В исследовании ядерных процессов важную роль играют детекторы частиц, в том числе и черенковский счетчик, принцип действия которого основан на Черенкова – Вавилова излучении света, которое возникает при движении в веществе заряженных частиц со скоростью, превосходящей фазовую скорость света в нем. Это излучение было обнаружено в 1934 г. нашим соотечественником, физиком П. А. Черенковым (1904–1990), лауреатом Нобелевской премии 1958 г., под руководством академика СИ. Вавилова (1891–1951), основателя научной школы физической оптики.
Одно из крупнейших достижений физики XX в. – это, безусловно, создание в 1947 г. транзистора выдающимися американскими физиками Д. Бардиным, У. Браттейном и У. Шокли, удостоенными в 1956 г. Нобелевской премии по физике. С развитием физики полупроводников и созданием транзистора зарождалась новая технология – полупроводниковая, а вместе с ней и перспективная, бурно развивающаяся отрасль естествознания – микроэлектроника. В 1958 г. была собрана первая интегральная схема в виде пластины из монокристалла кремния площадью несколько квадратных сантиметров, на которой располагались два транзистора и RC-цепи. Современный микропроцессор размером 1,8 см содержит около 8 млн транзисторов. Если размеры элементов первых транзисторов составляли доли миллиметра, то сегодня они равны 0,35 мкм – это современный технологический уровень. В последнее время разрабатывается технология формирования элементов нанометровых размеров.
Создание квантовых генераторов на основе вынужденного излучения атомов и молекул – еще одно важнейшее достижение физики XX в. Первый квантовый генератор на молекулах аммиака – источник электромагнитного излучения в СВЧ-диапазоне (мазер) – разработан в 1954 г. российскими физиками Н. Г. Басовым, А. М. Прохоровым и американским ученым Ч. Таунсом. В 1964 г. за эту работу им присуждена Нобелевская премия по физике. К настоящему времени разработано много модификаций квантовых генераторов (в том числе и оптических квантовых генераторов, называемых лазерами), получивших широкое практическое применение. Появились уникальные лазеры – химические, атомные и др., которые открывают перспективные направления лазерных технологий.
Высокотемпературная сверхпроводимость, открытая в 1986 г. немецким физиком Г. Беднорцем и швейцарским ученым А. Мюллером, удостоенными Нобелевской премии 1987 г., – вне всякого сомнения, выдающееся достижение современного естествознания.
Создание единой теории фундаментальных взаимодействий, управление термоядерным синтезом – этим и многим другим проблемам современной физики уделяется большое внимание, в их решении принимают участие ученые многих стран мира.
2.2. Свойства и строение материи
Материя и движение, время и пространство. Одна из важнейших задач естествознания – создание естественнонаучной картины мира в виде целостной упорядоченной системы. Для ее решения используются общие и абстрактные понятия: материя, движение, время и пространство. Материя – это все, что прямо или косвенно действует на органы чувств человека и другие объекты. Окружающий нас мир, все существующее вокруг нас представляет собой материю, она тождественна реальности. Неотъемлемое свойство материи – движение. Без движения нет материи, и наоборот. Движение материи – это любые изменения, происходящие с материальными объектами в результате их взаимодействий. Материя не существует в бесформенном состоянии: из нее образуется сложная иерархическая система материальных объектов различных масштабов и сложности.
