего человечества.
Книга актуальна и созвучна нашему времени.
Академик В. А. Матвеев, научный руководитель Объединенного института ядерных исследований
Я выражаю искреннюю признательность и благодарность всем, кто помог мне создать эту книгу:
моему мужу, физику-теоретику Олегу Валериановичу Теряеву за вдохновение и ценные научные советы;
моим собеседникам, которые открыли мне глаза на тайны и загадки нашей Вселенной: академикам Юрию Цолаковичу Оганесяну, Дмитрию Васильевичу Ширкову, Виктору Анатольевичу Матвееву, Альберту Никифоровичу Тавхелидзе, Алексею Норайровичу Сисакяну, Владимиру Георгиевичу Кадышевскому, Григорию Владимировичу Трубникову, Исааку Марковичу Халатникову, Борису Лазаревичу Иоффе, нобелевскому лауреату Мюррею Гелл-Манну, членам-корреспондентам РАН Евгению Александровичу Красавину, Дмитрию Игоревичу Казакову, Владимиру Димитриевичу Кекелидзе, профессорам Самоилу Михелевичу Биленькому, Сергею Николаевичу Дмитриеву, Вячеславу Борисовичу Приезжеву, Виктору Васильевичу Воронову, Михаилу Игоревичу Панасюку, Хорсту Штокеру, Вальтеру Грайнеру, Юрию Алексеевичу Горнушкину, Александру Григорьевичу Ольшевскому, Александру Савельевичу Сорину, Владимиру Васильевичу Коренькову, доктору физико-математических наук Алексею Вячеславовичу Гуськову;
Объединенному институту ядерных исследований за поддержу в издании книги;
моим преподавателям, коллегам и собеседникам в Университете Регенсбурга (Universität Regensburg), в Политехнической школе (École Polytechnique) в Париже, в Лаборатории теоретической физики CNRS и Университета Париж-Юг (Université Paris-Sud) в Орсэ, в Центре теоретической физики CNRS в Марселе, в Институте физики частиц и ядерной физики Карлова университета в Праге, в Университете Инсубрии в Комо (Università degli Studi dell’Insubria) за помощь в понимании устройства европейской системы высшего образования и научных исследований и жизни общества стран Европы;
моим школьным учителям математики, физики, химии, биологии, немецкого языка, русского языка и литературы за мой интерес к этим предметам, превратившийся в профессию;
моим ученикам, надежда на разумное будущее которых поддерживала меня в написании этой книги.
Краткое Предисловие, или Вселенная элементарна
Если вы уверены, что рак лечится травами и подсолнечным маслом, то вам обязательно нужно прочесть эту книгу.
Забавно слышать советы вроде: «Бросьте ваши лекарства – это же химия! Лечитесь травами!» Дающие эти советы не подозревают, что все на свете – это химия. Травы, камни, звери, люди, небо, звезды – все во Вселенной состоит из химических элементов.
Пока нам известно, что самая последняя заполненная клетка в периодической таблице химических элементов Менделеева имеет номер сто восемнадцать. Девяносто два элемента в разных количествах присутствуют в земной природе. Остальные, начиная со 93-го, получены человеком в лабораторных условиях.
Кто-то может подумать, что элементы открывали в той же последовательности, в которой они расположены в таблице Менделеева. Вовсе нет. Время открытия первых восьмидесяти трех элементов никак не связано с их местом в периодической таблице химических элементов. Чаще всего люди обнаруживали химические элементы, когда те случайно вплетались в их бытовую жизнь.
Правда, некоторые элементы ученые искали специально, – иногда из любопытства, иногда предполагая в них особые, полезные свойства.
Каждый химический элемент получил в таблице место в зависимости от своего характера. Элементы, как и люди, наделены характером!
У людей характер определяется генами родителей и воспитанием. Химическим элементам характер формирует структура их атома. А проявляется характер химических элементов подобно человеческому – во взаимодействии с другими элементами.
Великий русский химик Дмитрий Иванович Менделеев потратил немало времени и изобретательности, чтобы сопоставив характерные особенности элементов (химические свойства и массу атома), придумать для них двумерную табель о рангах. В этой табели каждый химический элемент расположился на пересечении своей группы и своего периода. В любой из групп собраны элементы с похожими физико-химическими свойствами. А периоды составили элементы с последовательно возрастающей атомной массой. Химические свойства элементов одного периода меняются от щелочных металлов к инертным газам. И это повторяется от периода к периоду.
Возьмем для примера четвертый период таблицы Менделеева. Если атомная масса первого элемента этого периода, элемента номер девятнадцать – калия (К), – возрастет на единицу, то… вот те на – получаем из калия кальций (Са), металл уже не щелочной, а щелочно-земельный! Теперь к массе щелочно-земельного металла кальция добавляем единичку, и кальций превращается в легкий и мягкий переходный металл скандий (Sc) – редкоземельный элемент. Снова и снова прибавляя по единичке к атомной массе очередного элемента четвертого периода, постепенно добираемся от щелочного металла калия к последнему элементу периода – инертному газу под названием «криптон» (Kr). А если теперь массу атома криптона увеличим на единицу, то снова получим щелочной металл – рубидий (Rb), первый элемент следующего, пятого периода. Вот и прояснилось, отчего система химических элементов названа периодической – химические свойства элементов в таблице с возрастанием массы их атомов периодически повторяются.
