Свечение быстрых частиц: теория Тамма и Франка
В 1937 году Игорь Тамм и Илья Франк объяснили свечение, открытое Павлом Черенковым при исследовании жидкостей. Они показали, при каких условиях движущаяся в веществе заряженная частица испускает свет.
Как это было
В 1934 году Павел Черенков, работавший под руководством Сергея Вавилова, исследовал свечение прозрачных жидкостей под действием гамма-излучения. Свет был слабым, а его свойства не укладывались в обычное объяснение через люминесценцию. Вавилов связал явление с быстрыми электронами, возникавшими в облучаемом веществе.
Разобраться в механизме взялись Игорь Тамм и Илья Франк. Их задача состояла в том, чтобы вывести наблюдаемые особенности света из законов электродинамики, а не просто подобрать объяснение отдельным опытам. В 1937 году они представили теорию, согласующуюся с экспериментами Черенкова.
Работа объединила наблюдение нового явления и расчёт условий, при которых оно возникает. Особенно существенным оказалось то, что свет испускается и при равномерном движении заряда в прозрачной среде.
Как это работало
Свет в воде или другом прозрачном веществе распространяется медленнее, чем в вакууме. Быстрый электрон способен двигаться в такой среде быстрее, чем распространяется световая волна в ней, оставаясь при этом медленнее света в вакууме.
Электромагнитные возмущения, создаваемые частицей вдоль её пути, складываются в направленное излучение. Оно выходит под определённым углом к траектории. Теория связывает этот угол со скоростью частицы и оптическими свойствами вещества. Поэтому по световому сигналу можно судить о движении заряженных частиц.
Что было дальше
Излучение Вавилова — Черенкова стало основой приборов, регистрирующих быстрые заряженные частицы. В таких детекторах измеряют свет, возникающий при прохождении частицы через прозрачную среду. Это применяется в экспериментальной ядерной физике и физике высоких энергий.
В 1958 году Павел Черенков, Игорь Тамм и Илья Франк получили Нобелевскую премию по физике за открытие и истолкование эффекта. Исходная теория осталась частью описания электромагнитного излучения в веществе.
В те же годы
Модель Фридмана: Вселенная, которая меняется со временем
В 1922 году математик и физик Александр Фридман получил нестационарные решения уравнений общей теории относительности. Они показали, что математическое описание Вселенной допускает изменение её масштабов со временем.
1922связь и радиоГенератор Лосева: радиоколебания в контакте с кристаллом
В 1922 году Олег Лосев представил результаты исследований кристаллического детектора, способного усиливать и создавать высокочастотные электрические колебания. Эти свойства он использовал в схемах радиоприёмников.
1922металлургия и горное делоТурбобур Капелюшникова: двигатель у бурового долота
В 1922 году Матвей Капелюшников совместно с инженерами С. М. Волохом и Н. А. Корневым разработал турбобур для бурения скважин. В новой конструкции вращение передавалось долоту непосредственно у забоя, а не всей колонне бурильных труб.
1922строительство и архитектураШуховская башня: радиомачта из стальной сетки
В 1922 году в Москве завершили строительство радиобашни на Шаболовке по проекту Владимира Шухова. Вместо привычной массивной башни инженер предложил высокую опору из пересекающихся стальных стержней.
1923электротехникаСвечение Лосева: как кристалл загорался от тока
В 1923 году Олег Лосев, работавший в Нижегородской радиолаборатории, исследовал свечение карборундового детектора при прохождении электрического тока. Опыты показали, что полупроводниковый контакт может излучать свет без нити накаливания.
1924авиацияРК-3 Котельникова: парашют в мягком ранце
В 1924 году Глеб Котельников запатентовал ранцевый парашют РК-3. В этой модели жёсткий футляр прежних конструкций уступил место мягкому ранцу, который удобнее размещался на спине лётчика.