Авдеева Екатерина Григорьевна: другие произведения.

Частицы

Журнал "Самиздат": [Регистрация] [Найти] [Рейтинги] [Обсуждения] [Новинки] [Обзоры] [Помощь]
 Ваша оценка:
  • Аннотация:
    Пока плохо сбалансированное месиво из трех рассказов про элементарные (и составные) частицы, двух пояснений к ним "Как устроен физический мир" и одного стихотворения. Сборник будет совершенствоваться и, возможно, пополняться. (Частицы в рассказах как маленькие человечки)

Содержание


Над океаном (распад мюона, рассказ)
Как устроен физический мир - 1 (пояснение)
Жак и Люси (столкновение протонных пучков, рассказ)
Ария несчастного электрона (стихотворение)
Как устроен физический мир - 2 (пояснение)
Три брата (бэта-распад нейтрона, рассказ)
  

Над океаном (распад мюона, рассказ)

   Некоторым частицам дарована удивительно долгая жизнь, а всем остальным отведены только считанные доли секунды.
   Стоял приятный прохладный вечер. Легкий ветерок едва заметно шевелил тихую гладь океана, в которой отражалось безоблачное голубое небо. Мюон родился в верхних слоях атмосферы в результате каскада последовательных реакций космической частицы. Его маленький быстрый брат - мюонное антинейтрино - тут же улетел вперед и исчез из поля зрения.
   Мюон двигался вниз, наслаждаясь вечерней прохладой, по направлению к теплому океану, который простирался во всех направлениях бесконечно далеко. Он потрогал свой огромный живот, похожий на большой шар. Живот был покрыт необыкновенно тонкой кожицей. Показалось, что она вот-вот лопнет, и мюон отдернул руку.
   Вдруг мюон заметил справа от себя что-то очень большое и испугался. Он интуитивно выпустил фотон, чтобы оттолкнуться. Фотон попал в электрон. Испустив фотон, мюон отдал часть своей энергии, а электрон принял ее. И получилось так, что после этого взаимодействия две частицы сравнялись и дальше полетели рядом.
   - Спасибо, брат! - сказал электрон.
   - За что? - удивился мюон.
   - За то, что выбил меня из атома. Я уже думал, что застрял там навечно. А тут ты.
   - Да... Я и не хотел даже, - признался мюон. - Но я рад, что тебе помог.
   - Меня зовут Рома, - представился электрон.- А тебя?
   - Не знаю, - мюон растерянно развел руками. - Меня никак не зовут.
   - Ах, да, конечно, - сказал Рома. - Тебя никак не зовут. Зачем давать имя частице, которая скоро лопнет?
   - И с чего это ты взял, что я скоро лопну? - с обидой в голосе спросил мюон.
   - А что тут знать? Ты думаешь, я первый раз в жизни вижу мюон? Да вы летает здесь постоянно! Я видел много мюонов и наблюдал за ними, хотя, признаюсь, никогда мюон не был от меня так близко, как сейчас ты. Твое время - 2.2 микросекунды. Может быть, чуть больше или чуть меньше. А потом - все. Ты лопнешь.
   - Две... микросекунды? - сглотнув, переспросил мюон.
   - Да.
   - Это, вроде, звучит как очень мало...
   - Так и есть. Но, прости, друг, такая уж у тебя судьба. Но ты помог мне, и я хочу теперь помочь тебе. А раз времени у нас мало, скажи сразу, что ты хочешь, чтоб я для тебя сделал.
   - Сделай так, чтобы я прожил подольше, - попросил мюон. - Ну, хотя бы день.
   - День?! Ты просишь невозможного. Я не могу этого сделать.
   - Что же ты можешь сделать? - спросил мюон. - Могу я хотя бы долететь до океана?
   - Некоторые долетают, - ответил Рома.
   - Ой, ой! - закричал вдруг мюон, скорчился и схватился за живот.
   - Что случилось? - спросил Рома.
   - Живот заболел.
   - Хм... - грустно сказал рома. - Наверное, живот готовится лопнуть.
   Потом больно стало еще раз, и мюон закричал.
   - Рома, Рома! Сделай, чтобы мне было не так больно, пожалуйста! - попросил мюон.
   - Я не знаю как, - электрон пожал плечами. Он попытался помассировать живот, но мюону от этого стало еще больнее.
   - Нет, прекрати! - закричал тот. - Рома, а как вообще умирают мюоны?
   - Живот лопается, - ответил Рома.
   - А мне будет еще больнее? - спросил мюон.
   - Я не знаю, - вздохнул Рома. - Наверное, будет. Я слышал, как кричат мюоны, кода у них лопается живот.
   И тут мюон снова пронзительно закричал.
   - Я не могу так больше! Я хочу умереть и побыстрее! - сказал мюон.
   - Но мы еще не долетели до океана.
   - Все равно! Я не хочу до океана! Я хочу умереть сейчас, чтобы мне не было больше больно! - закричал мюон. - Пожалуйста, убей меня!
   - Как? - спросил электрон.
   - Не знаю! Ударь в живот!
   - Я... Я не могу, - сказал Рома.
   - Аааа! - закричал мюон и со всего маху сам ударил себя в живот.
   Мюон лопнул, и все его останки сложились в три новые частицы: электрон, мюонное нейтрино и электронное антинейтрино. Частицы были друг другу братьями, но полетели все в разные стороны. Нейтрино и антинейтрино спокойно прорезали всю океанскую толщу воды, дно и все прочее, что попалось им на пути, и вылетели с обратной стороны Земли в открытый космос. А новорожденный электрон быстро застрял в воде.
   - 2.2 микросекунды, - прошептал Рома. - Как несправедливо.
   Он был потрясен увиденным. Оказывается, мюоны погибали, потому что не могли выносить страшную боль и убивали сами себя. Какое интересное открытие! Оно ведь может помочь другим мюонам выжить.
   Как и новорожденный электрон, Рома быстро застрял в воде. Но когда-то капля, в которой он застрял, попала на поверхность океана и испарилась. Электрон снова оказался в воздухе. Прошли долгие годы, прежде чем ему удалось также близко встретиться с новым мюоном, но это произошло.
   - Послушай, - начал он разговор с новым мюоном. - Спасибо, что помог мне покинуть атом. Может быть, я смогу до океана долететь свободным.
   - Да... Не за что, - ответил мюон.
   - За это я хочу тоже тебе помочь.
   - А как? - спросил мюон. - Мне, вроде, ничего не нужно.
   - Нужно, - сказал электрон. - Ты вот только что родился, а я кое-что знаю про мюоны.
   - Что же ты знаешь? - спросил мюон.
   - Знаю, что мюоны быстро умирают. И умирают, потому что сами же убивают себя.
   - Убивают себя? - удивился мюон.
   - Да. У тебя скоро начнет сильно болеть живот, и ты захочешь себя убить. А ты просто не убивай - и все. Попробуй перетерпеть боль. Может, она и пройдет со временем.
   Мюон посмотрел на свой живот и заметил, что кожица очень тонкая.
   - Не волнуйся, - сказал Рома. - Ты просто не убивай себя и все.
   - Да не собираюсь я убивать себя! Где это видано вообще?!..
   Мюон сосредоточился, ожидая, когда же начнутся боли в животе, и боль не заставила себя ждать.
   - Ау! - закричал мюон и потер живот.
   - Терпи! - велел Рома.
   - Ладно.
   Но скоро живот схватило снова. И снова.
   - Аааа! Не могу больше! - закричал мюон. - Убей меня!
   - Нет! - настаивал Рома. - Терпи! Это просто временное испытание. Это пройдет.
   Но боль не уходила. Мюон замахнулся рукой, чтобы ударить себя в живот. Рома схватил его за руки и крепко сжал их в своих.
   - Нет! Не смей! - продолжал упорствовать Рома. Мюон пытался вырваться из цепкой хватки электрона, причем оказался таким сильным, что Рома едва его не выпустил, но электрон решил во что бы то ни стало спасти мюон. Мюон же, когда понял, что не сможет высвободить руки, со всей силы замахнулся коленом и ударил себя в живот. Мюон лопнул, и из его останков образовались те же три частицы, что и из первого мюона, только вылетел еще маленький худенький фотон.
   2.4 микросекунды. Опечаленный Рома вновь погрузился в воду. Неужели боль такая сильная, что они никак не могут ее терпеть? А, может, боль, один раз начавшись, и не отпустит мюон никогда? Зачем тогда ему выносить эту ужасную боль? Вот он и не выносит и убивает себя.
   Прошло еще много лет, и Рома в третий раз оказался рядом с мюоном, который помог ему покинуть атом.
   - Спасибо, друг, - сказал электрон. - Меня зовут Рома. А тебе еще не дали имени?
   - Нет, я только родился, - ответил мюон.
   - Ну, так давай тебя назовем как-нибудь. Как ты хочешь?
   - Не знаю. А как можно?
   - Давай Артем. Тебе нравится имя Артем?
   - Нравится, - согласился мюон.
   - А что ты будешь делать, когда попадешь в океан? - спросил Рома.
   - А что можно? - спросил Артем.
   - Скорее всего, мы там застрянем. Давай постараемся попасть в один атом. Будем дружить.
   - Я не умею быть в атоме.
   - Не волнуйся, я тебя научу, - сказал Рома. - В некоторых атомах в воде много места. Там летает много электронов...
   - А мюонов? - спросил Артем.
   - И мюоны летают, конечно, - подтвердил Рома. - Ну, так мы попробуем так сделать, чтобы двое из них улетели, а мы вдвоем останемся.
   - Хорошо, - ответил мюон и улыбнулся. - Океан такой красивый!
   - Да. И скоро мы с тобой будем его частью. Разве не здорово?
   - Здорово, - подтвердил мюон.
   Они молча пролетели еще несколько сотен метров, наслаждаясь прекрасным видом.
   - Ой... - сказал мюон, когда они находились уже не так высоко над океаном, и ухватился за живот. - Больно. И кожа какая тонкая...
   - Живот болит? - спросил Рома. - Ничего, сейчас пройдет. Дай-ка я посмотрю.
   - Посмотри.
   Электрон приблизился и со всего размаху ударил Артема в живот. Мюон разлетелся на кусочки, из которых тут же сложились три частицы, те же, что и для прежних мюонов, и разлетелись.
   - 2 микросекунды, - вздохнул Рома. - Прощай, Артем.
   Электрон прорезал небольшую толщу воды в океане и, как обычно, застрял в одном из атомов.
   За 2 микросекунды быстрейшая муха может сделать два взмаха крыльями. А мюон успевает прожить за это время целую жизнь.
  

Как устроен физический мир - 1 (пояснение)

   Я имею ввиду, как устроен мир в современном общепринятом представлении, как в учебниках пишут. В конце этой главы напишу, какие фантастические предположения можно сделать, чтобы представить частицы живыми разумными существами и писать про них рассказы.
   Для живого основой существования являются рождение, размножение, смерть и какое-то развитие в течение жизни. Все растения, животные и даже бактерии состоят из клеток. Самые простые - из одной. И даже эти самые одноклеточные рождаются, развиваются, в какой-то момент своего развития они делятся на две клетки, то есть размножаются. А также иногда клетки могут просто отмирать.
   Теперь берем нормальное животное. У него куча всяких разных клеток - кожи, крови, мозга и прочее. Все эти клетки являются живыми организмами, они постоянно рождаются, развиваются, делятся и умирают. Каждое движение животного является сложнейшим процессом взаимодействия этих самых клеток между собой. Чтобы испытывать какие-либо ощущения как-то боль, тепло, вкус и тд нужны нервные окончания, рецепторы. В тех частях, где нервных окончаний нет, ничего не чувствуется. Эти самые рецепторы передают информацию о том, что они получили в мозг, и вот тогда, собственно, что-то начинает чувствоваться. Мозг - вообще сложнейшее устройство. И чем умнее животное, тем сложнее устроен мозг и тем он тяжелее по отношению к общей массе тела.
   Клетки состоят из молекул, в том числе из сложных, органических молекул. Только молекула ДНК чего стоит. А она есть в каждой клетке и хранит информацию о наследственных признаках. В общем, суровые, большие молекулы, в состав которых входит очень большое количество атомов. Есть еще вирусы, которые тоже живые, но из клеток не состоял. Однако молекула ДНК или РНК является основой и их существования, то есть они тоже не так просты и в их состав входит много атомов.
   Атомы, в свою очередь, состоят из ядра и электронов. В состав ядра входит какое-то количество нейтронов и какое-то количество протонов. Нейтроны иногда могут не входить в состав атома, но это редко. Протоны и нейтроны состоят из кварков. А дальше неизвестно. Сейчас пока считается, что электрон и кварки - это элементарные частицы, то есть не из чего не состоят. Но точно это нельзя сказать.
   Переходим к фантастике. Допустим, что частицы, которые мы считаем элементарными, на самом деле все же из чего-то состоят. И из этого чего-то складываются аналоги наших, человеческих органов и частей тела. Пусть у частиц будет что-то, что мы условно назовем "руки", "ноги", "глаза", "живот" и прочее. И пусть по функциям это что-то совпадает с функциями наших соответствующих частей тела. Представим частицы как ма-аленьких, маленьких человечков, но в уме оставим, что частицы совсем не похожи на людей.
   Все. В остальных пояснениях фантастики не будет, только в рассказах.
  

Жак и Люси (столкновение протонных пучков, рассказ)

   - Жак, это ядро навсегда станет нашим домом? - спросила Люси и посмотрела на своего возлюбленного взглядом полным нежности, любви и надежды.
   - Конечно, милая, - улыбнулся он ей в ответ.
   Раньше они жили в маленькой, тесной и неудобной альфа-частице. Но вот она случайно присоединилась к более крупному ядру, и два протона чувствовали себя как нельзя лучше. В новом доме оказалось просторно и уютно, протоны могли в нем дышать полной грудью. И большое ядро давало им возможность общаться с соседями. Люси расставила в комнате мебель, развесила шторы, и ядро стало настоящим семейным гнездышком, где они планировали прожить долгую, счастливую жизнь.
   Однако жить спокойно получилось недолго. Спустя несколько дней какая-то неведомая сила выдернула Люси из-за стола и потащила прочь из ядра. Увидев, что ее возлюбленную куда-то понесло, Жак испугался. Жак знал, что если протон покидает ядро, он никогда не возвращается обратно.
   - Люси! - закричал он и ухватил возлюбленную за руку, чтобы полететь вместе с ней.
   - Что происходит, Жак? - в слезах спросила Люси.
   - Не знаю, милая.
   - А как же наш дом? Как же наш новый дом? Что с нами теперь будет? - продолжала всхлипывать Люси.
   Жак не ответил. Ведь оба протона знали, что они больше никогда не увидят свой дом. Рядом с ними летели такие же растерянные протоны, которые не знали, куда и зачем они летят, и почему чья-то гигантская невидимая рука вырвала их из спокойных и уютных ядер.
   Чтобы не затеряться в толпе, Жак и Люси держались за руки. Они летели по бесконечному темному туннелю, и неведомая Сила неизменно направляла их вперед и разгоняла все быстрее и быстрее. Они боялись врезаться в стены туннеля, но если вдруг стена начинала приближаться, Сила тут же поворачивала их от стены и гнала по туннелю дальше.
   - Жак, мне так страшно, - прошептала Люси. - Я хочу домой.
   - Прости, но ты же понимаешь - я ничего не могу сделать. Если Сила куда-то ведет нас, мы не можем ей противостоять. Давай просто доверимся Силе. Похоже, она знает, что делает.
   - Может и знает, но мне не нравится то, что она делает! - страх перед неизвестностью сжал сердце Люси плотными оковами.
   А скорость все росла и росла. Протоны уже почти перестали замечать Силу, и им казалось, что они все время летят прямо, единым потоком с другими протонами.
   - А, что это?! - вдруг вскрикнула Люси. Навстречу двигался такой же огромный пучок протонов. - Мы же врежемся в них!
   - Давай доверимся Силе, милая, она же не дала нам врезаться в стену.
   Но на этот раз Сила их подвела. Она направила протоны, летящие по краям сгустка, к центру так, что поток стал еще более плотным. То же самое произошло и со встречными протонами. Две плотные иглы, состоящие из беспомощных, умирающих от страха частиц, летели точно друг на друга.
   Пучки столкнулись, Жак и Люси увидели, как их собратья, ударяющиеся во встречные протоны, разваливались в пыль, а их предсмертные крики улетали в пустоту, и никто не приходил им на помощь. Но Жаку и Люси повезло - на них никто не налетел. Возлюбленные пронеслись в потоке встречных и попутных частиц и вылетели с обратной стороны иглы, откашливаясь от пыли. Со страху протоны крепче сплелись глюонными шубами.
   - Жак, Жак... - только и стонала Люси. - Что это такое было?
   - Кажется, Сила желает нам зла, милая.
   - Но что, что же мы такого сделали, чем мы прогневили ее? - вся в слезах прокричала Люси.
   - Я не знаю, милая. Но ты же видела, как другие протоны были уничтожены, а мы - нет? Наверное, мы не настолько прогневили Силу, что она убила нас. Может, она просто хотела наказать нас страхом. Она показала нам, что может с нами сделать, если мы не будем почтительны к ней. А сейчас нас снова отнесет к какому-нибудь новому дому.
   Жак поднял голову и произнес:
   - О, Великая Сила! Спасибо за испытание, которое ты нам послала! Прости, что мы недостаточно часто выражали тебе свое почтение и страх. Мы готовы измениться! Пожалуйста, пощади нас, если мы заслужили, хоть какую-то долю твоей благосклонности. Как только мы найдем новое ядро, мы станем почитать тебя так сильно, насколько будем способны это делать.
   Люси покачала головой:
   - Жак, ты думаешь, Сила станет размениваться по мелочам и пугать нас? Если бы она хотела наказать нас страхом, то указала бы, в чем именно мы провинились. Пожалуйста, давай попробуем выбраться из этого ужасного туннеля, - попросила Люси.
   - Как, милая, как? - Жак в отчаянии покачал головой и развел руками. Разве мог он что-либо сделать? Протон опустил голову. Оставалось ждать, когда эта ужасная пытка прекратится. А что если она не прекратится? Что если Сила показала им возможный ужасный конец, а потом просто забыла про них? Он же слышал истории стариков о протонах, про которых забыла Сила, и они летели через пустое пространство целую вечность, не встречая ни одного ядра, которое могло бы их приютить.
   Но Сила их не забыла. Вскоре они вновь почувствовали ее уверенное действие, которое заставляло их двигаться быстрее и сгоняло в кучу, как пастух сгоняет стадо овец. Снова показался встречный поток частиц. Один из встречных протонов просвистел почти вплотную с Люси. Оказавшись рядом, встречный протон выпустил глюон, который на полном ходу царапнул Люси, немного изменив ее направление.
   - Нет, Люси! - вскрикнул Жак, не отпуская руки возлюбленной. Кое-как ему удалось удержаться за нее.- Как ты? С тобой все в порядке?
   Сила выровняла их, и Люси, несмотря на свое отклонение, снова летела в направлении со всем потоком. Сквозь ее сжатые зубы вырвался стон. Из огромной раны в животе стремительным алым потоком лилась теплая кровь. Люси начала терять сознание.
   - Люси, Люси, очнись! - Жак испуганно заколотил ее по щекам. - Что с тобой случилось?
   - Это все глюон... Он ранил меня. Я умираю... Жак, прошу, просто отпусти меня. Спасись сам. Пожалуйста, Жак, я не хочу, чтобы ты умер вместе со мной!
   Он взял ее на руки.
   - Не говори глупостей, милая! Ты не умрешь! Я никуда тебя не отпущу. Я же люблю тебя, Люси, я люблю тебя.
   - Я знаю, Жак. И я тоже люблю тебя. Поэтому я не хочу, чтобы ты умер вместе со мной. Пожалуйста, спасись.
   - Да как я могу спастись! - закричал Жак. - Если бы я мог, я бы уберег нас обоих. Единственное, что я могу сделать, это попросить Силу, чтобы она пощадила нас!
   - Да не слышит тебя никакая Сила! - в сердцах ответила Люси. - Нет ей никакого дела до нас. Кто мы с тобой такие, чтобы она о нас думала? Прошу тебя, Жак, постарайся вырваться из пучка, - тихо и умоляюще продолжила она. - Если ты резко испустишь глюон или фотон и оттолкнешься от одного из встречных протонов, ты сможешь вылететь из пучка. Милый, прошу тебя, если я хоть что-то для тебя значу, сохрани свою жизнь...
   Когда они снова столкнулись со встречным пучком, Жак все еще держал Люси на руках, пытаясь закрыть ее своим телом от летящих навстречу частиц. Но один из встречных протонов, крича от ужаса, влетел Люси в голову, и она разлетелась на мелкие осколки.
   - Нееет! - взревел Жак, оставшийся один в безликом потоке других протонов. - За что, Сила, за что??? Бедная моя Люси... Ты заслуживала лучшего, ты заслуживала счастья. Как я мог дать тебе умереть?!
   Слезы катились по щекам, застилая глаза, хотя в темноте зловещего туннеля итак ничего не было видно. Жак плакал навзрыд, пока его глаза не высохли до самого дна. За это время он уже несколько раз успел пролететь сквозь встречный поток, но протону каждый раз везло.
   Когда его сгусток в очередной раз уплотнили и столкнули со встречным, Жак сосредоточился. Единственное, что он мог сейчас сделать - исполнить последнюю волю Люси. И он собирался исполнить ее во что бы то ни стало. Тело протона напряглось, а немигающий взгляд уставился на подходящего встречного партнера. Когда они сблизились, Жак, помогая себе страшным ревом перенапряжения, что было мочи, выбросил один из своих глюонов.
   У протона закружилась голова, когда он почувствовал, как его разворачивает. На полном ходу Жак пронзил металлический слой вакуумной трубы коллайдера. Больше он не находился в пучке частиц, который гнали по ужасному туннелю на смерть. Протону посчастливилось выжить.
  

Ария несчастного электрона (стихотворение)

  
   Я мечтал быть электрическим полем
   И гонять заряды взад и вперед.
   Джинна выпустил из банки на волю,
   Чтоб исполнил мне желание тот.
  
   Говорю: "Хочу быть полем - и все тут!"
   Только в физике был джинн не силен,
   Перепутал в заклинаниях что-то,
   Превратил меня в простой электрон.
  
   Наделил элементарным зарядом,
   Даже массу небольшую, но дал,
   Даже спин, одна вторая, как надо
   И счастливого пути пожелал.
  
   Я стал маленькой частичкой природы.
   Электрон похожий рядом летал,
   Объяснил, что здесь ядро водорода,
   Первый уровень и эс орбиталь.
  
   На орбите нам вдвоем было тесно.
   Электрон сказал, что я дилетант,
   Что ему со мной здесь неинтересно
   И упрыгал, испустив гамма-квант.
  
   Гамма-квант попал мне в глаз, больно было,
   Отлетел я далеко от ядра,
   Голова потом болела и ныла
   Так, как будто много выпил вчера.
  
   А очнулся я, летая в бензоле,
   В темном облаке седого кольца.
   "Как мне выбраться отсюда на волю?"
   "А зачем? Будь лучше тут до конца".
  
   Я вздохнул - ну, почему я не птица,
   Не могу лететь от взмаха крыла,
   Жду я быструю, другую частицу,
   Чтоб она меня с собой унесла.
  
   Чтоб она разорвала силу связи
   Как фотон, который в глаз мне попал,
   Пока в новом веществе не увязнем,
   Чтоб несла меня в далекую даль.
  
   Вдруг бензол прореагировал с чем-то.
   Видно, кто-то что-то сверху налил.
   Оказался я в других компонентах -
   Я в молекулу воды угодил.
  
   Моя капля сразу вверх испарилась.
   Это вовсе не входило в мечты.
   Затошнило, голова закружилась -
   Я с рождения боюсь высоты.
  
   Мы по воздуху летим, дует ветер.
   Далеко внизу чернеет Земля.
   И в молекуле, важнейшей на свете,
   В связи атомов участвую я.
  
   Это, может быть, почетно, отчасти,
   Только стало уже надоедать.
   Где же банка, где же джинн, где же счастье?
   Да и банку мне уже не поднять.
  
   Неужели до скончания века,
   Ну, за что, из-за чего, почему?
   Джинн, я снова хочу стать человеком,
   Только где тебя найти - не пойму.
  
   В небо, в тучу, да в морскую пучину
   Попаду еще на тысячи лет...
   Вдруг раздался голос старого джинна,
   И услышал я печальный ответ:
  
   "Как обратно превратить - я не знаю,
   В пыльных книгах нет об этом идей.
   Я ведь тоже обреченно летаю,
   А хотел бы быть одним из людей.
  
   Но и плюсы тоже есть - жизнь беспечна!
   Не печалься, выше нос, не грусти.
   Будешь жить зато практически вечно
   И ответы ни за что не нести.
  
   Электроны так просты в отношеньях:
   Много быстрых одноразовых встреч,
   Ни чины, ни званья, ни положенья,
   Ни заботиться, ни ждать, ни беречь.
  
   Человек как будто сам выбирает,
   Сам судьбой рулить пытается он,
   Но судьба его порой так швыряет,
   Будто маленький он, как электрон".
  
   Значит все, я обречен на скитанья,
   Хоть пока еще надежда жива,
   Что отыщет старый джинн заклинанья
   И волшебные прошепчет слова.
  

Как устроен физический мир - 2 (пояснение)

   Итак, атомы состоят из ядра и электронов. В состав ядра входит какое-то количество нейтронов и какое-то количество протонов. Первое, что надо помнить об этих трех частицах - это их заряды. Заряд электрона называется "элементарный заряд". Обозначим абсолютную величину заряда электрона за е. Тогда заряд электрона будет -е. Заряд протона равен +е, а нейтрона - нулю. Таким образом, между протоном и электроном возникает Кулоновское притяжение (притягиваются заряды с противоположными знаками) и так образуются атомы.
   Ядро очень маленькое, примерно на два порядка меньше всего размера атома. Остальное место в атоме занимают элетронные орбиты различной формы. Атом в целом должен быть электронейтральным, иметь нулевой заряд. Для этого число протонов должно равняться числу электронов. Иногда число электронов может быть на несколько штук больше или меньше (обычно на 1). Тогда это будет ион.
   Число протонов в атоме определяет его порядковый номер в таблице Менделеева. То есть измени число протонов - получишь другой элемент. А вот число нейтронов на 1-2 может отличаться, и элемент останется тем же, но он будет считаться другим изотопом этого элемента, т е будет иметь другую массу.
   Массы протона и нейтрона примерно одинаковы (у нейтрона только чу-уть-чуть больше). А масса электрона почти в 2000 раз меньше массы любого из них. Поэтому массовое число элемента в таблице Менделеева определяется суммарным количеством протонов и нейтронов, и изменение числа нейтронов приведет к изменению массы.
   Переходим к более глубокой структуре. Протоны и нейтроны состоят из кварков. Из кварков u (up, верхний) и d (down, нижний). Это просто названия. Они различаются зарядами. Заряд u-кварка положителен и равен +(2/3)e, заряд d-кварка отрицателен и равен -(1/3)е. Кварковая структура протона uud, т.е. заряд протона 2/3+2/3-1/3=1. Кварковая структура нейтрона udd, и заряд 2/3-1/3-1/3=0. Интересно, что сумма масс этих трех кварков во много раз меньше массы протона или нейтрона. Основную часть массы протона или нейтрона составляет энергия взаимодействия между кварками.
   Вот и описали все вещество тремя элементарными частицами - кварками u и d и электронами. Но еще есть целый ряд других элементарных частиц и античастиц.
  

Три брата (бэта-распад нейтрона, рассказ)

   Нейтроны не задумываются о свое структуре. Некоторые о ней даже и не знают. А, между тем, если бы они уделяли больше времени своему внутреннему устройству, то могли бы увеличить срок своей жизни в свободном состоянии. В нынешнем же положении вещей они все время стараются держаться стабильных ядер, которые обеспечивают им жизнь. В свободном же состоянии нейтроны совершенно беспомощны.
   В небольшом двухэтажном доме жили три брата. Витя и Артур на нижнем этаже, а Дима - один на верхнем. А дом был спроектирован довольно хитро - нижний этаж получался гораздо меньше верхнего. На нижнем были поклеены дорогие обои и стояло мягкое кресло, которое на ночь раскладывалось в диван. Места поставить второе такое кресло не было. Витя и Артур ютились в этой маленькой комнате, а ночью им приходилось бороться за право спать на диване.
   - Ты уже почистил зубы? - спросил Витя.
   - Нет, - ответил Артур.
   - Ладно, тогда я первым пойду.
   И стоило Вите закрыться в ванной, как Артур тут же разложил и занял диван. Витя вышел:
   - Иди, чисти зубы.
   - А я уже почистил!
   - Но ты мне сказал, что еще не почистил.
   - Обманул!
   - Ах, ты...
   И Витя принялся стаскивать Артура с дивана, но тот старался покрепче вцепиться в ручки, однако Вите все-таки удалось его стащить, и он занял диван. Тогда Артур пытался отвоевать диван обратно, но ничего не вышло. Кварк, в конце концов, устал и уснул на полу.
   А на верхнем этаже было очень просторно. Стены были оклеены самыми простыми обоями, некоторые дыры в стенах вообще не были заделаны, и комнату то и дело пронизывал сквозняк. На полу стояли два деревянных кресла, которые можно было разложить в диваны.
   - Ребята! - крикнул Дима.
   - Что?
   - Идите кто-нибудь ко мне!
   - Как? Вход-то закрыт.
   Действительно. С первого этажа на второй вела лестница, но крышка люка была закрыта наглухо, и открыть ее не представлялось возможным. Так и приходилось двум кваркам ютиться в одноместной комнате, а третьему проводить свои дни в одиночестве.
   Но вот нейтрон отделился от ядра и оказался свободен. Дом кварков тряхнуло так, что крышку люка выбросило, и она с грохотом упала на пол нижнего этажа, чуть не отдавив Вите ногу.
   - Наконец-то, - сказал Витя. - Ну, все, иди на второй этаж.
   - Почему это я иди на второй этаж? - поинтересовался Артур. - Это ты иди на второй этаж! Мне и тут хорошо.
   - Ах, тебе хорошо? А мне тоже здесь хорошо!
   - Ну, ладно, как будем решать, кто пойдет на второй этаж?
   - Давай монетку кинем.
   - Давай. Если орел - ты пойдешь наверх, если решка - я! - предложил Артур.
   - Хорошо.
   Витя подкинул монетку и, едва монетка приземлилась, закричал:
   - Решка!
   - Да? А я вижу орла!
   - Так выпало - это то, что в пол смотрит, а не то, что ты видишь!
   - Да? Ты это только что сам придумал? Мы так не договаривались.
   - Мы вообще никак не договаривались.
   - Давай теперь договоримся.
   - Давай. Пусть выпало то, что в пол смотрит, - сказал Витя. - Орел в пол смотрит - я иду наверх, если решка - ты.
   Витя бросил монетку специально подальше, и она откатилась в другой угол. Со всех ног Витя кинулся за ней бежать.
   - Решка! - радостно крикнул он и подобрал монету.
   - Я-то не видел! - возмутился Артур.
   - Ну, вот, - Витя разжал кулак, и на его ладони лежала монета, орлом вверх.
   - Так ты мог ее сто раз повернуть! - сказал Артур.
   - Ладно.
   Витя еще раз бросил монету в противоположный угол комнату. Наперегонки братья побежали за монетой. Витя повалился на пол и накрыл монету рукой. Артур прыгнул сверху и прижал руки брата к полу.
   - Не повернешь! А ну, давай смотреть, что там!
   Витя потащил по полу свою ладонь под ладонью Артура, увлекая за собой монетку. Артур вцепился в руку брата и поднял ее над полом, а Витя между тем ударил по монетке большим пальцем, отчего монетка отлетела в сторону, покатилась по полу и провалилась в щель между плинтусом и полом.
   Братья взглянули на дыру, а потом снова занялись друг другом. Артур обхватил Витю сзади и потащил вверх по лестнице.
   - Димка, держи! - крикнул он.
   Дима встал сверху и схватил Витю за руки, а Артур вталкивал его за ноги. Когда кварка втащили наверх, Дима навалился на него, а Артур поднял снизу крышку от люка и намертво забил вход на второй этаж.
   Но нейтрону нужны были два кварка на нижнем этаже, поэтому, когда один из кварков перешел наверх, нейтрон погиб, превратившись в протон. А от драки кварков дом тряхнуло так, что от него отвалились несколько осколков, которые превратились в электрон и электронное антинейтрино.
  
 Ваша оценка:
Связаться с программистом сайта.

Новые книги авторов СИ, вышедшие из печати:
И.Арсенов "Сен.Следующий шаг" Е.Руденко "Незримого начала тень" В.Горъ "Проклятие короля" Е.Ковалевская "Клирик" В.Пекальчук "Долина смертных теней" С.Бадей "Верить предсказанному?" Я.Тройнич "Леди-жрица" И.Дравин "Чужак.Мэтр" А.Афанасьев "Подлецы и герои" К.Измайлова, А.Орлова "Пятый постулат" П.Миротворцев "Искусство Мертвых" В.Рощин "Команда ликвидаторов" Д.Север "Бордо,Рокфор и Шаризо" Ю.Погуляй "Братство Чародеев" Н.Щерба "Часодеи.Часовое сердце" О.Батлер "Моя маленькая Британия" А.Спесивцев "Атаман из будущего.Огнем и мечом" А.Михалев "Московская магия.Первая волна" В.Поляков "Мистик" К.Запорожан "Темный Город" Н.Бульба "И осталась только надежда" Р.Витич "Код Альфа" Н.Кузьмина "Попала!" Ш.Врочек "Рим.Кн.1.Последний легат" Д.Манасыпов "Район.Возвращение" С.Малицкий "Пагуба" А.Колентьев "Радиоактивный ветер" А.Нейтак "Контрмеры" Ю.Фирсанова "Час Д" Ю.Иванович "Нирвана" В.Кононюк "Шанс?Параллельный переход"

Как попасть в этoт список

Сайт - "Художники"
Доска об'явлений "Книги"