Квант

Магниты размером с дом

Хотя я неплохо справляюсь с работой по дому, мои лабораторные навыки вечно подвергаются незлобным насмешкам со стороны коллег-экспериментаторов – они не упускают случая подшутить над нами, теоретиками. Хотя я и правда сумел избежать любой экспериментальной работы, до недавнего времени я не понимал, насколько я отстал от технологий, используемых для получения экспериментальных результатов, которые я затем пытаюсь осмыслить. Однако суть истории, которую я собираюсь рассказать, не в этом – в ней описывается еще один способ применения квантовой физики, о котором вы, возможно, уже слышали.
В 1999 году я шесть недель провел в Циклотронной лаборатории Университета штата Мичиган, где работал над интерпретацией данных их последних экспериментов с «экзотическими» ядрами. Национальная сверхпроводящая циклотронная лаборатория Университета штата Мичиган считается одной из ведущих мировых исследовательских лабораторий в сфере ядерной физики, где создаются и изучаются редкие и экзотические виды ядер. Наличие циклотрона означает, что сильное магнитное поле ускоряет ядра до высоких энергий, после чего они намеренно разбиваются о ядерную мишень, чтобы проверить, что произойдет. В циклотронах используются мощные электромагниты, которые заставляют заряженные частицы, или ионы, двигаться внутри них, перемещаясь по спирали наружу и набирая скорость в процессе.
Я знал все это до своей поездки в Университет штата Мичиган и, конечно же, более или менее представлял, что происходит с заряженными ионами, когда они покидают циклотрон и входят в систему анализа пучка по пути к цели. На самом деле для целей моего исследования мне вполне достаточно было поверхностных знаний обо всем остальном. Мне не нужно было ни знакомиться с сырыми данными, ни понимать хитроумные техники их получения (а этих техник, поверьте, немало) – я работал лишь с итоговыми, полностью обработанными данными.
Ускорительная установка находится в большом здании в центре кампуса, и по бокам от нее расположены офисные пространства. Во время своего пребывания в университете я входил в здание через одну из множества дверей и проходил в офис, где занимался разработкой математических моделей изучаемых ядерных реакций, писал компьютерный код или просто обсуждал физические проблемы с другими теоретиками. Конечно, в дополнение к этому я регулярно выходил за кофе, разговаривал в коридоре с коллегами-экспериментаторами и посещал семинары.
Однажды, ближе к концу моего пребывания в университете, я обсуждал кое-что со своим коллегой Грегерсом Хансеном у него в кабинете. Грегерс – один из ведущих ядерных физиков, он родился в Дании, но живет и работает в США. Он был одним из первооткрывателей нейтронного облака, которое я описал в Главе 3. Я заметил, как мерцает экран его монитора, и он объяснил, что ему пришлось «размагнитить» его, чтобы нейтрализовать лишние магнитные поля. Для удобства проведения этой процедуры на мониторе даже была специальная кнопка. Я спросил, зачем это необходимо, и он ответил, что всему виной проводящиеся на циклотроне испытания. Увидев, что это мне ни о чем не сказало, он пояснил, что проблема возникает из-за магнитного поля большего из двух сверхпроводящих магнитов, которые были включены в тот день. Когда я признался, что никогда его не видел, он не поверил своим ушам. «То есть ты шесть недель просидел в несчастных десяти метрах от самого мощного циклотронного магнита в мире и даже не заметил этого?» На следующий день – в последний день моей командировки – он провел мне экскурсию по лаборатории. Само собой, за стеной моего офиса и несколькими метрами сдерживающего радиацию экрана, находился гигантский магнит – он был таким огромным, что нам пришлось подняться по проложенной вокруг него лестнице, чтобы попасть на вершину. После этого мне повезло провести некоторое время в лаборатории TRIUMF в Ванкувере, где находится крупнейший в мире циклотронный магнит, по мощности, однако, уступающий магниту Университета штата Мичиган.
Интересно, как именно работают такие магниты, поскольку они находят применение другому чисто квантовому эффекту – сверхпроводимости.
Показать оглавление

Комментариев: 0

Оставить комментарий