Verbum

МАС-СПЕКТРО́МЕТР,

прылада для раздзялення з дапамогай эл. і магн. палёў пучкоў іанізаваных атамаў, малекул ці інш. часціц з рознымі адносінамі масы m часціцы да яе эл. зараду e. Распрацаваны амер. фізікам А.​Дэмпстэрам (1918) і ўдасканалены Ф.У.Астанам (1925).

Бывае статычны, дзе форма траекторыі часціцы ў пастаянных (у часе) палях залежыць ад m/e, і дынамічны, дзе велічыня m/e вызначаецца па перыядзе ваганняў часціцы ў пераменным эл. або магн. полі, па рэзанансных частотах ці інш. спосабам. Рэгістрацыя часціц ажыццяўляецца эл. метадамі, напр., лічыльнікам іонных токаў, а таксама з дапамогай прыстаўкі з фотапласцінкамі (мас-спектрограф; распрацаваны Ф.​У.​Астанам у 1919). Па атрыманым мас-спектры вызначаюцца маса і канцэнтрацыя кампанентаў у даследуемым рэчыве. Выкарыстоўваецца ў эксперым. фізіцы, касм. даследаваннях, хіміі, біялогіі, геалогіі, ядз. тэхніцы і інш.

т. 10, с. 191

ІЗАТАПІ́ЧНАЯ ІНВАРЫЯ́НТНАСЦЬ квантавая сіметрыя, звязаная з аднолькавымі паводзінамі пэўных груп элементарных часціц у моцным ці электраслабым узаемадзеяннях. Адрозніваюць моцную і слабую І.і., якія сваімі ўласцівасцямі нагадваюць сіметрыю адносна паваротаў у 3-мернай прасторы.

Моцная І.і. абумоўлена існаваннем ізатапічных мультыплетаў — сем’яў адронаў з аднолькавымі квантавымі лікамі (барыённым зарадам, дзіўнасцю, спінам і інш.), блізкімі па значэнні масамі спакою, аднак рознымі эл. зарадамі. Моцнае ўзаемадзеянне застаецца аднолькавым у межах аднаго мультыплета і не залежыць ад эл. зараду часціцы. Колькасць часціц у мультыплеце N=2J+1, дзе J — ізатапічны спін. Напр., пратон і нейтрон утвараюць ізатапічны дублет (J=​¹/₂), пі-мезоны (π​⁺, π​⁰, π​⁻) — ізатапічны трыплет (J=1). Слабая І.і. звязана з тым, што лептоны, кваркі і некаторыя інш. часціцы таксама маюць ізатапічную мультыплетнасць, аднак масы спакою часціц у межах аднаго мультыплета могуць значна адрознівацца. Слабая І.і. дазволіла дакладна вызначыць законы электраслабага ўзаемадзеяння і выявіць прамежкавыя вектарныя базоны, якія з’яўляюцца яго пераносчыкамі. Гл. таксама Інварыянтнасць.

І.​С.​Сацункевіч.

т. 7, с. 177

ІО́НЫ (ад грэч. iōn які ідзе),

электрычна зараджаныя часціцы, якія ўтвараюцца ў выніку страты ці набыцця электронаў атамамі або групамі хімічна звязаных атамаў. Зарад І. кратны элементарнаму эл. зараду. Дадатныя І. наз. катыёнамі (напр., катыёны алюмінію Al​³⁺, амонію NH₄​⁴⁺), адмоўныя — аніёнамі (напр., аніёны хлору Cl​⁻, сернай к-ты SO₄​^2-). Тэрмін «І.» прапанаваны М.Фарадэем (1834).

У свабодным стане існуюць у газавай фазе (у плазме). У кандэнсаваных фазах звязаны (узаемадзейнічаюць) з часціцамі, што іх акружаюць (І. процілеглага знака ў крышталях і расплавах, з нейтральнымі малекуламі — у растворах; гл. Гідратацыя, Сальватацыя). Асн. структурныя характарыстыкі І. у кандэнсаванай фазе — іонны радыус і каардынацыйны лік. У эл. полі І. пераносяць электрычнасць: катыёны — да адмоўнага электрода (катода), аніёны — да дадатнага (анода); адначасова адбываецца перанос рэчыва, што адыгрывае значную ролю ў электролізе, пры іонным абмене. Удзельнічаюць у хім. рэакцыях (як каталізатары, прамежкавыя часціцы), геахім. працэсах, працэсах абмену рэчываў у жывым арганізме (функцыянаванне біял. мембран, праводнасць нерв. імпульсаў і інш.).

І.​В.​Боднар.

т. 7, с. 298

КІ́РХГОФА ПРА́ВІЛЫ,

суадносіны паміж токамі і напружаннямі ў разгалінаваных эл. ланцугах пастаяннага ці квазістацыянарнага току. Устаноўлены Г.Р.Кірхгофам у 1847. Вынікаюць з зараду захавання закону і энергіі захавання закону для эл. ланцугоў. Дазваляюць разлічваць складаныя эл. ланцугі, напр., вызначыць сілу току і напружанне на любым участку ланцуга па зададзеных супраціўленнях участкаў і ўключаных у іх эрс.

1-е К.п.: алг. сума токаў, якія збягаюцца ў пункце разгалінавання праваднікоў (вузле), роўная нулю. Токі, якія ўваходзяць у вузел, лічацца дадатнымі, якія выходзяць — адмоўнымі.

2-е К.п.: у любым замкнутым контуры, вылучаным у складаным эл. ланцугу, алг. сума падзенняў напружанняў на асобных участках контуру роўная алг. суме эрс, уключаных у контур. Пры разліках напрамкі току 1 эрс лічацца дадатнымі, калі напрамак току супадае з напрамкам абходу контуру, а эрс павялічвае патэнцыял у напрамку абходу. Пры складанні ўраўненняў напрамкі току можна задаваць адвольна і, калі пры іх рашэнні для якога-н. току атрымана адмоўнае значэнне, гэта азначае, што яго напрамак процілеглы выбранаму.

т. 8, с. 283

МАНАПО́ЛЬ МАГНІ́ТНЫ,

гіпатэтычны фіз. аб’ект, які некат. сваімі ўласцівасцямі нагадвае ізаляваны магн. полюс. Існаванне М.м. парушае інварыянтнасць адносна адлюстравання прасторы і абарачэння часу, дазваляе растлумачыць дыскрэтнасць эл. зараду, пабудаваць мадэль канфайнменту кваркаў (існаванне іх толькі ў звязаным стане), прадказаць імавернасць распаду пратона, і шэраг інш., у т. л. касмалагічных, эфектаў.

Адпавядае аднайм. тапалагічна-нетрывіяльнаму рашэнню ўраўненняў калібровачнай тэорыі поля. У лінейнай тэорыі манапольныя рашэнні пабудаваны П.Дзіракам (1931, 1948), у нелінейнай — незалежна рас. вучоным А.​М.​Паляковым і галандскім вучоным Г.​Хоафтам (1974). Эфектыўныя манапольныя канфігурацыі адыгрываюць істотную ролю ў параметрычнай дынаміцы класічных і квантавых сістэм. Пошук М.м. вядзецца ва ўсіх тэхн. дасягальных інтэрвалах адлегласцей і энергій.

Літ.:

Стражев В.И., Томильчик Л.М. Электродинамика с магнитным зарядом. Мн., 1975;

Shnir Ya.M., Tolkachev E.A., Tomil’chik L.M. P-violating magnetic monopole influence on the behaviour of the atom-like System in external fields // International Journal of Modem Physics A. 1992. Vol. 7, № 16.

Я.​А.​Талкачоў, Л.​М.​Тамільчык.

т. 10, с. 59

МЕЗО́НЫ [ад мез(а)... + (электр)он],

нестабільныя элементарныя часціцы, якія адносяцца да класа адронаў, маюць цэлалікавы спін і нулявы барыённы зарад. Да М. адносяць пі-мезоны, К-мезоны і многія рэзанансы. Да М. не адносяць мю-М. (мюоны) таму, што яны маюць спін 1/2 і не ўдзельнічаюць у моцных узаемадзеяннях.

Прадказаны ў 1935 Х.Юкавай для тлумачэння прыроды ядзерных сіл; эксперыментальна адкрыты ў 1947 у касм. прамянях С.Ф.Паўэлам. Назва звязана з тым, што першыя з адкрытых М. (пі- і К-М.) мелі масу, прамежкавую паміж масамі пратона і электрона. У далейшым былі адкрыты М., масы якіх у некалькі разоў перавышаюць масу пратона. Складаюцца з кварка і антыкварка і глюонаў. Утвараюцца пры сутыкненнях пратонаў з пратонамі ці атамнымі ядрамі, а таксама пры анігіляцыі электронаў і пазітронаў. Маюць адмоўны, нулявы або дадатны эл. зарад, роўны эл. элементарнаму зараду, і час жыцця ад 10​⁻⁸ да 10​⁻²⁴ с. Распадаюцца на больш лёгкія М., лёгкія М. і лептоны або лептоны і гама-кванты.

І.​С.​Сацункевіч.

т. 10, с. 259

ПАТЭНЦЫЯ́Л у фізіцы,

характарыстыка фіз. сілавых палёў (эл., магн., гравітацыйных), а таксама палёў вектарных фіз. велічынь (напр., поля скарасцей у вадкасці). Ідэя П. напанавана прапанавана Ж.Л.Лагранжам (1775) і П.С.Лапласам (1782), тэорыя створана незалежна Дж.Грынам (1828) і К.Ф.Гаўсам (1840).

Для вектарнага поля $\overrightarrow{a}=\overrightarrow{a}\text{(}x,y,z\text{)}$ , зададзенага ў пункце з каардынатамі x, y, z, П. (патэнцыяльнай функцыяй) з’яўляецца такая скалярная функцыя U = U(x, y, z), што $\overrightarrow{a}=gradU$ (гл. Градыент); у гэтым выпадку вектарнае поле $\overrightarrow{a}$ наз. патэнцыяльным. Часам П. наз функцыю φ(x, y, z) = −U(x, y, z). П. выкарыстоўваецца для апісання узаемадзеяння часціцы з полем і адшукання фіз. палёў па зададзеных размеркаваннях іх крыніц (гл. Поля тэорыя). П. электрастатычны — энергетычная характарыстыка электрастатычнага поля. Вызначаецца формулай φ = W/q, дзе W — патэнцыяльная энергія ўзаемадзеяння эл. зараду q з электрастатычным полем, напружанасць якога $\overrightarrow{E}=-grad\mathrm{\phi }$ . П. вызначаецца з дакладнасцю да адвольнай пастаяннай (найб. важнае значэнне мае рознасць патэнцыялаў). Адзінка П. электрастатычнага ў СІ — вольт.

А.​І.​Болсун.

т. 12, с. 186

ПРАТО́Н (ад грэч. prōtos першы),

адна з элементарных часціц, ядро атама вадароду; найлягчэйшы ферміённы адрон. Уваходзіць у групу барыёнаў, складаецца з 3 валентных кваркаў, глюонаў і кварк-антыкваркавых пар. Лічыцца абсалютна стабільнай часціцай. Эксперым. мяжа часу жыцця з улікам магчымых каналаў распаду перавышае 10​³¹ г. Пры моцным узаемадзеянні П. і нейтрон маюць аднолькавыя ўласцівасці і разглядаюцца як розныя квантавыя станы адной часціцы — нуклона. Тэрмін «П». уведзены Э.Рэзерфардам.

Мае спін 1/2, масу спакою 983,9 МэВ, дадатны эл. зарад, роўны элементарнаму эл. зараду. магн. момант прыкладна роўны 2,79 ядз. магнетона. Удзельнічае ва ўсіх відах узаемадзеянняў элементарных часціц Разам з нейтронамі ўтварае ядры ўсіх хім. элементаў, пры гэтым лік П. вызначае зарад ядра і роўны парадкаваму нумару элемента ў Перыядычнай сістэме элементаў Мендзялеева. Антычасціца П. — антыпратон. Пры сутыкненнях паскораных П. з свабоднымі П., рэчывам мішэні ці з антыпратонамі ўзнікаюць ўсе вядомыя элементарныя часціцы. Інтэнсіўныя патокі П. сярэдніх энергій выкарыстоўваюць у прамянёвай тэрапіі ракавых захворванняў.

І.​С.​Сацункевіч.

т. 13, с. 25

РА́ЙНЕС ((Reines) Фрэдэрык) (16.3.1918, г. Патэрсан, штат Нью-Джэрсі, ЗША — 26.8.1998),

амерыканскі фізік. Чл. Нац. АН ЗША (1980), Амер. акадэміі навук і мастацтваў (1966). Замежны чл. Рас. АН (1994). Продкі Р. паходзілі з Беларусі. Скончыў Тэхнал. ін-т імя Стывенса (г. Хобакен, штат Нью-Джэрсі). З 1944 у Лос-Аламоскай нац. лабараторыі ў Нью-Мехіка, удзельнічаў у распрацоўцы і выпрабаваннях атамнай і ядз. зброі. З 1959 праф. Тэхнал. ін-та імя Кейса (г. Кліўленд), з 1966 Каліфарнійскага ун-та (г. Ірвін; у 1964—74 дэкан фіз. ф-та). Навук. працы па фізіцы элементарных часціц, фізіцы касм. прамянёў і нейтрына, радыебіялогіі. Зарэгістраваў электроннае антынейтрына ў выпрамяненні ад ядз. рэактара (1956, разам з К.​Коўэнам), атм. нейтрына (1965) і ўсплескі нейтрына ад звышновай зоркі ў Вял. Магеланавым воблаку (1987). Эксперыментальна даказаў закон захавання барыённага зараду (1957). Нобелеўская прэмія 1995 (разам з М.Л.Перлам).

Тв.:

Рус. пер. — Нейтрино: от полтергейста к частице // Успехи физ. наук. 1996. Т. 166, вып. 12.

М.​М.​Касцюковіч.

т. 13, с. 271

ДЗІРА́К ((Dirac) Поль Адрыен Марыс) (8.8.1902, г. Брысталь, Вялікабрытанія — 20.10.1984),

англійскі фізік-тэарэтык, адзін са стваральнікаў квантавай механікі і квантавай тэорыі поля. Чл. Лонданскага каралеўскага т-ва (1930), замежны чл. АН СССР (1931). Скончыў Брыстольскі (1921) і Кембрыджскі (1926) ун-ты. У 1932—69 праф. Кембрыджскага ун-та, з 1971 праф. ун-та штата Фларыда (ЗША). Навук. працы па квантавай механіцы, квантавай электрадынаміцы, квантавай тэорыі поля, тэорыі электрычных часціц і тэорыі гравітацыі. Распрацаваў матэм. апарат квантавай механікі — тэорыю пераўтварэнняў, прапанаваў метад другаснага квантавання (1926—27). Незалежна ад Э.​Фермі ў 1926 распрацаваў статыстыку часціц з паўцэлым спінам (гл. Фермі—Дзірака статыстыка), разам з В.​Гайзенбергам адкрыў абменнае ўзаемадзеянне (1928). Развіў рэлятывісцкую тэорыю руху электрона (гл. Дзірака ўраўненне) і прадказаў існаванне пазітрона (1928). Выказаў гіпотэзы аб існаванні элементарнага магн. зараду (1931) і антырэчыва (1933). Нобелеўская прэмія 1933 (разам з Э.Шродынгерам).

Тв.:

Рус. пер. — Лекции по квантовой теории поля. М., 1971;

Общая теория относительности. М., 1978;

Принципы квантовой механики. М., 1979.

Літ.:

Поль Дирак и физика XX века: Сб. науч. тр. М., 1990.

М.​М.​Касцюковіч.

т. 6, с. 116