Меню
Главная
Авторизация/Регистрация
 
Главная arrow Товароведение arrow Антология выдающихся достижений в науке и технике. Часть 37: лауреаты Нобелевской премии по физике за 2000-2004 гг.

Создание теории сверхпроводников и сверхтекучих жидкостей.

В 2003 г. Нобелевская премия по физике была присуждена трем выдающимся физикам-теоретикам "за пионерский вклад в теорию сверхпроводников и сверхтекучих жидкостей" [25, 26]. Лауреатами данной престижной премии при этом стали [1]: россиянин-американец Алексей Алексеевич Абрикосов (рис.11), россиянин Виталий Лазаревич Гинзбург (рис. 12) и англичанин-американец Энтони Джеймс Леггетт (рис. 13). А.А. Абрикосов, работая в Институте физических проблем АН СССР (г. Москва), в 1955 г. защитил докторскую диссертацию в области квантовой электродинамики высоких энергий [26]. Далее он свои творческие усилия направил на разгадку тайн сверхпроводимости вещества. К тому времени тремя выдающимися американскими физиками-теоретиками Джоном Бардиным (1908-1991 гг.), Леоном Купером (1930 г. рождения) и Джоном

Шриффером (1931 г. рождения) уже была создана микроскопическая теория сверхпроводимости материала ("теория БКШ"), удостоенная в 1972 г. Нобелевской премии по физике [1, 27]. Данная теория для сверхпроводимости чистых металлов (сверхпроводников I-го рода [26], базирующаяся на идее "куперовских электронных пар", оказалась не состоянии обосновать физические механизмы возникновения этого явления в сплавах (сверхпроводниках II-го рода [26]), имеющих важное технико-практическое применение и сохраняющих сверхпроводящие свойства в условиях действия на них сильных магнитных полей с индукцией 1 Тл и более (для напряженности магнитного поля 10 кЭ и выше) [26-29]. А.А. Абрикосов смог объяснить свойства сверхпроводников II-го рода [26].

Выдающийся российско-американский физик - теоретик, академик АН СССР и РАН Алексей Алексеевич Абрикосов (1928 г. рождения), лауреат Нобелевской премии по физике за 2003 г

Рис. 11. Выдающийся российско-американский физик - теоретик, академик АН СССР и РАН Алексей Алексеевич Абрикосов (1928 г. рождения), лауреат Нобелевской премии по физике за 2003 г.

Развивая теоретические подходы, представленные еще в 1950 г. известными советскими учеными - физиками в феноменологической теории сверхпроводимости Гинзбурга-Ландау, он уже в 1952 г. для объяснения этого явления в сверхпроводниках II-го рода воспользовался регулярной решеткой магнитных линий ("вихревой решеткой Абрикосова"), окруженных кольцевыми микротоками [30]. Им была выдвинута новая идея о существовании в таких сверхпроводниках сверхтонких областей нормальной фазы [1, 26, 27].

Выдающийся российский физик-теоретик, академик АН СССР и РАН Виталий Лазаревич Гинзбург (1916-2009 гг.), лауреат Нобелевской премии по физике за 2003 г

Рис. 12. Выдающийся российский физик-теоретик, академик АН СССР и РАН Виталий Лазаревич Гинзбург (1916-2009 гг.), лауреат Нобелевской премии по физике за 2003 г.

В 1957 г. А.А. Абрикосов, уточняя свои научные построения в рассматриваемой области, разработал теорию, согласно которой в сверхпроводниках II-го рода одновременно существуют нормальная и сверхпроводящая фазы [1, 27]. Он выполнил детальный расчет структуры такого "смешанного" состояния в сверхпроводниках II-го рода, который показал, что нормальная фаза в них зарождается в форме тонких нитей ("вихрей Абрикосова"). Эти нити, имеющие толщину, сравнимую с глубиной проникновения ДМ магнитного поля в сверхпроводник этого рода (как правило, ДМ~10 нм [27]), пронизывают весь объем материала сверхпроводника. Причем, с увеличением уровня напряженности внешнего магнитного поля концентрация этих нитей в нем возрастает [31]. Возрастает соответственно и зона нормальных областей. При критическом уровне напряженности магнитного поля материал сверхпроводника II-го рода теряет свои сверхпроводящие свойства. В 1960 г.А. А. Абрикосов совместно с будущим академиком АН СССР (с 1987 г.) и РАН (с 1991 г.) Л.П. Горьковым создал теорию применительно к сверхпроводникам, содержащим в своем составе магнитные примеси, а также предсказал новое явление бесщелевой сверхпроводимости [1, 27].

В.Л. Гинзбург, работая с 1940 г. в теоретическом отделе Физического института им.П.Н. Лебедева АН СССР (ФИАН), в 1942 г. (в тяжелые годы для граждан и ученых советской страны и военно-эвакуационный период работы ФИАН в г. Казани) защитил докторскую диссертацию по теории микрочастиц с высшими спинами [32]. Он не один раз просился у соответствующих военных органов уйти на фронт добровольцем, но его просьбы удовлетворены не были (видимо, судьбой ему было предначертано выполнить в жизни что-то другое и не менее важное). С 1943 г. он переключился в ФИАН на тематику, связанную с природой явления сверхпроводимости вещества, не имевшего в то время физического объяснения. В 1950 г.В.Л. Гинзбургом совместно с будущим лауреатом Нобелевской премии по физике за 1962 г. ("за пионерские исследования в теории конденсированного состояния материи, в особенности жидкого гелия" [1]), академиком АН СССР Львом Давидовичем Ландау была разработана теория сверхпроводимости ("теория Гинзбурга - Ландау") [32]. Эта теоретическая разработка считается наиболее весомым научным вкладом В.Л. Гинзбурга в физическую природу явления сверхпроводимости. В 1958 г.В.Л. Гинзбург совместно с будущим академиком АН СССР (с 1990 г.) и РАН (с 1991 г.) Л.П. Питаевским разработал феноменологическую теорию сверхтекучести вещества ("теория Гинзбурга-Питаевского") [1, 32]. Исследования в области физики сверхтекучих жидкостей позволяют человечеству глубже проникнуть в сложные и зачастую неизвестные процессы, протекающие в материи при сверхнизких температурах в наиболее низком и упорядоченном энергетическом состоянии ее атомов.

В 1964 г. Э.Дж. Леггетт защитил в Оксфордском университете (г. Оксфорд, Англия) докторскую диссертацию в области физики конденсированного состояния вещества, связанной с высокотемпературной сверхпроводимостью и сверхтекучестью материи, а с 1983 г. работал профессором теоретической физики в Иллинойском университете (г. Иллинойс, США). Укажем, что Э. Дж. Леггеттом была разработана теорию сверхтекучести легкого изотопа гелия 23He при сверхнизких температурах [1]. Им были выполнены глубокие теоретические исследования макроскопической квантовой когерентности и процессов рассеяния волн материи в ряде важных для практики квантовых систем. Он положил начало теоретическим исследованиям макроскопических диссипативных систем и применению специальных конденсированных систем для проверки основных положений квантовой механики (в частности, возможности распространения квантового формализма на макроскопический уровень) [1].

Д.Дж. Гросс в 1973 г. совместно со своим аспирантом-физиком Ф.А. Вильчеком обнаружил "асимптотическую свободу", согласно которой сильное взаимодействие между кварками ослабевает с уменьшением расстояния между ними [34, 35]. Заметим, что под "кварками" в физике элементарных частиц понимаются гипотетические частицы (прямым экспериментальным путем они пока никем в мире не зафиксированы) с дробным электрическим зарядом (1/3 и 2/3 от элементарного отрицательного заряда электрона е-=1,602-10-19 Кл [20]) [10]. Согласно одной из предложенных гипотез считается, что, возможно, из кварков состоят элементарные частицы (адроны), участвующие в микромире в сильных взаимодействиях.

Выдающийся английско-американский физик- теоретик Энтони Джеймс Леггетт (Anthony James Leggett, 1938 г. рождения), лауреат Нобелевской премии по физике за 2003 г

Рис. 13. Выдающийся английско-американский физик- теоретик Энтони Джеймс Леггетт (Anthony James Leggett, 1938 г. рождения), лауреат Нобелевской премии по физике за 2003 г.

Выдающийся американский физик-теоретик Хью Дэвид Политцер (Hugh David Politzer, 1949 г. рождения), лауреат Нобелевской премии по физике за 2004 г

Рис. 15. Выдающийся американский физик-теоретик Хью Дэвид Политцер (Hugh David Politzer, 1949 г. рождения), лауреат Нобелевской премии по физике за 2004 г.

Выдающийся американский физик-теоретик Дэвид Джонатан Гросс (David Jonathan Gross, 1941 г. рождения), лауреат Нобелевской премии по физике за 2004 г

Рис. 14. Выдающийся американский физик-теоретик Дэвид Джонатан Гросс (David Jonathan Gross, 1941 г. рождения), лауреат Нобелевской премии по физике за 2004 г.

Выдающийся американский физик-теоретик Фрэнк Антони Вильчек (Frank Anthony Wilczek, 1951 г. рождения), лауреат Нобелевской премии по физике за 2004 г

Рис. 16. Выдающийся американский физик-теоретик Фрэнк Антони Вильчек (Frank Anthony Wilczek, 1951 г. рождения), лауреат Нобелевской премии по физике за 2004 г.

 
Если Вы заметили ошибку в тексте выделите слово и нажмите Shift + Enter
< Предыдущая   СОДЕРЖАНИЕ   Следующая >
 
Предметы
Агропромышленность
Банковское дело
БЖД
Бухучет и аудит
География
Документоведение
Естествознание
Журналистика
Информатика
История
Культурология
Литература
Логика
Логистика
Маркетинг
Математика, химия, физика
Медицина
Менеджмент
Недвижимость
Педагогика
Политология
Право
Психология
Религиоведение
Социология
Статистика
Страховое дело
Техника
Товароведение
Туризм
Философия
Финансы
Экология
Экономика
Этика и эстетика
Прочее