Verbum

БО́РА ТЭО́РЫЯ,

першая тэорыя атама і яго спектраў. Прапанавана Н.Борам у 1913 як аб’яднанне ідэі М.Планка аб квантаванні энергіі і планетарнай мадэлі атама Э.Рэзерфарда. Грунтуецца на двух пастулатах. Атамы могуць доўга знаходзіцца, не выпраменьваючы святла, ва ўстойлівых (стацыянарных) станах, адпаведных пэўным дыскрэтным (перарыўным) значэнням энергіі E₁, E₂, E₃... (1-ы пастулат Бора). Выпрамяненне ці паглынанне святла адбываецца пры скачкападобных пераходах з аднаго стану ў другі паводле формулы ${\mathrm{E}}_{\mathrm{i}}-{\mathrm{E}}_{\mathrm{k}}=\mathrm{h\nu }$, дзе hν — энергія святла частаты ν, што выпрамяняецца ці паглынаецца, h — Планка пастаянная (2-і пастулат Бора, ці ўмова частот).

Пастулаты Бора пацверджаны эксперыментальна і выконваюцца для ўсіх мікрасістэм (атамных ядраў, атамаў, малекул і інш.). Каб знайсці магчымыя значэнні энергіі і інш. характарыстыкі стацыянарных станаў атама, Бор разглядаў рух электронаў вакол ядра паводле законаў механікі Ньютана (класічнай механікі), пры дапаўняльных, т.зв. квантавых, умовах. Пры гэтым электрон у найпрасцейшым выпадку атама вадароду можа рухацца вакол ядра па кругавых ці эліптычных арбітах пэўных памераў, якія павялічваюцца з павелічэннем энергіі атама ў адпаведных стацыянарных станах. Канкрэтныя мадэльныя ўяўленні пра рух электрона ў атаме па строга вызначаных арбітах заменены ўяўленнямі квантавай механікі.

Літ.:

Ельяшевич М.А. Развитие Нильсом Бором квантовой теории атома и принципа соответствия // Успехи физ. наук. 1985. Т. 147, вып. 2.

М.​А.​Ельяшэвіч.

т. 3, с. 215

КВА́НТАВАЯ ХРОМАДЫНА́МІКА,

квантавая калібровачная тэорыя ўзаемадзеяння кваркаў і глюонаў шляхам абмену паміж імі глюонамі; частка стандартнай мадэлі, якая ўключае эл.-магн., слабое і моцнае ўзаемадзеянне («адказвае» за моцнае ўзаемадзеянне паміж кваркамі ў адронах і паміж адронамі). Пры гэтым кваркі маюць 3 колеры, а глюоны — 8.

Узнікла ў пач. 1970-х г. на аснове ўяўленняў аб колеры кваркаў, партоннай мадэлі няпругкіх узаемадзеянняў (гл. Партоны) і апарата неабелевых калібровачных палёў. У адрозненне ад фатонаў глюоны ўзаемадзейнічаюць паміж сабой, адкуль вынікае, што эфектыўная канстанта сувязі на малых адлегласцях імкнецца да нуля (асімптатычная свабода), а на вял. адлегласцях узрастае (магчымасць канфайнменту — запірання кваркаў і глюонаў унутры адронаў і іх адсутнасці ў свабодным стане). Кваркі і выпрамененыя імі глюоны па-за межамі вобласці канфайнменту пераўтвараюцца ў струмені адронаў, што з’яўляецца эксперым. доказам існавання глюонаў. К.х. апісвае шырокі клас працэсаў узаемадзеяння з удзелам адронаў і ядраў пры высокіх і нізкіх энергіях, якія вядуць да такіх з’яў, як, напр., множныя працэсы нараджэння часціц, кварк-глюонная плазма, вял. лакальныя флуктуацыі множнасці.

Літ.:

Бабичев Л.Ф., Кувшинов В.И., Федоров Ф.И. Квантовая хромодинамика в матричном формализме уравнений первого порядка // Докл. АН СССР. 1981. Т. 259, №1;

Индурайн Ф. Квантовая хромодинамика: Пер. с англ. М., 1986.

В.​І.​Куўшынаў.

т. 8, с. 209

НЕЙТРО́ННАЯ О́ПТЫКА,

раздзел нейтроннай фізікі, які вывучае хвалевыя ўласцівасці нейтронаў і працэсы распаўсюджвання нейтронных хваль у рэчывах і палях.

У адпаведнасці з карпускулярна-хвалевым дуалізмам нейтрон можа паводзіць сябе як часціца з энергіяй E і імпульсам $\overrightarrow{w}$ або як хваля з частатой ${\displaystyle \mathrm{\omega }=\frac{2\mathrm{\pi }}{h}E}$ , даўжынёй хвалі λ = 2πh/p і хвалевым вектарам ${\displaystyle \overrightarrow{k}=\frac{2\mathrm{\pi }}{h}\overrightarrow{p}}$ , дзе h — Планка пастаянная. Хвалевыя ўласцівасці найб. выяўлены ў нейтронаў з малымі кінетычнымі энергіямі (гл. Павольныя нейтроны). Гэтымі ўласцівасцямі тлумачыцца пераламленне і адбіццё нейтронных пучкоў на мяжы падзелу двух асяроддзяў, поўнае адбіццё (пры пэўных умовах) ад мяжы падзелу, дыфракцыя на неаднароднасцях асяроддзя і на яго перыядычнай структуры. Для некаторых рэчываў пры адбіцці і пераламленні назіраецца палярызацыя нейтронаў, што вельмі падобна на ўзнікненне кругавой палярызацыі святла ў аптычна актыўных асяроддзях. У рэчывах, дзе спіны ядраў арыентаваны (палярызаваны) у адным напрамку, назіраецца ядз. прэцэсія нейтронаў, абумоўленая ядз. псеўдамагн. полем (гл. Ядзерная оптыка). Калі даўжыня хвалі нейтрона параўнальная з адлегласцю паміж атамамі (ядрамі) крышталёў, назіраецца дыфракцыя нейтронаў, аналагічная дыфракцыі рэнтгенаўскіх прамянёў.

На Беларусі даследаванні па асобных пытаннях Н.о. праводзяцца ў НДІ ядз. даследаванняў пры БДУ.

Літ.:

Крупчицкий П.А. Фундаментальные исследования с поляризованными медленными нейтронами. М., 1985;

Барышевский В.Г. Ядерная оптика поляризованных сред. М., 1995.

У.​Р.​Барышэўскі.

т. 11, с. 276

КАСМІ́ЧНЫЯ ПРАМЯНІ́,

патокі атамных ядраў і элементарных часціц у космасе і атмасферы. К.п. ў космасе наз. першаснымі (ПКП); прамяні, якія ўзнікаюць ад узаемадзеяння ПКП з рэчывам атмасферы ці міжзорнага газу, наз. другаснымі (ДКП).

У склад ПКП уваходзяць пратоны (92%), α-часціцы (7%), інш. ядры і электроны (1%). Большасць ПКП з энергіямі ад 1 да 10​⁸ ГэВ прыходзяць на Зямлю з Галактыкі і толькі невял. іх колькасць звязана з актыўнасцю Сонца. ПКП з энергіяй большай за 10​⁸ ГэВ, але меншай за 5∙10​¹⁰ ГэВ, магчыма, прыходзяць з Метагалактыкі. Найб. верагодныя крыніцы галактычных ПКП — успышкі звышновых зорак і пульсары, якія пры гэтым утвараюцца. Поўная энергія, што пераносіцца ПКП на Зямлю, невял. і параўнальная з энергіяй бачнага святла зорак. Узаемадзеянне ПКП (большасць іх часціц зараджана дадатна) з магн. полем Зямлі выклікае шэраг т.зв. геамагнітных з’яў, напр., залежнасць інтэнсіўнасці К.п. з энергіяй ~1 ГэВ ад геамагнітнай шыраты і даўгаты. У склад ДКП уваходзяць усе вядомыя элементарныя часціцы. На ўзроўні мора ДКП падзяляюць на жорсткія (μ-мезоны) і мяккія (электроны, пазітроны і фатоны) кампаненты. Мяккія кампаненты ДКП разам з ядз. каскадам утвараюць шырокія атмасферныя ліўні (магутныя патокі другасных часціц), папярочнік якіх дасягае соцень метраў. К.П выкарыстоўваюцца для вывучэння працэсаў узаемадзеяння элементарных часціц і іх структуры, а таксама для выяўлення і вывучэння астрафіз. працэсаў, што адбываюцца ў нетрах Сусвету.

І.​С.​Сацункевіч.

т. 8, с. 150

ПАРАМАГНЕТЫ́ЗМ (ад пара... + магнетызм),

уласцівасць рэчываў слаба намагнічвацца ў напрамку знешняга магн. поля; адзін з відаў магнетызму. Характэрны для рэчываў (парамагнетыкаў), часціцы якіх (атамы, малекулы, іоны, атамныя ядры) маюць уласныя магн. моманты. У адсутнасці знешняга магн. поля яны арыентаваны хаатычна, так што намагнічанасць рэчыва роўная нулю.

Пры наяўнасці знешняга поля магн. моманты арыентуюцца пераважна ўздоўж поля і намагнічанасць вызначаецца формулай $\overrightarrow{J}=\mathrm{\chi }\overrightarrow{H}$ , дзе χ — магнітная ўспрыімлівасць (для парамагнетыкаў пры т-ры ≈ 293 К χ ⁓ 10​⁻⁷—10​⁻⁴), $\overrightarrow{H}$ — напружанасць знешняга магн. поля. З павелічэннем т-ры ўзрастае дэзарыентавальнае дзеянне цеплавога руху і χ памяншаецца (гл. Кюры закон, Кюры—Вейса закон). Існаванне ў атамаў (іонаў) магн. момантаў, якія абумоўліваюць П., можа быць звязана з арбітальным рухам электронаў у абалонцы атама — арбітальны П., іх спінам — спінавы П., а таксама (у меншай ступені) са спінам атамных ядраў — ядзерны П. (гл. Магнетон). Даследаванне П. дае інфармацыю пра мікраскапічныя магн. ўласцівасці і ўнутр. структуру рэчываў. П. выкарыстоўваецца для атрымання звышнізкіх т-р метадам магнітнага ахаладжэння, у квантавай электроніцы (гл. Мазер) і інш. Гл. таксама Электронны парамагнітны рэзананс, Ядзерны парамагнітны рэзананс.

Літ.:

Вонсовский С.В. Магнетизм. М., 1971;

Абрагам А., Гольдман М. Ядерный магнетизм: порядок и беспорядок: Пер. с англ. Т. 1—2. М., 1984;

Кринчик Г.С. Физика магнитных явлений. 2 изд. М., 1985.

Р.​М.​Шахлевіч.

т. 12, с. 87

А́ТАМНАЯ ЭЛЕКТРАСТА́НЦЫЯ (АЭС),

электрастанцыя, дзе атамная (ядзерная) энергія ператвараецца ў электрычную. Першая ў свеце АЭС магутнасцю 5 МВт пачала дзейнічаць у 1954 у б. СССР (г. Обнінск). На АЭС цеплата, якая вылучаецца ў ядз. рэактары ў выніку ланцуговай рэакцыі дзялення ядраў некаторых цяжкіх хім. элементаў (напр., уран-233, уран-235, плутоній-239 і інш.), ператвараецца ў электрычную, як і на цеплавых электрастанцыях. АЭС складаюць аснову ядзернай энергетыкі. У склад АЭС уваходзяць ядзерны рэактар, цеплаабменнікі, помпы і агрэгаты для ператварэння цеплавой энергіі ў электрычную, электратэхн. абсталяванне. На АЭС выкарыстоўваюць рэактары пераважна на цеплавых і хуткіх нейтронах. У залежнасці ад тыпу і агрэгатнага стану цепланосьбіта выбіраецца тэрмадынамічны цыкл АЭС. Вышэйшая т-ра цыкла вызначаецца найбольшай т-рай цеплавыдзяляльных элементаў і ўласцівасцямі цепланосьбітаў. Для выключэння перагрэву прадугледжана хуткае (на працягу некалькіх секунд) глушэнне ланцуговай ядз. рэакцыі аварыйнай сістэмай расхалоджвання.

Пры дзяленні 1 г ізатопаў урану або плутонію вызваляецца каля 22,5 МВт∙гадз энергіі, што эквівалентна спальванню 2,8 т умоўнага паліва. Гэта з’яўляецца асн. аргументам эканамічнасці АЭС. Пасля аварыі на Чарнобыльскай АЭС (1986), пашырэння інфармацыі аб радыеактыўным забруджванні навакольнага асяроддзя і стане бяспекі на АЭС энергет. праграмы ў б. СССР пачалі згортваць. Аднак паглыбленне энергет. крызісу зноў ставіць пытанне пра будаўніцтва новых АЭС. Найбліжэйшыя да Беларусі дзеючыя АЭС (у дужках адлегласць у кіламетрах ад яе да дзярж. мяжы і да Мінска): Ігналінская ў Літве (5; 185), Смаленская ў Расіі (80; 355), Чарнобыльская (7; 310) і Ровенская на Украіне (60; 285).

А.​М.​Люцко.

т. 2, с. 67

НЕЙТРЫ́НА (італьян. neutrino памяншальнае ад neutrone нейтрон),

незараджаная элементарная часціца з групы лептонаў. Мае спін ​¹/₂ і масу, намнога меншую за масу электрона. Па стат. уласцівасцях адносіцца да ферміёнаў. Удзельнічае ў слабых і гравітацыйных узаемадзеяннях (гл. Узаемадзеянні элементарных часціц, з-за вельмі малой масы слаба ўзаемадзейнічае з рэчывам, характарызуецца вял. пранікальнай здольнасцю, напр., свабодна праходзіць праз Зямлю і Сонца.

Вядома 3 тыпы Н.: электроннае Н. ν_e, мюоннае Н. ν_µ, таоннае Н. ν_τ і адпаведныя ім антычасціцы ${\stackrel{—}{\nu }}_{\mathrm{e}}$, ${\stackrel{—}{\nu }}_{\mathrm{\mu }}$, ${\stackrel{—}{\nu }}_{\mathrm{\tau }}$ (звесткі аб ${\nu }_{\mathrm{\tau }}$ і ${\stackrel{—}{\nu }}_{\mathrm{\tau }}$ ускосныя і магчыма, што ${\displaystyle {\nu }_{\mathrm{\tau }}\equiv {\stackrel{—}{\nu }}_{\mathrm{\tau }}}$ ). Кожны з тыпаў Н. пры ўзаемадзеянні з інш. часціцамі можа пераўтварыцца ў адпаведны зараджаны лептон, а калі масы спакою Н. адрозныя ад 0 і лептонныя зарады не захоўваюцца, магчымы асцыляцыі Н. — пераўтварэнні аднаго тыпу Н. ў другі (прапанавана Б.М.Пантэкорва ў 1957). Існаванне электроннага Н. прадказана В.Паўлі (1930—33) на падставе законаў захавання энергіі і імпульсу ў рэакцыях β-распаду, эксперыментальна ${\stackrel{—}{\nu }}_{\mathrm{e}}$ зарэгістравана амер. фізікамі Ф.​Райнесам і К.​Коўэнам ў 1953—56. Выпрамяняюцца Н. пры пераўтварэннях атамных ядраў (β-распадзе, захопе электронаў і мюонаў), распадах элементарных часціц і інш. Працэсы, якія вядуць да ўтварэння Н., адбываюцца ў рэчыве Зямлі і яе атмасферы за кошт касм. выпрамянення, у нетрах Сонца, зорак і інш. (гл. Нейтрынная астраномія, Нейтрынная астрафізіка). Штучна Н. атрымліваюць з дапамогай магутных ядз. выпрамяняльнікаў, ядз. рэактараў, паскаральнікаў зараджаных часціц.

Літ.:

Марков М.А. Нейтрино. М., 1964;

Понтекорво Б.М. Нейтрино. М., 1966;

Рекало М.П. Нейтрино. Киев, 1986.

С.​Сацункевіч.

т. 11, с. 277

НЕЙТРО́ННАЯ ФІ́ЗІКА,

галіна ядзернай фізікі, якая ахоплівае даследаванні розных з’яў з удзелам нейтронаў. Вывучае ўзаемадзеянне нейтронаў з рэчывам (ядз. рэакцыі, дыфузію, запавольванне і інш.), даследуе ўласцівасці саміх нейтронаў (структуру, працэсы распаду, эл.-магн. характарыстыкі і інш.). Праяўленні хвалевых уласцівасцей нейтронаў даследуюцца ў нейтроннай оптыцы. Мае шматлікія дастасаванні пры вызначэнні структуры рэчыва (гл. Нейтронаграфія, Нейтронная спектраскапія).

Пачала развівацца пасля адкрыцця нейтрона (1932). Першыя эксперыменты з нейтронамі, праведзеныя ў 1934—40, прывялі да адкрыцця працэсу дзялення ядраў нейтронамі і магчымасці ажыццяўлення ланцуговай ядзернай рэакцыі і на яе аснове стварэння ядз. зброі і ядз. рэактараў. Некаторыя ядз. рэакцыі, выкліканыя нейтронамі, выкарыстоўваюцца для вытв-сці радыеактыўных ізатопаў, у т. л. для перапрацоўкі радыеактыўных адходаў ядз. рэактараў пераўтварэннем доўгачасовых (з вял. перыядам паўраспаду) ізатопаў у кароткачасовыя. Ствараюцца спецыялізаваныя крыніцы нейтронаў: імпульсныя і даследчыя ядз. рэактары, а таксама розныя буйнатокавыя паскаральнікі зараджаных часціц (пратонаў, электронаў, дэйтронаў), якія выкарыстоўваюцца для даследаванняў і атрымання адз. паліва ў прамысл. маштабах. Важным кірункам даследаванняў Н.ф. з’яўляецца вывучэнне законаў прыроды пры люстраным адбіцці прасторы і пры змене знака часу. У шматлікіх эксперыментах даказана адсутнасць люстраной сіметрыі ўзаемадзеянняў элементарных часціц, у прыватнасці, паказана залежнасць каэфіцыента паглынання нейтронаў у аднародным і ізатропным рэчыве ад арыентацыі спіна нейтрона адносна яго імпульсу. Адным з выяўленняў неінварыянтнасці часу з’яўляецца меркаванне аб наяўнасці ў нейтрона эл. дыпольнага моманту.

На Беларусі даследаванні па асобных пытаннях Н.ф. праводзяцца ў НДІ ядз. праблем пры БДУ, Ін-це фізікі і Ін-це фізікі цвёрдага цела і паўправаднікоў Нац. АН.

Літ.:

Гуревич И.И., Тарасов Л.В. Физика нейтронов низких энергий. М., 1965;

Крупчицкий П.А. Фундаментальные исследования с поляризованными медленными нейтронами. М., 1985;

Александров Ю.А. Фундаментальные свойства нейтрона. 3 изд. М., 1992.

У.​Р.​Барышэўскі.

т. 11, с. 277

ПАСКАРА́ЛЬНІКІ ЗАРА́ДЖАНЫХ ЧАСЦІ́Ц,

устаноўкі для атрымання зараджаных часціц (электронаў, пратонаў, атамных ядраў, іонаў і інш.) высокіх энергій (больш за 1 МэВ) за кошт іх паскарэння ў эл. полі.

У 1919—32 развіццё П.з.ч. грунтавалася на атрыманні высокіх напружанняў і іх выкарыстанні для паскарэння зараджаных часціц. У 1931 створаны электрастатычны генератар (гл. Ван-дэ-Граафа генератар), у 1932 — каскадны генератар, што дазволіла атрымліваць патокі паскораных часціц з энергіяй да 10 МэВ. У 1931—44 распрацаваны рэзанансныя метады паскарэння часціц, пры якіх паскораныя часціцы шматразова праходзілі паскаральны прамежак і набіралі энергію пры адносна невял. паскаральным напружанні (гл. Цыклатрон). У 1940 пабудаваны цыклічны індукцыйны паскаральнік электронаў — бэтатрон. У 1950-я г. прапанаваны прынцыпы аўтафазіроўкі і моцнай факусіроўкі часціц, у выніку павялічыліся межы дасягальных энергій у цыклічных і лінейных П.З.Ч. Існуюць лінейны паскаральнік даўжынёй больш за 3 км, дзе электроны і пазітроны маюць энергію да 45 ГэВ (г. Станфард. ЗША); цыклічны паскаральнік з даўжынёй арбіты каля 27 км з энергіяй да 103 ГэВ (г. Жэнева, Швейцарыя); тэватрон паскарае пратоны і антыпратоны да энергіі 940 ГэВ (г. Батавія, ЗША). Развіццё паскаральнікаў звязана з павелічэннем энергій паскораных часціц, нарошчваннем іх інтэнсіўнасці (сілы току ў пучку) і працягласці імпульсу паскоранага пучка. Распрацоўваюцца новыя і ўдасканальваюцца метады паскарэння, дзе выкарыстоўваюцца звышправодныя матэрыялы ў магнітах і паскаральных сістэмах. аўтам. кіраванне, паскаральнікі 3 накапляльнымі кольцамі (гл. Паскаральнік з сустрэчнымі пучкамі) і інш. Выкарыстоўваюцца для навук. мэт (нараджэння новых часціц, атрымання штучных нуклідаў, вывучэння ядз. рэакцый, для доследаў у радыебіялогіі, хіміі, фізіцы цвёрдага цела і інш.), а таксама ў металургіі (для дэфектаскапіі), дрэваапр. прам-сці (для хуткай высакаякаснай апрацоўкі вырабаў), харч. прам-сці (для стэрылізацыі прадуктаў), медыцыне (для прамянёвай тэрапіі, «бяскроўнай хірургіі» і інш.). Гл. таксама Фазатрон, Сінхрафазатрон.

Літ.:

Комар Е.Г. Основы ускорительной техники. М., 1975;

Лебедев АН., Шальнов А.В. Основы физики и техники ускорителей. 2 изд. М., 1991.

І.​С.​Сацункевіч.

т. 12, с. 163

МЕТЭО́РЫ (ад грэч. meteōra атмасферныя з’явы),

з’явы, што ўзнікаюць у зямной атмасферы пры пранікненні ў яе часцінак касм. рэчыва — метэорных цел. Бел. народная назва М. — знічкі.

Метэорныя целы ўваходзяць у атмасферу Зямлі з адноснымі скорасцямі ад 11 да 73 км/с. Пры ўзаемадзеянні з паветрам кінетычная энергія метэорных цел ідзе на награванне і выпарэнне цел, узбуджэнне і іанізацыю малекул паветра і пары метэорнага рэчыва. Некалькі працэнтаў энергіі пераходзіць у светлавую. Даўжыня шляху М. у атмасферы — каля 100 км, большасць метэорных цел згарае ў атмасферы на вышыні больш за 80 км. Вельмі яркія М. наз. балідамі, часам яны заканчваюцца выпадзеннем на паверхню Зямлі метэарытаў. Маса М. — ад 0,001 г да некалькіх грамаў. На ясным начным небе простым вокам можна бачыць звычайна каля 10 М. за гадзіну. За суткі ў атмасферу Зямлі пранікае некалькі мільярдаў метэорных цел, агульнай масай каля 100 т. Большасць метэорных цел — камяністыя прадукты распаду каметных ядраў, зрэдку — астэроідаў. У міжпланетнай прасторы метэорныя целы каметнага паходжання рухаюцца раямі, расцягнутымі ўздоўж арбіты каметы. Трапляючы ў зямную атмасферу, яны ўтвараюць метэорныя патокі.

Літ.:

Кащеев Б.Л., Лебединец В.Н., Лагутин М.Ф. Метеорные явления в атмосфере Земли. М., 1967;

Цесевич В.П. Что и как наблюдать на небе. 6 изд. М., 1984.

А.​А.​Шымбалёў.

т. 10, с. 319