რა მოგვცა ბირთვული ფიზიკის განვითარებამ?


უკვე 103 წელი გავიდა ბირთვული ფიზიკის დაბადებიდან, როცა მანჩესტერის უნივერსიტეტში ერნესტ რეზერფორდის, ჰანს გაიგერისა და ერნესტ მარსდენის მიერ ჩატარებულმა ექსპერიმენტებმა ავტორებს უბიძგა დასკვნისკენ, რომ ატომები შედგებიან პაწაწინა, დადებითად დამუხტული ბირთვისგან, რომელსაც გარს უვლიან უარყოფითად დამუხტული ელექტრონები.

2015 წელს ასევე სრულდება 70 წელი პირველი ბირთვული ბომბის ჰიროსიმაში ჩამოგდებიდან. მიუხედავად იმისა, რომ მეცნიერთა აღმოჩენებს შედეგად მოყვა ბირთვული ენერგიის იარაღად გარდაქმნა, არ უნდა დავივიწყოთ, რომ რეზერფორდის, გაიგერისა და მარსდენის ექსპერიმენტების, ისევე როგორც ზოგადად მეცნიერული კვლევის მიზანს სამყაროს უკეთ შეცნობა წარმოადგენდა. ამას კი ნამდვილად მიაღწიეს, მოპოვებული ინფორმაციის საფუძველზე კაცობრიობამ სამუდამოდ შეიცვალა წარმოდგენა სამყაროს სტრუქტურაზე და მსოფლიოს ბევრი სიკეთეც მოუტანა.

ატომის ბირთვულ მოდელს მეცნიერული და ტექნოლოგიური პროგრესი მოჰყვა. მან უბიძგა დანიელ ფიზიკოსს ნილს ბორს, ახლად აღმოცენებული კვანტური თეორია გარდაექმნა სრულფასოვან კვანტურ მექანიკად, რომელიც აღწერდა, როგორ მოქმედებდნენ ატომები. ამან თავის მხრივ გზა გაუკვალა მრავალ ტექნოლოგიურ სიახლეს, რომელთა შორისაც არის სილიკონის ჩიპი და კომპიუტერიზაცია.

რეზერფორდის ექსპერიმენტებში ჰელიუმის ატომბირთვებს სხვა ბირთვებთან აჯახებდნენ, რითიც დადგინდა, რომ რადიოაქტიური დაშლისას წარმოიქმნება სწრაფი ალფა ნაწილაკები, რომლებიც ბირთვს თავს აღწევენ.

უფრო მეტი კონტროლისთვის შეიქმნა ნაწილაკების ამაჩქარებლები, რათა მატერიის ძირითადი საშენი ბლოკები, როგორიცაა ალფა ნაწილაკები, პროტონები და ელექტრონები, შეეჯახებინათ სხვა ობიექტებთან. მაშინ შეიძლება ვერც წარმოედგინათ, თუმცა ამან საფუძველი ჩაუყარა კვლევის სრულიად ახალ სფეროს, ნაწილაკების ფიზიკას. პირველი ამაჩქარებლების შვილიშვილები არიან ისეთი მექანიზმები, როგორიცაა ცერნის დიდი ადრონული კოლაიდერი, რომელშიც აღმოაჩინეს ჰიგსის ბოზონი, რამაც სამყაროს გაგებასთან კიდევ უფრო დაგვაახლოვა.

საუკუნე მეცნიერებაში დიდი დროა და ცვლილებები სწრაფად ხდება. არც ისე დიდი ხნის წინ ყველას გვქონდა ნაწილაკების ამაჩქარებლები სახლებში – ელექტრონულ-სხივური მილაკი ტელევიზორებში. ისინი შეცვალეს თხევად-კრისტალურმა (LCD), მანათობელი დიოდებისა (LED) და პლაზმურმა ტელევიზორებმა, რომლებიც ეფუძნება კვანტური ტექნოლოგიების განვითარებას.

ნაწილაკების ამაჩქარებლების ყველაზე ფართო გამოყენება ალბათ საავადმყოფოებში არსებული რადიოთერაპიული მკურნალობის მექანიზმებია, რომლებიც კიბოთი დაავადებული პაციენტებისთვისაა განკუთვნილი.

გარდა ამისა, ბირთვულ ფიზიკას მეტნაკლებად ეფუძნება დიაგნოსტიკური ვიზუალიზაციის საშუალებები, როგორიცაა რენტგენული გამოსხივება, პოზიტრონულ-ემისიური ტომოგრაფია, კომპიუტერული ტომოგრაფია, მაგნიტურ-რეზონანსული ტომოგრაფია, ბირთვულ-მაგნიტურ-რეზონანსული ტომოგრაფია, ერთფოტონიანი ემისიური კომპიუტერული ტომოგრაფია და სხვა ტექნოლოგიები, რომლებიც საშუალებას გვაძლევს, ჩვენი სხეული დანის გარეშე გამოვიკვლიოთ.

თუკი აქედან ერთ-ერთი მაინც გამოგიყენებიათ, მადლობა მრავალ ადამიანს ეკუთვნის, განსაკუთრებით კი ბირთვული ფიზიკის პიონერებს, რომლებიც სვამდნენ კითხვებს: „რა არის ეს?” და „რა მოხდება, თუკი…?”

ჰიროსიმასა და ნაგასაკის დაბომბვამ, ბირთვული ფიზიკის ყველაზე ცნობილმა გამოყენებამ, მსოფლიო შოკში ჩააგდო 70 წლის წინ. ბირთვული პროცესები განსაკუთრებით ენერგიულია და შესაძლებელია მათზე მანიპულირება გამანადგურებელი ფეთქებადი ძალის მისაღებად. თუმცა მეორე მსოფლიო ომის ატომური ბომბები არაფერია თანამედროვე თერმობირთვული იარაღების ძალასთან შედარებით, რომლებშიც ვარსკვლავების მსგავსი ბირთვული რეაქციები მიმდინარეობს.

nuclear-power-plant

ბირთვული ფიზიკის უფრო ნაკლებად ცნობილ გამოყენებას დედამიწის შემსწავლელ მეცნიერებებში ვხვდებით. ბირთვული ფიზიკიდან მიღებული ცოდნა გვეხმარება დედამიწის ისტორიული ტემპერატურის დადგენაში, რისთვისაც გრენლანდიასა და ანტარქტიდაში არსებულ ყინულის ფენებში დაგროვებული ჟანგბადის იზოტოპების პროპორციებს სწავლობენ. იზოტოპების კვლევა გვეხმარება, მეტი გავიგოთ ოკეანის დინებებზე, წყლიანი ჰორიზონტების ბუნებაზე მსოფლიოს იმ ადგილებში, სადაც წყალი იშვიათია, დიდი ხნის წინ გარდაცვლილი ადამიანების პოპულაციების მიგრაციაზე და დედამიწის გეოლოგიურ ევოლუციაზე, ასევე იმაზე, თუ რა ხდება ვარსკვლავებში. ფართოდ ხდება ბირთვული ფიზიკის გამოყენება ატომური ელექტროსადგურებიდან რადიონახშირბადულ დათარიღებამდე.

ძალიან ძნელია, მეცნიერული კვლევის ერთი სფერო გამოვაცალკევოთ და იზოლაციაში მოვათავსოთ. სიტყვიერი იზოლაცია მხოლოდ პირობითია და ადამიანებს ეხმარება მეცნიერული დარგების კატეგორიზაციაში, თუმცა ბუნებაში ასე არ ხდება. ბირთვული ფიზიკა ისე მჭიდროდაა ჩახლართული მეცნიერებისა და ტექნოლოგიის სხვა მიმართულებებთან, და იმდენად დიდი სოციალური და კულტურული გავლენა ჰქონდა გასულ საუკუნეში, რომ ის კავშირშია ყველაფერთან, რაც ვიცით და რასაც ვიყენებთ. ამიტომ პირველ რიგში მისი მადლობელი უნდა ვიყოთ და ნაკლებად გვეშინოდეს.

iflscience.com

Advertisements

დატოვე კომენტარი

Fill in your details below or click an icon to log in:

WordPress.com Logo

You are commenting using your WordPress.com account. Log Out / შეცვლა )

Twitter picture

You are commenting using your Twitter account. Log Out / შეცვლა )

Facebook photo

You are commenting using your Facebook account. Log Out / შეცვლა )

Google+ photo

You are commenting using your Google+ account. Log Out / შეცვლა )

Connecting to %s

%d bloggers like this: