[ Pobierz całość w formacie PDF ]
.Oczywiście, od wiedzy o dwu podstawowych cegiełkach, z których zbudowane jest jądro, do całkowitego wyjaśnienia jego budowy - wiedzie daleka droga.Mamy tu do czynienia z nieco innym problemem niż odpowiadający mu problem zewnętrznych warstw powłoki elektronowej atomu> który został rozwiązany w połowie lat dwudziestych.Siły działające między elektronami w powłokach znano bardzo dokładnie, należało jednak znaleźć prawa dynamiczne; zostały one koniec końców sformułowane w mechanice kwantowej.Zupełnie usprawiedliwione było przypuszczenie, że prawa dynamiczne dotyczące jądra atomowego są również prawami mechaniki kwantowej; jednakże nie znano jeszcze sił działających między cząstkami zawartymi w jądrze, musiano je określić pośrednio, na podstawie własności jądra ustalonych w wyniku eksperymentów.Zagadnienie to jeszcze nie zostało całkowicie rozwiązane.Siły te prawdopodobnie nie są tak proste, jak siły elektrostatyczne w powłokach elektronowych, w związku z czym utrudniają tu czynienie postępów matematyczne trudności związane z wyprowadzeniem własności jądra ze skomplikowanych sił oraz niedokładność danych doświadczalnych.Niemniej jednak pod względem jakościowym budowę jądra znamy już zupełnie dobrze.Pozostało jeszcze ostatnie, najważniejsze zagadnienie - zagadnienie jedności materii.Czy te cząstki elementarne: proton, neutron i elektron - są ostatecznymi, niezniszczalnymi cegiełkami, z których zbudowana jest materia, atomami w sensie, jaki nadawał temu słowu Demokryt - których nie łączą żadne związki wzajemne (jeśli abstrahować od sił działających między nimi), czy też są to jedynie różne formy materii, materii jakiegoś jednego rodzaju? Czy mogą one przemieniać się, czy jedne mogą się przekształcać w drugie spośród nich, lub nawet w inne jeszcze formy materii? Aby doświadczalnie to zbadać, należy skierować na te cząstki siły i energie znacznie większe niż te, które były niezbędne do zbadania jądra atomu.Wobec tego, że zasoby energii zmagazynowane w jądrach atomowych nie są dostatecznie duże) aby umożliwić wykonanie takich doświadczeń, fizycy muszą wyzyskać siły działające w kosmosie lub pomysłowość i umiejętność inżynierów.I rzeczywiście, osiągnięto sukcesy w dwojaki sposób.Pierwszy sposób polegał na wyzyskaniu tzw.promieni kosmicznych.Pola elektromagnetyczne rozprzestrzeniające się od gwiazd na olbrzymie odległości mogą w pewnych warunkach przyspieszać naładowane cząstki atomowe - elektrony i jądra.Wydaje się, że jądra, których bezwładność jest większa, mogą dłużej przebywać w polu przyśpieszającym i zanim z powierzchni gwiazdy ulecą w przestrzeń kosmiczną, podlegają działaniu różnicy potencjałów wynoszącej kilka miliardów woltów.Są one później nadal przyśpieszane przez międzygwiezdne pola magnetyczne.Jakkolwiek by było, wydaje się, że zmienne pola magnetyczne przez długi czas zatrzymują jądra atomowe w Galaktyce; jądra te stanowią tzw.promienie kosmiczne.Promienie kosmiczne docierają do Ziemi; składają się one z jąder niemal wszystkich pierwiastków: wodoru, helu oraz pierwiastków cięższych, i mają energię od ok.stu milionów lub miliarda elektro-nowoltów do milion razy większej.Gdy cząstki promieni kosmicznych przenikają do atmosfery Ziemi, zderzają się z jądrami atomów azotu lub tlenu, a mogą również zderzyć się z atomami w przyrządzie doświadczalnym.Istniała również inna możliwość: można było zbudować bardzo wielkie akceleratory cząstek.Prototypem tych akceleratorów był tzw.cyklotron, który skonstruował Lawrence w Kaliforni na początku lat trzydziestych.Podstawową koncepcją twórców tych urządzeń był pomysł wyzyskania silnych pól magnetycznych, za których pomocą zmuszano naładowane cząstki do rudni po kole; cząstki dokonują wielu okrążeń, podczas których są przyspieszane przez pola elektryczne [ Pobierz całość w formacie PDF ]