26 января 1939 года на конференции по теоретической физике в Вашингтоне Нильс Бор сообщил об открытии деления урана. В этот день, 26 января 1939 года, известный датский физик Нильс Бор, выступая на конференции по теоретической физике в Вашингтоне, рассказал об открытии деления урана. В 1955 году Нильс Бор достиг 70-летия, возраста обязательной отставки, и покинул профессорский пост, но остался главой учрежденного института и продолжал работу. О роли в этой истории американских денег, датского нейтралитета, новых форм организации науки и фигуре Нильса Бора, который сумел всем этим воспользоваться.
Помощь Нильса Бора
Нильс Бор прожил 77 лет и умер от сердечного приступа в 1962 году. Бор Нильс (1885–1962), датский физик, создатель первой квантовой теории атома, президент Датской королевской АН (с 1939). Датский физик Нильс Бор считается одной из важнейших фигур в современной физике.
Нобелевку дали за ответ на вопрос, «играет ли Бог в кости»
Как всякий громкий научный принцип, принцип дополнительности породил свой социальный фантом: все объекты вообще, а объекты микромира в особенности описываются сразу двумя взаимоисключающими теориями. Тем не менее, каждому наблюдателю открыта своя часть правды: «противоположности суть дополнения», отчеканено на золотой медали, учрежденной в Дании в честь ее национального гения. Из 29 участников пятого Сольвеевского конгресса 1927г. Бор и атомная бомба После расщепления атомного ядра Бор первым угадал и тот изотоп урана, и тот еще не открытый элемент плутоний , из которых впоследствии и были изготовлены обе бомбы, «Малыш» и «Толстяк», уничтожившие Хиросиму и Нагасаки. Нильс Бор под именем Николаса Бейкера «дядюшки Ника» , доставленный в Лос-Аламос после многочисленных приключений чего стоит один только перелет из Швеции в Англию в бомбовом отсеке, из коего в случае опасности классика надлежало сбросить в море , служил консультантом Манхэттенского проекта, многим участникам которого он самолично помог спастись от Гитлера. Однако успех проекта немедленно пробудил в нем пророка: в соответствии с принципом дополнительности он принялся неутомимо убеждать сначала Рузвельта, а потом Черчилля немедленно поделиться атомными секретами со Сталиным для дальнейшего взаимного контроля.
В итоге Рузвельт отправился на тот свет, а Черчилль потребовал пригрозить Бору арестом или, по крайней мере, открыть ему глаза на то, что он «находится на грани государственного преступления». Добился он и строительства исследовательского центра с тремя реакторами в самой Дании, неустанно при этом подчеркивая, что материальные выгоды от этого будут еще не скоро. Присутствие на парламентских дебатах привело его к заключению, что ученые стремятся к максимальному согласию, а политики к максимальному разногласию. В результате наибольшее количество запросов относилось не к огромным суммам на строительство, а к затратам на флагшток и конуру для сторожевого пса. Дерзость праведника Прожившему последние тридцать лет в Доме чести, предназначенном для самого почетного гражданина Дании дворец был построен для этой цели основателем пивоваренных заводов «Карлсберг» , осыпанному всеми мыслимыми наградами и почестями, судьба подарила Бору и кончину праведника: прилег и уже не встал.
Случилось это 18 ноября 1962 года. Ровно через месяц после его семидесятисемилетия. Еврейская половина крови в его жилах, похоже, сказалась на его судьбе только тогда, когда, спасая его от оккупировавших Данию нацистов, подпольщики перевозили его через ночной Каттегат в нейтральную Швецию. Любопытно, что когда во время оккупации датские патриоты решили в знак протеста издать книгу о датской культуре, предисловие к ней попросили написать именно Бора. Бор долго размышлял и пришел к выводу, что одной из самых замечательных характеристик датчан является чувство уважения к другим нациям.
Этот камень в нацистский огород был не менее увесист, чем пятнышко на куртке Харальда. Камень, попавший вдобавок в уже ушибленное место: еще в 1938 году на Всемирном конгрессе антропологии и этнографии в замке Эльсинор Бор не побоялся во всеуслышание провозгласить, что разные культуры дополняют друг друга! Не выдержав унижения, германская делегация, подобно братоубийце Клавдию, в гневе покинула зал. Однако и эта дерзость сошла Бору с рук. Но так хочется хоть на ком-то отдохнуть душой, оглядываясь на век изломанных характеров и изломанных судеб… Александр Мелихов На заставке: Памятник Альберту Эйнштейну и Нильсу Бору на Крымском валу в Москве.
Автор — Владимир Лемпорт 1922-2001.
Именно здесь, а точнее в Копенгагене, будущий физик Нильс Бор устраивал футбольные зарубы днями напролет со своими друзьями. Страсти сына не разделял отец мальчика Христиан Бор. Известный в ученой тусовке того времени физиолог, к слову дважды номинировавшийся на Нобелевскую премию, с ранних лет готовил Нильса и его младшего брата Харальда к свершениям в науке. Наставления отца постепенно стали прививать в Боре любовь к знаниям.
Уже в школьные годы датчанин проникся точными науками и философией. Но, как признавался сам ученый, в те годы главным увлечением была не наука. Начало двадцатого столетия связано с появлением огромного количества футбольных клубов. Тренд подхватывали абсолютно все, кто не хотел оставаться не модным в спортивной лихорадке. Одним из первых на футбольной карте Дании того времени появился «Академиск».
Клуб победил в самом первом футбольном турнире страны и сделал это исключительно студентами Копенгагенского университета. Долгие годы в клубе при отборе игроков сначала смотрели не на данные новичка, а в «студак». Без него попасть в дрим-тим той Дании было невозможно. По протекции отца оба брата Бора Нильс и Харальд оказались в престижном вузе, но шкафчик в раздевалке первым получил младший сын Харальд.
Но поиск новых элементов продолжался учеными по всему миру. К середине XIX века было открыто 63 химических элемента и ученые всего мира не раз предпринимали попытки объединить все существовавшие вещества в единую концепцию. Элементы предлагали разместить в порядке возрастания атомной массы и разбить на группы по сходству химических свойств.
В 1863 году свою теорию представил химик и музыкант Джон Александр Ньюлендс, который предложил схему размещения химических элементов, схожую с той, что открыл Менделеев, но работа английского ученого не была принята всерьез научным сообществом из-за того, что автор увлекся поисками гармонии и связью музыки с химией. Благодаря кропотливому труду и сопоставлению химических элементов Менделеев смог обнаружить связь между элементами, в которой они могут быть одним целым, а их свойства являются не чем-то само собой разумеющимся, а представляют собой периодически повторяющееся явление. В результате размышлений Менделеева 1 марта 1869 года был завершен самый первый вариант Периодической системы химических элементов, который получил тогда название "Опыт системы элементов, основанной на их атомном весе и химическом сходстве". Как выглядела первая таблица Менделеева В этом варианте элементы были расставлены по девятнадцати горизонтальным рядам рядам сходных элементов, ставших прообразами групп современной системы и по шести вертикальным столбцам прообразам будущих периодов. В этой работе, датированной августом 1871 года, Дмитрий Менделеев приводит формулировку периодического закона, которая затем оставалась в силе на протяжении более сорока лет: "Свойства элементов, а потому и свойства образуемых ими простых и сложных тел, стоят в периодической зависимости от их атомного веса". Астафьев Почему таблица называется периодической Суть открытия Менделеева в том, что с ростом атомной массы химические свойства элементов меняются не монотонно, а периодически. После определенного количества разных по свойствам элементов свойства начинают повторяться.
Так, калий похож на натрий, фтор — на хлор, а золото схоже с серебром и медью. Появление новых элементов в таблице Менделеева Пользуясь периодической системой, Менделеев также предсказал открытие нескольких новых химических элементов и описал их химические и физические свойства. В дальнейшем расчеты ученого полностью подтвердились: галлий открыт в 1875 году , скандий открыт в 1879 году и германий открыт в 1885 году поразительно точно соответствовали тем свойствам, которые описал Менделеев. Затем прогнозы гениального химика продолжили реализовываться и были открыты еще восемь новых элементов, среди которых: полоний 1898 год , рений 1925 год , технеций 1937 год , франций 1939 год и астат 1942—1943 годы. Кстати, в 1900 году Дмитрий Менделеев и шотландский химик Уильям Рамзай пришли к мнению, что в таблицу должны быть включены и элементы нулевой группы — до 1962 года они назывались инертными, а после — благородными газами. На сегодняшний день в Периодической системе химических элементов — 118 элементов. Последний, самый тяжелый из известных, — оганесон Og , названный так в честь своего первооткрывателя Юрия Цолаковича Оганесяна.
Научный руководитель лаборатории ядерных реакций имени Г.
Опыт Резерфорда. Там, всего за несколько месяцев 1912 года, датчанину удалось создать модель атома Бора, которая лежит в основе современного понимания субатомного мира.
За свою работу в 1922 году Бор был удостоен Нобелевской премии по физике. Относительно короткий разрыв по времени между выдвижением теории и присуждением премии — верное свидетельство фундаментальной значимости работы Бора. Не будучи любителем почивать на лаврах, в 1930-е годы Нильс Бор увлек свой институт в новую область ядерной физики и вместе с коллегами занялся теоретическим моделированием процессов ядерного распада урана и разработкой ядерного реактора и атомной бомбы.
Вскоре после начала второй мировой войны ученый нелегально эмигрировал из оккупированной нацистами Дании в США, где участвовал в Манхэттенском проекте по разработке ядерного оружия. После войны ученый выдвинул идею «открытого мира», считая, что без этого человечество не сможет справиться с ядерной угрозой.
Исследование Нильса Бора: теоретик и создатель современной физики
Брат Нильса Бора, Харальд, тоже выступал на Олимпиаде, тоже в Лондоне, только в 1908 году и в качестве футболиста, а сам Нильс Бор вместе с братом защищал цвета футбольного клуба АБ Гладсаксе как вратарь). Получивший известность в качестве основоположника квантовой теории, Нильс Бор глубоко погружался не только в науку, но также в религию и философию. В этот день, 26 января 1939 года, известный датский физик Нильс Бор, выступая на конференции по теоретической физике в Вашингтоне, рассказал об открытии деления урана. Обзор основных научных достижений Нильса Бора, их влияния на развитие физики и научные открытия, которые сделали его выдающимся ученым.
Новость детально
Брат Х. Отец О. В 1908 г. В 1911—1912 гг.
Томсона и в Манчестере у Э. Резерфорда , где в 1914—1916 гг. В 1916 г.
С 1920 г. В 1943 г.
Вместе с тем, основные идеи квантовой механики, несмотря на её формальные успехи, в первые годы оставались во многом неясными. Для полного понимания физических основ квантовой механики было необходимо связать её с опытом, выявить смысл используемых в ней понятий ибо использование классической терминологии уже не было правомерным , то есть дать интерпретацию её формализма. Именно над этими вопросами физической интерпретации квантовой механики размышлял в это время Бор.
Итогом стала концепция дополнительности, которая была представлена на конгрессе памяти Алессандро Вольты в Комо в сентябре 1927 [36]. Исходным пунктом в эволюции взглядов Бора стало принятие им в 1925 дуализма волна — частица. До этого Бор отказывался признавать реальность эйнштейновских квантов света фотонов , которые было трудно согласовать с принципом соответствия [37] , что вылилось в совместную с Крамерсом и Джоном Слэтером статью, в которой было сделано неожиданное предположении о несохранении энергии и импульса в индивидуальных микроскопических процессах законы сохранения принимали статистический характер. Однако эти взгляды вскоре были опровергнуты опытами Вальтера Боте и Ганса Гейгера [38]. Именно корпускулярно-волновой дуализм был положен Бором в основу интерпретации теории.
Идея дополнительности, развитая в начале 1927 во время отпуска в Норвегии [39] , отражает логическое соотношение между двумя способами описания или наборами представлений, которые, хотя и исключают друг друга, оба необходимы для исчерпывающего описания положения дел. Сущность принципа неопределённости состоит в том, что не может возникнуть такой физической ситуации, в которой оба дополнительные аспекта явления проявились бы одновременно и одинаково отчётливо [40]. Иными словами, в микромире нет состояний, в которых объект имел бы одновременно точные динамические характеристики, принадлежащие двум определённым классам, взаимно исключающим друг друга, что находит выражение в соотношении неопределённостей Гейзенберга. Следует отметить, что на формирование идей Бора, как он сам признавал, повлияли философско-психологические изыскания Сёрена Кьеркегора, Харальда Гёффдинга и Уильяма Джемса [41]. Принцип дополнительности лёг в основу так называемой копенгагенской интерпретации квантовой механики [42] и анализа процесса измерения [43] характеристик микрообъектов.
Согласно этой интерпретации, заимствованные из классической физики динамические характеристики микрочастицы её координата, импульс , энергия и др. Смысл и определённое значение той или иной характеристики электрона, например, его импульса, раскрываются во взаимосвязи с классическими объектами, для которых эти величины имеют определённый смысл и все одновременно могут иметь определённое значение такой классический объект условно называется измерительным прибором. Роль принципа дополнительности оказалась столь существенной, что Паули даже предлагал назвать квантовую механику «теорией дополнительности» по аналогии с теорией относительности [44]. Через месяц после конгресса в Комо, на пятом Сольвеевском конгрессе в Брюсселе , начались знаменитые дискуссии Бора и Эйнштейна об интерпретации квантовой механики [45]. Спор продолжился в 1930 на шестом конгрессе, а затем возобновился с новой силой в 1935 после появления известной работы [46] Эйнштейна, Подольского и Розена о полноте квантовой механики.
Дискуссии не прекращались до самой смерти Эйнштейна [47] , порой принимая ожесточённый характер. Впрочем, участники никогда не переставали относиться друг к другу с огромным уважением, что нашло отражение в словах Эйнштейна, написанных в 1949 : Я вижу, что я был … довольно резок, но ведь … ссорятся по-настоящему только братья или близкие друзья. Здесь его посещали знаменитости не только научного например, Резерфорд , но и политического мира королевская чета Дании, английская королева Елизавета , президенты и премьер-министры различных стран [50]. В 1934 Бор пережил тяжёлую личную трагедию. Во время плавания на яхте в проливе Каттегат штормовой волной был смыт за борт его старший сын — 19-летний Христиан; обнаружить его так и не удалось [51].
Всего у Нильса и Маргарет было шестеро детей. Один из них, Оге Бор, также стал выдающимся физиком, лауреатом Нобелевской премии 1975. В 1930-е годы Бор увлёкся ядерной тематикой , переориентировав на неё свой институт: благодаря своей известности и влиянию он сумел добиться выделения финансирования на строительство у себя в Институте новых установок — циклотрона , ускорителя по модели Кокрофта — Уолтона, ускорителя ван-де-Граафа [52]. Сам он внёс в это время существенный вклад в теорию строения ядра и ядерных реакций. В 1936 Бор, исходя из существования недавно наблюдавшихся нейтронных резонансов, сформулировал фундаментальное для ядерной физики представление о характере протекания ядерных реакций : он предположил существование так называемого составного ядра «компаунд-ядра» , то есть возбуждённого состояния ядра с временем жизни порядка времени движения нейтрона через него.
Тогда механизм реакций, не ограничивающийся лишь нейтронными реакциями, включает два этапа: 1 образование составного ядра, 2 его распад. При этом две эти стадии протекают независимо друг от друга, что обусловлено равновесным перераспределением энергии между степенями свободы компаунд-ядра. Это позволило применить статистический подход к описанию поведения ядер, что позволило вычислить сечения ряда реакций, а также интерпретировать распад составного ядра в терминах испарения частиц [53]. Однако такая простая картина имеет место лишь при больших расстояниях между резонансами уровнями ядра , то есть при малых энергиях возбуждения. Как было показано в 1939 в совместной работе Бора с Рудольфом Пайерлсом и Георгом Плачеком, при перекрытии резонансов компаунд-ядра равновесие в системе не успевает установится и две стадии реакции перестают быть независимыми, то есть характер распада промежуточного ядра определяется процессом его формирования.
Развитие теории в этом направлении привело к созданию в 1953 Виктором Вайскопфом, Германом Фешбахом и К. Портером так называемой «оптической модели ядра», описывающей ядерные реакции в широком диапазоне энергий [54]. Одновременно с представлением о составном ядре Бор совместно с Ф. Калькаром предложил рассматривать коллективные движения частиц в ядрах, противопоставив их картине независимых нуклонов. Такие колебательные моды жидкокапельного типа находят отражение в спектроскопических данных в частности, в мультипольной структуре ядерного излучения.
Идеи о поляризуемости и деформациях ядер были положены в основу обобщённой коллективной модели ядра, развитой в начале 1950 -х годов Оге Бором, Беном Моттельсоном и Джеймсом Рейнуотером [55]. Велик вклад Бора в объяснение механизма деления ядер, при котором происходит освобождение огромных количеств энергии. Деление было экспериментально обнаружено в конце 1938 Отто Ганом и Фрицем Штрассманом и верно истолковано Лизе Мейтнер и Отто Фришем во время рождественских каникул. Бор узнал об их идеях от Фриша, работавшего тогда в Копенгагене , перед самым отъездом в США в январе 1939 [56]. В Принстоне совместно с Джоном Уилером он развил количественную теорию деления ядер, основываясь на модели составного ядра и представлениях о критической деформации ядра, ведущей к его неустойчивости и распаду.
Для некоторых ядер эта критическая величина может быть равна нулю, что выражается в распаде ядра при сколь угодно малых деформациях [57]. Теория позволила получить зависимость сечения деления от энергии, совпадающую с экспериментальной. Кроме того, Бору удалось показать, что деление ядер урана-235 вызывается «медленными» низкоэнергетичными нейтронами, а урана-238 — быстрыми [58]. Противостояние нацизму.
Посему мгновенное изменение состояния частицы, удаленной на сотни или тысячи километров только из-за случайной запутанности просто невозможно. На это Нильс Бор, сторонник квантовой механики, ответил ему: «Эйнштейн, перестань указывать Богу, что он должен делать со своими игральными костями! Этот спор в 60-х годах был переформулирован на язык эксперимента британским теоретиком Джоном Беллом. Согласно его теории, проверить наличие или отсутствие скрытых механизмов квантовой запутанности, можно было при помощи специальной формулы она названа неравенством Белла , которая определяет, носят ли предсказания квантовой механики вероятностный характер на фундаментальном уровне, или же могут быть объяснены наличием каких-либо неизвестных скрытых параметров. И вот тут мы подходим к нашим нобелевским лауреатам, в частности Джону Клаузеру и Алану Аспе, которые уже в 80-е годы развили теорию Джона Белла и экспериментально доказали, что запутываться частицам никто и ничто не помогает, — случайные взаимодействия носят именно фундаментальный характер.
Это мощное доказательство того, что законы квантовой физики, противоречащие законам классической физики, работают, и в том далеком споре двух теоретиков-гигантов оказался прав именно Бор. Ален Аспе не раз приезжал к нам, в Россию, читал лекции по поводу своих экспериментов, я с ним лично знаком. Что касается Антона Цайлингера, то он стал одним из первых, кто перенес понятие запутанности в самое практическое русло. Его группа в 1997 году впервые продемонстрировала возможность квантовой телепортации — то есть изменение квантового состояния частицы из запутанной пары при изменении состояния другой, находящейся от нее на расстоянии.
Нобелевский комитет по химии отметил вклад исследователей в функциональный инновационный способ построения молекул. Результаты их работы используют при разработке препаратов для лечения онкологических заболеваний. Мария Кюри была удостоена Нобелевской премии за исследования по физике и по химии, а Лайнус Полинг был Нобелевским лауреатом по химии и обладателем премии мира. Физиология и медицина В 2022 году Нобелевский комитет присудил награду шведскому биологу Сванте Паабо. Ученый доказал с помощью генетических методов, что вымерший так называемый денисовский человек, который обитал в Азии вместе с неандертальцами и людьми современного типа, был отдельной ветвью в эволюции человека. Открытие считается сенсационным в науке.
Самая известная Нобелевская премия по медицине была присуждена Александеру Флемингу, Эрнесту Чейну и Говарду Флори в 1945 году за открытие пенициллина и его лечебного эффекта при разнообразных инфекционных заболеваниях. Экономика В 2022 году Нобелевскую премию по экономическим наукам присудили американским ученым Бену Бернанке, Дугласу Даймонду и Филипу Дибвигу — за исследование финансовых кризисов. Благодаря их работе значительно улучшилось понимание роли банков в экономике, особенно важности недопущения их краха. Ученые объяснили феномен массового изъятия денег из банков и на примере Великой депрессии доказали, что это усугубляет кризис.
Открытия, сделанные во сне
Однажды после очередного слабого и невразумительного выступления на коллоквиуме Нильс Бор объяснил аудитории: «Я выслушал здесь так много плохих выступлений, что прошу рассматривать мое нынешнее как месть!». 1 марта 1869 года русский ученый-энциклопедист Дмитрий Иванович Менделеев открыл периодический закон и составил систему химических элементов. Нильс Бор, открытия которого, безусловно, изменили физику, пользовался огромным научным и нравственным авторитетом. Во втором томе помещены работы Нильса Бора, опубликованные после 1925 г. Они охватывают в основном вопросы квантовой механики, квантовой электродинамики и теории атомного ядра. Нильса Бора уже на студенческой скамье считали гением, но в противоположность этому титулу карьера его развивалась удивительно гладко.