Известные люди

»

Карло Руббиа

К концу войны югославская вооруженные силы заняла большую количество периферии Гориция, и семейство Руббиа эвакуировалась сперва в Венецию, далее в Удине и, в конце концов, поселилась в Пизе. После окончания средней школы Р. намеревался учить физику в привилегированной школе, входившей в состав Пизанского университета, но сгинул на вступительных экзаменах из-за пробелов в образовании, вызванных войной. Вынужденный бросить мечту о физике, Р. поступает на инженерный факультет Миланского университета. Через немного месяцев он получает уведомление о том, что может возвратиться в Пизу и поступить на образовавшуюся в финальный миг вакансию. Впоследствии Р. заметил по этому поводу, что стал физиком благодаря случаю. Он продолжает родное образование в Пизе и в 1958 г. пишет докторскую диссертацию, посвященную экспериментальному исследованию космических лучей и разработке приборов для детектирования элементарных частиц, образующихся в ускорителях при столкновениях других частиц, разогнанных до высоких энергий.

Чтобы набраться опыта, в особенности в области ускорителей, Р. проводит 1958/59 учебный г. в Колумбийском университете, где работает со Стивеном Вайнбергом и другими ведущими учеными в области физики частиц высоких энергий. По возвращении в Италию в 1960 г. он работает какое-то время в Римском университете, а потом переходит в ЦЕРН (Европейский середина ядерных исследований) консорциум тринадцати европейских государств, расположенный в Швейцарии, поблизости от Женевы. Незадолго до этого ЦЕРН построил самый-самый сильный в мире ускоритель частиц протонный синхротрон, с помощью которого исследователи надеялись принять элементарные частицы, предсказанные теоретически, но ещё не подтвержденные экспериментально.

Физикам известно четыре фундаментальных взаимодействия, существующих в природе: гравитационное (притяжение между массами), электромагнитное (взаимодействие между электрически заряженными или магнитными телами), сильное (взаимодействие, не дающее распасться ядру, компенсирующее отталкивание несущих электрический заряд протонов и удерживающее не имеющие заряда нейтроны) и слабое (взаимодействие, связанное с радиоактивным распадом некоторых нестабильных ядер, в частности с испусканием бета-частиц, или электронов). Считалось, что фундаментальные взаимодействия осуществляются путем обмена частицами, или квантами силовых полей, представляющими собой, как считалось с первых дней существования квантовой теории, дискретные порции, из которых слагается энергия. Первой таковый частицей переносчиком взаимодействия, которая была обнаружена, оказался фотон квант электромагнитного излучения, к примеру света. Развитие современной квантовой механики, признающей дуализм волна частица, привело физиков к неизбежному выводу о том, что свет, волновая натура которого была признана на протяжении без малого двух столетий, ведет себя как поток дискретных частиц. Теория относительности Альберта Эйнштейна ввела эквивалентность массы и энергии, что дало теоретическое и практическое снадобье для анализа взаимодействий, затрагивающих массы частиц и лишенное массы излучение.

Так, при электромагнитном взаимодействии заряженных частиц, к примеру электрона и протона, происходит обмен безмассовыми фотонами. В 1935 г. японский физик Хидэки Юкава чисто теоретически предсказал, что взаимодействие внутри ядра может осуществляться полями, квант которых обладает массой, и оценил вероятное роль этой массы. Предсказанная Юкавой частица была обнаружена в 1947 г. английским физиком Сесилом Ф. Пауэллом в столкновениях высокоэнергетических космических лучей с ядрами. Частица получила наименование пи-мезона, или пиона, масса ее на глаз в 200 раз больше массы электрона Пион является переносчиком сильного взаимодействия. Позднее пион был получен и в лабораторных условиях на мощных ускорителях. Было открыто немало различных мезонов и других субатомных частиц. Активная дело в этой области продолжается и поныне. Одни физики предлагают теории, позволяющие навести некое подобие рационального порядка в дикой мешанине частиц, другие пытаются создавать все больше и больше мощные ускорители, с тем чтобы совершить наблюдаемыми все большее число частиц.

Существование четырех фундаментальных взаимодействий не нравилось физикам, и они давнехонько пытались сформировать теории, которые бы объединили все взаимодействия. В 1960 г. америкосский физик Шелдон Л. Глэшоу предложил единую теорию электромагнитного и слабого взаимодействия (объединенное взаимодействие получило наименование электрослабого), которая требовала, и все-таки, существования трех не наблюдавшихся прежде частиц W+ с положительным электрическим зарядом, W с отрицательным электрическим зарядом и Z0 с нулевым зарядом. Все три частицы попали в единственный класс частиц, называемых бозонами (а честь индийского физика Шатьендраната Бозе). Фотон, пион и ядра с четным числом нуклонов (протонов и нейтронов) ещё являются бозонами. Стивен Ванберг и Абдус Салам независимо товарищ от друга предсказали, что бозоны Глэшоу должны быть короткоживущими и должны иметь в распоряжении массу, приблизительно в десять раз большую, чем масса каждый из известных элементарных частиц. Из-за больших ожидаемых масс для рождения таких частиц требуются необычайно высокие энергии.

В 1969 г. Р. сообща с Альфредом Манном и Дэвидом Клайном решил заняться поиском W- и Z-частиц в Фермиевской национальной ускорительной лаборатории (Фермилаб) близ Чикаго. Через два года они приостановили свои работы, чтобы огласить о получении данных, свидетельствующих о существовании нейтральных токов потока незаряженных частиц, ожидаемых как следствие обмена Z0-частицами. Сообщение группы Р., если бы оно подтвердилось, означало бы подтверждение теории Глэшоу Вайнберга Салама. Однако, следом того как исследователи из ЦЕРНа, ещё занимавшиеся поиском неуловимых токов, объявили в 1973 г. о том, что им удалось обрести без малого окончательные данные, группа из Фермилаба торопливо опубликовала статью, в которой признавала, что ей не удалось приметить нейтральные токи. Через год группа ещё раз изменила родное взгляд и опубликовала исчерпывающе подробную статью о существовании нейтральных токов. Хотя правильность выводов последней статьи ни у кого не вызвала сомнений, момент с отказом от открытия нейтральных токов немного подмочил репутацию Р.

Располагая новыми данными, косвенно подтверждающими наличие W- и Z-частиц, Р. сызнова принимается за их поиски. Однако ни единственный существовавший тогда ускоритель не позволял достичь энергий, необходимых для рождения настолько массивных частиц. В 1976 г. Р., Клайн и Питер Макинтайр вписали радикальное предложение о переделке имевшегося в ЦЕРНе ускорителя в сверхмощный протонный синхротрон (СПС), чтобы разгонять частицы до высоких энергий с целью получения в нем пучков протонов и антипротонов, циркулирующих по одному и тому же кольцеобразному туннелю в противоположных направлениях и сталкивающихся позже разгона до нужных энергий на встречных курсах. П.А.М. Дирак предсказал в 1928 г. наличие антиматерии в форме антиэлектрона частицы-близнеца отрицательно заряженного электрона, но с положительным зарядом. Столкновение материи и антиматерии приводит к аннигиляции обеих масс с выделением энергии. Теория Дирака была подтверждена в 1932 г., когда Карл Д. Андерсон открыл антиэлектрон (называемый сегодня позитроном).

Предложение Руббиа Клайна Макинтайра требовало решения многих трудных проблем и было встречено с изрядным скептицизмом. Тем не менее Р., известному своим неистощимым оптимизмом и пробивными способностями, удалось уверить ЦЕРН принять в 1979 г. план постройки СПС ориентировочной стоимостью в 100 млн. долларов.

Одним из наиболее важных пунктов осуществления замыслов было создание сложного детектора для обнаружения частиц, рождающихся при столкновениях, и определения их характеристик, таких, как энергия и ориентация движения. Работая с группой, насчитывавшей больше 100 джентльмен, Р. и его коллеги построили 1200-тонную детекторную камеру, позволявшую идентифицировать и предуготовлять свойства эдак десяти разыскиваемых частиц, которые экспериментаторы надеялись выявить (по одной на всякий млрд. столкновений). Меньший 200-тонный детектор был построен второй группой для других опытов и подтверждения результатов, получаемых с помощью первого детектора.

Проблема получения достаточного количества антипротонов (антиматерия встречается чрезвычайно редко) была решена Симоном ван дер Мером. Предложенный им алгоритм состоял в том, что антипротоны, рождающиеся при бомбардировке твердой медной мишени короткими сериями импульсов шибко скоро движущихся протонов от протонного синхротрона (ПС), отводились и собирались в специальном накопительном кольце. Сложная организация электродов фокусировала антипротоны, собирая их в пачки импульсы. Затем антипротоны из накопительного кольца сызнова инжектировались в ПС, получая предварительное ускорение, и поступали в СПС совместно со сгустками протонов, до этого ускоренных аналогичным образом. Затем частицы и античастицы решительно ускорялись до энергии в 300 млрд. электрон-вольт. Поскольку частицы и античастицы имеют заряды противоположных знаков, они обращаются по откачанному до глубокого вакуума кольцу диаметром рядом 4 миль в противоположных направлениях в виде трех сгустков частиц каждого сорта и сталкиваются в шести совершенно определенных точках, в двух из которых расположены детекторы.

Эксперименты начались в 1982 г., и в течение одного месяца удалось выявить пять W-частиц. Во избежание преждевременных заявлений об открытии Р. выждал до конца 1983 г. и опубликовал извещение своей группы об открытии W+ и W-частиц только вслед за тем тщательного анализа экспериментальных данных, а ещё посредством немного месяцев сообщил об открытии Z0-частицы.

В 1984 г. Р. и ван дер Мер были удостоены Нобелевской премии по физике за решающий вклад в немалый план, тот, что привел к открытию квантов поля W- и Z-частиц, переносчиков слабого взаимодействия. При презентации лауреатов, Геста Экспонг, член Шведской королевской академии наук, заявил:

Когда в ЦЕРНе были открыты W- и Z-частицы, сбылась давняя греза о лучшем понимании слабого взаимодействия, которое оказывается слабым как раз оттого, что W- и Z-частицы такие тяжелые. В заключение своей речи Экспонг заявил предположение, что открытие W- и Z-частиц войдет в историю физики как открытие радиоволн и фотонов света переносчиков электромагнетизма.

Незадолго до объявления о присуждении премии Р. со своей группой сообщил об открытии t-кварка элементарной частицы, которую считают фундаментальной составляющей других частиц, таких, как протоны и нейтроны. Р. выступил кроме того с предложением о пристройке нового и значительно больше мощного ускорителя протонов к большому электрон-позитронному коллайдеру ЦЕРНа.

С 1970 г. Р. проводит полгода, занимаясь преподавательской деятельностью, в Гарвардском университете, где в 1986 г. он стал профессором физики, а другую половину как старшой физик в ЦЕРНе. Энергичный, не ведающий покоя, легкий на взлет, Р. пользуется признанием не только как искусный экспериментатор, но и как гибкий и динамичный глава проектов.

В 1957 г. Р. женился на учительнице физики средней школы Маризе Роме. Чета Руббиа, у которой родились сынуля и дочка, живет в Женеве и имеет здание близ Бостона (штат Массачусетс).

В 1985 г. Р. был награжден итальянским Большим крестом и премией Джорджа Ледли Гарвардского университета. Он состоит членом Европейской академии наук и Американской академии наук и искусств, а кроме того является иностранным членом Лондонского королевского общества. Он почетный медик многих университетов, в т. ч. университетов Женевы, Генуи, Северо-Западного, Карнеги Меллона, Удине и Ла-Платы.

Так же читайте биографии известных людей:

Карло Кабиджозу Carlo Cabigiosu

В 1976 году возглавил альпийскую бригаду "Джулия". Совершенствовал военное искусство в колледже генштаба Великобритании в Кимберли. В 1985 году -..
читать далее →

Карло Фаринелли Carlo Pharinelli

Самый выдающийся певец среди музико, да и, вероятно, вообще певец всех времен Фаринелли.
читать далее →

Карлос Кастанеда Karlos Sezar Arana Kastaneda

Карлоса Кастанеду можно смело причислить к величайшим загадкам ХХ столетия. Достоверно о нем известно только то, что он - автор десяти..
читать далее →

Карлос Фуэнтес Karlos Fuentes

Vексиканский романист. Сын дипломата, он вел космополитический образ жизни: учился в Мехико и Женеве (19441950), работал в мексиканском столичном..
читать далее →

Ваши комментарии

добавить комментарий