Wykład 04

Fizyka mało znana – Lista Ginzburga

Zbigniew Osiak (Tekst)

Małgorzata Osiak (Ilustracje)

© Copyright 2013 by

Zbigniew Osiak (text) and Małgorzata Osiak (illustrations)

Wydawnictwo: Self Publishing

e-mail: zbigniew.osiak@gmail.com

Linki do moich publikacji naukowych i popularnonaukowych, e-booków oraz audycji telewizyjnych i radiowych są dostępne w bazie ORCID pod adresem internetowym:

http://orcid.org/0000-0002-5007-306X

Oznaczenia

B – notka biograficzna

C – ciekawostka

D – propozycja wykonania doświadczenia

H – informacja dotycząca historii fizyki

I – adres strony internetowej

K – komentarz

P – przykład

U – uwaga

Wstęp

“Fizyka mało znana – Lista Ginzburga” zawiera pomocnicze materiały do prowadzonego przeze mnie seminarium dla słuchaczy Uniwersytetu Trzeciego Wieku w Uniwersytecie Wrocławskim.

Szczegółowe informacje dotyczące sygnalizowanych tam zagadnień zainteresowani Czytelnicy znajdą w innych moich eBookach:

• Z. Osiak: Elektryczność. Self Publishing (2011).

• Z. Osiak: Szczególna Teoria Względności. Self Publishing (2012).

• Z. Osiak: Ogólna Teoria Względności. Self Publishing (2012).

• Z. Osiak: Antygrawitacja. Self Publishing (2012).

• Z. Osiak: Giganci Teorii Względności. Self Publishing (2012).

• Z. Osiak: Energia w Szczególnej Teorii Względności. Self Publishig (2012).

• Z. Osiak: Energy in Special Relativity. Self Publishing (2011).

• Z. Osiak: Ilustrowany Słownik Fizyki. Self Publishing (2012).

• Z. Osiak: Zadania Problemowe z Fizyki. Self Publishing (2011).

Fizyka mało znana – Lista Ginzburga

Witalij Łazariewicz Ginzburg (1916-2009)

Lista Ginzburga

01. Kontrolowana synteza jądrowa

Reakcja termojądrowa (fuzja)

Bomba wodorowa

Kontrolowana synteza jądrowa

Tokamak

ITER

Zimna fuzja

Witalij Łazariewicz Ginzburg (1916-2009)

Witalij Łazariewicz Ginzburg (1916-2009)

[Виталий Лазаревич Гинзбург]

[Vitaly L. Ginzburg]

rosyjski fizyk-teoretyk, astrofizyk i historyk fizyki

laureat Nagrody Nobla z Fizyki w 2003

1916 - Urodził się 4 października w Moskwie.

1938 - Ukończył Uniwersytet Moskiewski.

1940 - Rozpoczął pracę w Instytucie Fizycznym Akademii Nauk ZSRR.

1942 - Doktoryzował się.

1953 - Został członkiem korespondentem Akademii Nauk.

1945/68 - Był profesorem Uniwersytetu Gorkowskiego.

1966 - Został członkiem rzeczywistym Akademii Nauk.

1968 - Rozpoczął pracę jako profesor w Moskiewskim Instytucie Fizyki i Technologii.

1971/88 - Był dyrektorem Departamentu Fizyki Teoretycznej w Instytucie Fizycznym Akademii Nauk.

2003 - Otrzymał wspólnie z A. J. Leggerttem i A. A. Abrikosowem Nagrodę Nobla z fizyki za “pionierski wkład do teorii nadprzewodników i nadcieczy (nadprzewodnictwa i nadciekłości)”.

2009 - Zmarł 8 listopada w Moskwie.

Tematyka badawcza

• Ginzburg zajmował się niemal wszystkimi działami fizyki.

• W szczególności opracował wraz z L. D. Landauem teorię nadprzewodności (1950) oraz wspólnie z L. P. Pitajewskim teorię nadciekłości (1958).

Ciekawostki

• Profesor Witalij Łazarewicz Ginzburg był członkiem dziesięciu Akademii Nauk, redaktorem miesięcznika Uspiechi Fiziczeskich Nauk, laureatem licznych nagród i wyróżnień, wymieńmy choćby Medal Mariana Smoluchowskiego (1984), Złoty Medal Londyńskiego Królewskiego Towarzystwa Astronomicznego (1991), Nagrodę Bardeena (1991), Złoty Medal Nielsa Bohra (1999).

• Polskiemu czytelnikowi Ginzburg jest znany jako autor książki pod tytułem O fizyce i astrofizyce [PWN, Warszawa 1979].

• Witalij Łazarewicz pisał artykuły barwnym językiem, odwołując się do licznych porównań, dygresji, żartów, refleksji i wspomnień.

Cytaty

• “A jak wskazać liderów w nauce, kiedy badania prowadzone są przez liczne kolektywy uczonych i inżynierów (rola tych ostatnich może być bynajmniej nie drugorzędna)? Dobrze wiemy, że w wielu przypadkach pewne premie i nagrody otrzymują “z urzędu” naczelnicy oddziałów, kierownicy naukowi, w ogólności “bossowie”. Nie rzadko figurują oni w spisie współautorów różnych publikacji (artykułów), patentów, itd., w powstaniu których mieli wątpliwy udział.”

• “Aktywnie pracujący fizycy zwykle mało interesują się przeszłością. Ja sam nie jestem wyjątkiem – zacząłem zajmować się teorią nadprzewodności w 1943, a dopiero w 1979 zdecydowałem się przejrzeć klasyczne prace Kamerlingh-Onnesa (1853-1926). I zostałem w pełni usatysfakcjonowany.”

• “Nie raz zetknąłem się z takim obrazkiem: dobry, zdolny student albo już pracownik naukowy, autor oryginalnych artykułów, posiada nader wąski horyzont. Zapoznał się z głębokimi i trudnymi problemami kwantowej teorii pola, ale o gwiazdach neutronowych, czarnych dziurach, ferroelektrykach, nadprzewodnikach, ciekłym helu-trzy i wielu innych nie posiada dostatecznego wyobrażenia nawet na jakościowym poziomie.”

Lista Ginzburga

• Lista Ginzburga jest listą problemów fizyki i astrofizyki, które są obecnie szczególnie ważne i interesujące.

• Na świecie żyje ponad pół miliona tworzących fizyków. Lista Ginzburga jest wskazaniem tego, co każdy fizyk wiedzieć powinien, ma pomóc zwłaszcza młodym badaczom w wyborze zagadnień, którymi warto się zająć.

• Kolejne wersje Listy Ginzburga były publikowane w miesięczniku Uspiechi Fiziczeskich Nauk w latach 1971, 1999, 2002, 2004 i 2007.

УФН 103, 1 (1971) 87-119.

УФН 169, 4 (1999) 419-441.

УФН 172, 2 (2002) 213-219.

УФН 174, 11 (2004) 1240-1255.

УФН 177, 4 (2007) 346-346.

MAKROFIZYKA

01. Kontrolowana synteza jądrowa.

02. Nadprzewodnictwo w wysokich i pokojowych temperaturach.

03. Metaliczny wodór. Inne substancje egzotyczne.

04. Dwuwymiarowa ciecz elektronowa (anomalny efekt Halla i niektóre inne efekty).

05. Pewne problemy fizyki ciała stałego (heterostruktury w półprzewodnikach, kwantowe studnie i kropki, przejścia metal-dielektryk, fale gęstości ładunku i spinu, mezoskopika).

06. Przejścia fazowe drugiego rodzaju i im pokrewne. Niektóre przykłady takich przejść. Ochładzanie (w szczególności laserowe) do super niskich temperatur. Kondensacja Bosego-Einsteina w gazach.

07. Fizyka powierzchni. Klastery.

08. Ciekłe kryształy. Ferroelektryki. Ferrotoroiki.

09. Fullereny. Nanorurki.

10. Zachowanie się substancji w super silnych polach magnetycznych.

11. Fizyka nieliniowa. Turbulentność. Solitony. Chaos. Dziwne atraktory.

12. Rasery, grasery, lasery dużej mocy.

13. Superciężkie pierwiastki. Egzotyczne jądra.

MIKROFIZYKA

14. Spektrum mas. Kwarki i gluony. Chromodynamika kwantowa. Plazma kwarkowo-gluonowa.

15. Jednolita teoria oddziaływań słabych i elektromagnetycznych. Bozony W i Z. Leptony.

16. Model standardowy. Wielka unifikacja. Super unifikacja. Rozpad protonu. Masy neutrin. Monopole magnetyczne.

17. Długość fundamentalna (skwantowana przestrzeń). Oddziaływania cząstek o wysokich i superwysokich energiach. Kolidery.

18. Niezachowanie parzystości kombinowanej CP.

19. Zjawiska nieliniowe w próżni i super silnych polach elektro-magnetycznych. Przejścia fazowe w próżni.

20. Struny. M-teoria.

ASTROFIZYKA

21. Eksperymentalne potwierdzenie ogólnej teorii względności.

22. Fale grawitacyjne i ich detekcja.

23. Problemy kosmologiczne. Inflacja. ?-człon i “kwintesencja” (ciemna energia). Związek między kosmologią i fizyką wysokich energii.

24. Gwiazdy neutronowe i pulsary. Gwiazdy supernowe.

25. Czarne dziury. Struny kosmiczne (?).

26. Kwazary i jądra galaktyk. Powstawanie galaktyk.

27. Problem ciemnej materii (ukrytej masy) i jej detekcji.

28. Pochodzenie promieniowania kosmicznego o superwysokiej energii.

29. Rozbłyski gamma. Hipernowe.

30. Fizyka i astronomia neutrinowa. Oscylacje neutrin.

01. Kontrolowana synteza jądrowa

• Reakcja termojądrowa (fuzja)

• Bomba wodorowa

• Kontrolowana synteza jądrowa

• Tokamak

• ITER

• Zimna fuzja

Reakcja termojądrowa (fuzja)

• Reakcja termojądrowa (fuzja) → reakcja jądrowa, w której z dwóch jąder lekkich powstaje nowe jądro. W reakcji termojądrowej wyzwala się duża ilość energii, ponieważ suma mas substratów jest większa od sumy mas produktów. Do zajścia reakcji termojądrowej wymagana jest temperatura rzędu 10^8 K, stąd przedrostek termo w nazwie tej reakcji.

• Reakcja termojądrowa nazywana jest też reakcją termonuklearną, syntezą jądrową lub fuzją jądrową.

Bomba wodorowa

• Bomba wodorowa → bomba, w której zachodzi niekontrolowana reakcja termojądrowa syntezy jąder helu z nuklidów

• Zapalnikiem w bombie wodorowej jest bomba atomowa. Bomba wodorowa nazywana jest też bombą termojądrową lub termonuklearną.

Kontrolowana synteza jądrowa

• Kontrolowana synteza jądrowa → reakcja termojądrowa (fuzja) przebiegająca w pełni kontrolowanych warunkach laboratoryjnych. Jedną z możliwości jest przeprowadzenie tej reakcji w “naczyniu” utworzonym z odpowiednio uformowanego silnego pola magnetycznego, którego źródłem są nadprzewodnikowe elektromagnesy. Zapalnikiem jest laser o gigantycznej mocy.

Tokamak

• Tokamak → urządzenie służące do wytwarzania i przechowywania gorącej plazmy, co umożliwia przeprowadzenie kontrolowanej reakcji termojądrowej (fuzji). Pierwszy tokamak zbudowano w Moskwie w 1956.

• Nazwa tokamak pochodzi od pierwszych sylab rosyjskich słów тороидальная камера с магнитными катушками (toroidalna komora z magnetycznymi cewkami).

ITER

• ITER → międzynarodowy eksperymentalny reaktor termojądrowy.

• Nazwa ITER pochodzi od pierwszych liter angielskich słów International Termonuclear Experimental Reactor.

Zimna fuzja

• Zimna fuzja → kontrolowana synteza jąder lekkich pierwiastków (fuzja), którą można przeprowadzić w zdecydowanie niższej temperaturze niż 10^8 K.