Современная физическая наука (с 1955г.)

1955...1956гг.

В СССР построены первые установки «Токамак».

1955...1956гг.

Получены экспериментальные данные, что τ- и θ-мезоны имеют примерно одинаковые массы и время жизни, что свидетельствовало об идентичности этих частиц (Л.Альварес, В.Фитч, Ф.Крауфорд и др.).

1955г.

В.Паули сформулировал CPT-теорему, отражающую симметрии элементарных частиц (Людерса – Паули теорема). В 1954г. ряд вопросов, связанных с этой теоремой, рассмотрел Г.Людерс.

Выдвинута термоядерная теория образования химических элементов в звездах (Дж. и М.Бербидж, У.Фаулер, Ф.Хойл).

Д.К.Ходжкин расшифровала методом рентгеноструктурного анализа строение витамина B₁₂.

Дж. К.Кендрю изучил молекулу миоглобина.

Дж. Нильссон разработал теорию деформированной модели ядерных оболочек.

Запущен первый советский экспериментальный реактор на быстрых нейтронах БР-1.

Исследована структура нуклонов путем бомбардировки их электронами высоких энергий. Получены данные о распределении электрического заряда внутри нуклона и о размерах нуклона (Р.Хофштадтер). Проникновение в новую область пространственно-временных масштабов, на субъядерный уровень.

Н.Г.Басов и А.М.Прохоров для получения активного состояния вещества предложили метод трех уровней.

Н.Н.Боголюбов предложил условие причинности для 5-матрицы.

Открыт антипротон в соударении ускоренных протонов с нуклонами ядра-мишени (С.Чемберлен, Э.Сегре, С.Виганд, Т.Ипсилантис).

Открытие синтетических алмазов.

Первые наблюдения дислокаций с помощью автоионного микроскопа (М.Дрехслер и др.).

Получены данные, свидетельствующие об открытии сигма-нуль-гиперона Σ⁰ (В.Уолкер, У.Фаулер). Убедительные доказательства существования Σ⁰ были получены Л.Альваресом в 1956г.

Построена первая атомная подводная лодка.

Синтезирован 101-й элемент – менделевий (Г.Сиборг, А.Гиорсо, Б.Гарвей, Г.Чопин, С.Томпсон).

Х.Беммель экспериментально открыл пространственный магнетоакустический резонанс. Первое качественное объяснение его дал в 1957г. А.Пиппард.

Экспериментально подтвержден закон сохранения лептонного заряда (Р.Дэвис).

Я.Б.Зельдович и С.С.Герштейн выдвинули гипотезу сохраняющегося векторного тока в слабых взаимодействиях (в 1958г. это сделали Р.Фойнман и М.Гелл-Манн).

1956г.

В результате рассмотрения трудностей проблемы распада τ- и θ-частиц Т.Ли и Ч.Янг сделали допущение, что в слабых взаимодействиях не сохраняется четность (нарушение P-инвариантности) и предложили ряд экспериментов, которые позволили бы установить нарушение закона сохранения четности в слабых взаимодействиях, в частности в бета-распаде. Проанализировав большое количество экспериментов, они пришли к выводу, что в сильных и электромагнитных взаимодействиях закон сохранения четности подтверждается с высокой степенью точности, однако в слабых процессах является лишь экстраполяционной гипотезой, не подкрепленной экспериментальными доказательствами.

В.И.Векслер предложил новый способ ускорения частиц движущейся плазмой, а также выдвинул идею коллективного метода ускорения.

Введено понятие гиперзаряда как нового квантового числа для сильновзаимодействующих частиц (Б. д'Эспанья, Дж. Прентки). Ю.Швингер связал его со странностью уравнением: Y = S + B.

Введено соотношение, называемое кроссинг-симметрией.

Вступила в строй первая английская атомная электростанция (Колдер – Холл) с газо-графитовым реактором.

Выдвинуто допущение, что τ- и θ-мезоны соответствуют двум различным способам распада одной и той же частицы.

Л.Купер показал, что в системе ферми-частиц при наличии сколь угодно слабого притяжения возникают связанные пары (эффект Купера).

М.Гольдхабер разработал схему классификации элементарных частиц, положив в основу p, n и K^– (модель Гольд-хабера).

Надежное обнаружение свободного антинейтрино в обратном бета-распаде (Ф.Рейнес, К.Коуэн).

Открыт антинейтрон (Б.Корк, О.Пиччиони, У.Вензелл, Г.Лембертсон).

Открыт -мезон (Л.Ледерман, К.Ланде).

Открыт сигма-минус-гиперон Σ^– (Дж. Штейнбергер).

Предсказан магнитоакустический резонанс в ферромагнетиках (А.И.Ахиезер, В.Г.Барьяхтар, С.В.Пелетминский).

Разработка Л.Д.Ландау теории ферми-жидкости.

С.Саката предложил схему классификации мезонов и барионов, положив в основу p, n и Λ° (схема Сакаты).

Т.Ли и Ч.Янг ввели операцию G-сопряжения.

Экспериментально открыт мюонный катализ (Л.Альварес), предсказанный в 1947г. Ф.Франком и в 1953г. Я.Б.Зельдовичем.

Экспериментальное обнаружение образования пар мюонов гамма-квантами.

1957г.

4 октября запущен первый искусственный спутник Земли.

А.Пиппард построил детальную модель ферми-поверхности в металле, установив внешний вид поверхности Ферми для меди.

А.Чиновет и К.Мак-Кей, изучая кремниевые переходы с низким порогом пробоя, обнаружили туннелирование.

А.А.Абрикосов построил теорию магнитных свойств сверхпроводящих сплавов, ввел вихревую структуру («вихри Абрикосова»).

Английский физик Дж. Д.Лоусон сформулировал критерий удержания плазмы при данной плотности и температуре для получения критической точки в балансе энергии (критерий Лоусона).

Впервые экспериментально доказано несохранение четности в слабых взаимодействиях – обнаружение асимметрии в распределении электронов, испускаемых поляризованными ядрами в бета-распаде кобальта-60 (Ц.Ву и др.). В этом же году нарушение закона сохранения четности обнаружили Л.Ледерман при распаде пионов, Ф.Крауфорд при распаде гиперонов, Дж. Фридман и В.Телегди при бета-распаде μ^±-мезона.

Вступил в строй синхрофазотрон на 10 млрд. эв, самый мощный тогда в мире (В.И.Векслер).

Вступила в строй первая американская атомная электростанция (Шиппингпорт) с реактором водо-водяного типа под давлением.

Выдвинута гипотеза сохранения комбинированной четности (CP-инвариантности) в слабых взаимодействиях (А.Салам, Л.Д.Ландау, Т.Ли, Ч.Янг).

Г.Людере и Б.Зумино вывели следствие CPT-теоремы о равенстве масс и времени жизни частиц и античастиц.

Дж. Бардин, Л.Купер, Дж. Шриффер на основе эффекта образования куперовских пар создали последовательную микроскопическую теорию сверхпроводимости – теорию БКШ (в 1958г. математическую теорию сверхпроводимости построил Н.Н.Боголюбов).

И.Намбу постулировал существование векторного мезона (ω-мезона) для объяснения электромагнитной структуры нуклона (в 1959г. это также сделали Дж. Фулко и В.Фрезер, а в 1960г. Дж.Чу).

Измерение спиральности электронов в μ – е-распаде.

Изобретена искровая камера (Т.Краншау, Дж. де Вир).

Л.Эсаки открыл туннелирование в полупроводниках и создал туннельный диод.

Л.В.Келдыш разработал теорию туннельного эффекта в полупроводниках.

М.Гелл-Манн и Ю.Швингер предложили модель «глобальной симметрии».

М.Тинкхам определил значение энергетической щели в сверхпроводниках.

Открыто явление тококонвективной неустойчивости плазмы (Б.Б.Кадомцев и др.).

Постулировано, что в бета-распаде не сохраняется не только пространственная четность (P-инвариантность), но и зарядовое сопряжение – C-инвариантность (Т.Ли, Ч.Янг, Р.Эме).

Предложена теория двухкомпонентного нейтрино, согласно которой нейтрино имеет отрицательную (правый), а антинейтрино положительную спиральность (левый винт), т.е. ν и

– различные, нетождественные частицы (Л.Д.Ландау, А.Салам, Т.Ли и Ч.Янг). Впервые возможность построения двухкомпонентной релятивистской теории частиц со спином 1/2 рассмотрел в 1929г. Г.Вейль. В 1937г. формулировку в двухкомпонентной теории дал Э.Майорана.

Предсказано, что нейтрино, возникающие при бета-распаде и распадах мезонов, разные частицы – электронное υ_e и мюонное υ_μ нейтрино (М.А.Марков, К.Нишиджима, Ю.Швингер).

Прямое определение спина μ-мезона (Р.Гарвин, Л.Ледерман).

Разработка Дж. Уилером геометродинамики.

Создан первый парамагнитный усилитель (Х.Сковил). Идею его предложил в 1956г. Н.Бломберген.

Экспериментально подтвержден закон сохранения барионного заряда. Определено время жизни протона по схеме p → e⁺ + π⁰ порядка 3·10²⁴ лет (Ф.Рейнес и др.).

Экспериментальное доказательство продольной поляризации β-частиц в бета-распаде; оказалось, что β^± -частицам соответствует левый винт, β^– -частицам – правый.

Ю.Швингер выдвинул идею объединения слабых и электромагнитных взаимодействий.

1958г.

А.Л.Прохоров и Р.Дикке предложили резонатор открытого типа, широко применяемый в современных лазерах.

А.С.Боровик-Романов открыл пьезомагнитный эффект.

Б.М.Понтекорво предложил идею эксперимента по обнаружению мюонного и электронного нейтрино (нейтринного эксперимента), реализованную в 1962г.

В.Фрезер и Дж. Фулко постулировали существование векторных мезонов – ρ- и ω-мезонов.

Возникла идея использовать циклотронные колебания для нагрева плазмы (Т.Стикс).

Вступила в строй термоядерная установка с магнитными зеркалами «Огра-1», самая большая в то время.

Высказана идея газодинамического (теплового) лазера.

И.Е.Дзялошинский разработал количественную термодинамическую теорию слабого ферромагнетизма.

И.Я.Померанчук сформулировал теорему в физике высоких энергий, названную его именем (теорема Померанчука).

Л.П.Горькое сформулировал микроскопическую теорию сверхпроводимости с помощью функций Грина.

М.Гелл-Манн и Р.Фейнман сформулировали правило отбора ΔQ = ΔS.

М.Гольдбергер и С.Трейман положили начало применению дисперсионных соотношений к слабым взаимодействиям (соотношение Гольдбергера – Треймана).

Н.Г.Басов, Б.М.Вул и Ю.М.Попов выдвинули идею полупроводникового квантового генератора и усилителя.

Открыт анти-лямбда-нуль-гиперон

 (М.Бальдо-Чеолин, Д.Праус).

Открыт прямой распад π → e + ν, что окончательно подтвердило теорию слабых взаимодействий (Дж. Штейн. бергер).

Открыт радиационный пояс Земли (Дж. Ван-Аллен, С.М.Вернов, А.Е.Чудаков).

Открытие винтовой неустойчивости в плазме твердого тела, или осциллисторного эффекта (Ю.Л.Иванов, С.М.Рыбкин).

Открытие Р.Мессбауэром явления ядерного гамма-резонанса без отдачи (эффект Мессбауэра).

Открыто явление безрадиационного перехода в мезоатомах (Б.М.Понтекорво и др.).

Получены доказательства инвариантности слабых взаимодействий относительно обращения времени (Г-инва-риантность) (М.Кларк, М.Берджи, В.Телегди и др.).

Р.Ван де Грааф разработал первый тандемный ускоритель отрицательных ионов (ему же принадлежит и идея этого ускорителя).

Р.Хофштадтер получил данные об электромагнитной структуре нейтрона из экспериментов по неупругому рассеянию электронов на дейтронах.

Разработана феноменологическая теория неаксиальных ядер (А.С.Давыдов, Г.Ф.Филиппов).

Создание Дж. Берналом структурной теории жидкостей.

Создание универсальной теории слабых взаимодействий (М.Гелл-Манн и Р.Фейнман; Р.Маршак и Э.Сударшан; Дж. Сакураи).

Спущен на воду первый атомный ледокол «Ленин», осуществивший в 1960г. первый рейс по Северному морскому пути (А.П.Александров и др.).

Стал в строй протонный синхрофазотрон с жесткой фокусировкой на 28 млрд. эв (ЦЕРН).

Т.Редже разработал теоретический метод в нерелятивистской квантовой механике и квантовой теории поля (полюсы Редже, траектории Редже).

Ч.Таунс и А.Шавлов разработали принцип работы лазера.

Экспериментально доказано, что четность нейтрального пиона отрицательна.

Экспериментально М.Гольдхабером определена спиральность нейтрино, обнаружено, что электронное нейтрино обладает левовинтовой спиральностью (опыт Гольдха-бера). В дальнейшем было показано, что мюонное нейтрино также левовинтовое, а электронное и мюонное антинейтрино имеют правую спиральность.

Экспериментально обнаружено явление образования высокотемпературной стационарной плазмы с электронной температурой 10⁶К при мощном высокочастотном газовом разряде (П.Л.Капица).

1959г.

Д.Н.Астров открыл магнитоэлектрический эффект, предсказанный в 1957г. Л.Д.Ландау, И.Е.Дзялошинским и Е.М.Лифшицем.

1959г.

Поставлен эксперимент по проверке закона сохранения электрического заряда. Исследовалась возможность распада электрона. Установлено, что период полураспада для процесса

е^– → ν + γ превосходит 10¹⁹ лет (М.Гольдхабер, Дж. Фейнберг).

1960г.

А.Живер непосредственно измерил энергетическую щель в сверхпроводниках.

А.Живер открыл туннелирование в сверхпроводниках, измерив туннельный ток между двумя слоями сверхпро-водящего материала, разделенными тонкой (~20 Ǻ) оксидной пленкой, создал сверхпроводящий туннельный Диод.

А.А.Абрикосов и Л.П.Горьков предсказали явление безщелевой проводимости, открытое в 1962г. Ф.Райфом и М.Вольфом.

В СССР получены синтетические алмазы (Л.Ф.Верещагин).

В СССР создан ускоритель многозарядных ионов.

Дано экспериментальное доказательство закона сохранения изоспина (А.Крю, Д.Хартинг).

Дж. Вебер начал эксперименты по обнаружению гравитационных волн.

Дж. Сакураи разработал теорию векторных компенсирующих полей и предсказал существование двух изоскалярных и изовекторных триплетов мезонов.

Зарегистрированы первые случаи образования гиперонных пар

(– Λ⁰).

Измерение спиральности μ-мезонов (А.И.Алиханов).

Обнаружение гравитационного красного смещения в земных условиях (Р.Паунд, Дж. Ребка и др.).

Обнаружено явление электрической и магнитной поляризуемости протона (В.И.Гольданский).

Открыт анти-сигма-минус-гиперон

^– (В.И.Векслер).

Открыт анти-сигма-нуль-гиперон

⁰ (Дж. Баттон, Ф.Эберхард, Г.Линч, Б.Маглич, Г.Калбфлейш, Дж. Ланутти, Л.Стивенсон).

Открыт анти-сигма-плюс-гиперон

 (Э.Амальди, К.Костаньоли, А.Манфреддини).

Открыт метод прямого превращения тепловой энергии в электрическую при помощи термоэлектронных диодов с парами цезия (Н.Д.Моргулис, М.Гуртовой, П.М.Марчук).

Открытие дрейфовых волн в плазме (Б.Ленерт, Ф.Хох)

Открытие резонансов (Л.Альварес).

Получено прямое доказательство образования мюония в аргонном газе (В.Юз и др.).

Построен импульсный реактор на быстрых нейтронах (И.М.Франк, Д.И.Блохинцев).

Предсказан и открыт магнитно-звуковой резонанс (Д.А.Франк-Каменецкий).

Предсказана двухпротонная радиоактивность (В.И.Гольданский).

Предсказание И.М.Лифшицем квантового циклотронного резонанса.

Создан первый газовый лазер (А.Джаван).

Создан первый лазер на кристалле рубина (Т.Мейман).

Создание ядерной модели коллективных возбуждений (А.С.Давыдов, А.А.Чабан).

Созданы первые интегральные схемы.

Стал в строй протонный синхрофазотрон с жесткой фокусировкой на 35 млрд. эв (Брукхейвен).

Установлена осцилляторная зависимость поверхностного сопротивления металла от слабого магнитного поля (М.С.Хайкин).

1961г.