Матвей Бронштейн - Занимательная квантовая физика

Многие из трудов Матвея Бронштейна по космологии, теории полупроводников, физике атомного ядра, квантовой теории гравитации публиковались за рубежом, и по сей день они вызывают интерес исследователей.

В 2006 году американский физик Ли Смолин написал: «К настоящему времени почти любой, кто серьёзно думал о квантовой гравитации, согласен с Бронштейном. Но на это потребовалось семьдесят лет».

Здесь и в дальнейшем М. П. Бронштейн оперирует со значениями некоторых физических величин: заряда электрона е, удельного заряда электрона (отношения заряда к массе) e/m, постоянной Авогадро N и т. д. Приведем уточненные значения этих величин, полученные к нашему времени в результате возросшей точности измерений:

заряд электрона e = 4,80325 × 10 –10ед. СГС,

масса электрона m = 9,10956 × 10 –28г,

удельный заряд электрона e/m = 5,27276 × 10 17ед. СГС/г,

масса атома водорода M = 1,67352 × 10 –24г,

отношение массы протона к массе электрона М/m = 1836,11,

число Авогадро W = 6,02217 × 10 23моль -1. (Прим. ред.)

Фонограф — изобретенный в 1877 году Эдисоном аппарат, записывающий и воспроизводящий всевозможные звуки. ( Прим. ред.)

Как ни странно звучит это утверждение, тем не менее оно совершенно справедливо. Попробуем проверить его. По измерениям астрономов, наше Солнце испускает каждую секунду 9 × 10 25калорий энергии (калория — это то количество энергии, которое тратится на нагревание одного грамма воды на один градус Цельсия). Каждый грамм радия испускает энергию в количестве около 0,04 калорий в секунду. Известно, что масса Солнца 2 × 10 33г. Значит, если бы оно состояло из чистого радия, то испускало бы около 0,04 × 2 × 10 33= 8 × 10 31калорий в секунду. Это почти в миллион раз больше той энергии, которую оно испускает в действительности.

С такой скоростью летят альфа-частицы, испускаемые так называемым радием С, одним из продуктов распада радона (см. ниже).

За прошедшее с 1935 г. время камера Вильсона была существенно модифицирована; появились и новые типы камер, позволяющие фиксировать траектории заряженных частиц: пузырьковая (1952 г.) и искровая (1957 г.) камеры. (Прим. ред.)

Ln — натуральный логарифм. Он равен десятичному логарифму, деленному на 0,4343. (Тот, кто не умеет вычислять с логарифмами, может при чтении пропустить все промежуточные выкладки и просто принять результат на веру.).

А так как год составляет 3,16 × 10 7с, то, чтобы узнать, через сколько лет данное количество атомов радия уменьшится ровно вдвое, нужно разделить 5 × 10 10на 3,16 × 10 7. Ответ гласит: через 1600 лет.

Под «продолжительностью жизни» радиоактивного элемента мы всегда понимаем тот промежуток времени, в течение которого наличное количество атомов этого элемента должно уменьшиться вдвое.