Paula rhei

         Можно написать кучу книг и … ничего, история даже глазом не моргнет.  Между тем, бывает и такое, - хотя очень редко, но всё же бывает, - сказанное навечно остаётся в памяти последующих поколений. Примерно в 480-том году до нашей эры, то-бишь 2500 лет назад, древний грек Гераклит сказал всего лишь два слова  Paula rhei, которые впоследствии вошли в золотой фонд крылатых фраз: - «Всё течёт и всё изменяется» И всё же не лишним будет заметить, что на то время человечество едва переключило ключ «на старт!», поэтому Гераклиту просто посчастливилось заглянуть в корзину Бога, чем и заслужил клеймо вечности. В наши дни, когда наука мало-помалу, - говорю мало-помалу, потому что всё ещё впереди, - раскрывает ворота Истины, принцип перманентности трактуется уже в более широком аспекте, вследствие чего положение о том, что «всё течёт и всё изменяется» осталось правомерным лишь в постановке вопроса. Концепция Гераклита сегодня обрела трансцендентальные черты, так  как стало ясно, чтобы ни зарождалось, какие бы изменения не происходили материя, вопреки всему, в количественном отношении, остаётся в первозданных вселенских пределах, ибо ничто ниоткуда не приходит и ничто никуда не исчезает. Так же неизменно течёт, как говорили в старину, и  Река времени. Природа пребывает в трёх ипостасях: в твёрдом, жидком и газообразном состоянии. А человек, да и любе другое живое существо, всего лишь частичка этого же триединства. Давным-давно, в калачакре, в одной из важнейших канонов буддизма, - а это Vl век до нашей эры, - уже была заложена идея об органической взаимосвязи природы и человека. Все, что происходит во Вселенной, повторяется в психике и теле человека. Даже сердечко наше бьётся в ритмах, согласованных с ритмами Вселенной. И в этом вселенском водевиле главную роль, пожалуй, играет наша земная прелесть – вода, без которой, как в известной песенке, - «и не туды, и не сюды. Она давно стала притчей во языцех. Еще Фалес Милетский, древнегреческий мыслитель, родоначальник античной философии и науки, обратил внимание на то, что вода – единственное вещество на Земле, которое существует в природе во всех трех агрегатных состояниях – жидком, твердом и газообразном. Вода является распространенным, простым, но в то же время самым сложным и таинственным веществом в пределах нашего бытия. Ей посвящено огромное количество научных работ, однако до сих пор она остается недостаточно изученной. И неудивительно, потому что она  считается священной основой жизни, с ней связаны важнейшие ритуалы абсолютно  всех религий. Всё это так, но вот оказия-то, какая. Вплоть до конца 18 века в науке существовало представление о воде как об индивидуальном химическом элементе, и не более того, пока за дело не взялся английский учёный Генри Кавендиш, который в 1782-ом году впервые синтезировал воду, взрывая электрической искрой смесь водорода и кислорода. Дальше, по сей проторенной августейшим Каведишем дорожке, пошли все остальные любознательные, как то:

-через год французский учёный Антуан Лоран  Лавуазье, повторив эти опыты, впервые сделал правильный вывод, что вода есть соединение водорода и кислорода,

-через 15 лет английские учёные У. Николсон и А. Карлейль разложили воду на элементы электрическим током.

                И таким вот образом, анализ и синтез воды, наконец-то,  показали сложность её состава и позволили установить для неё формулу H2O.
Так что нынче, слава Богу, мы не только верим, но и убеждены несказанно  в том, что вода составляет основу жизни на нашей планете. Вряд ли кто-либо  сегодня станет оспаривать это утверждение. Естественно, покрывая две трети поверхности Земли, вода влияет  на все процессы, которые происходят на нашей планете. Тяжело найти такое природное тело, которое бы не содержало в себе воду. Даже камни и огненная магма в какой-то мере содержат влагу. Растительный мир на 70-95 процентов состоит из воды. Помимо всего прочего  вода - обязательный компонент, практически, всех технологических процессов, как сельскохозяйственного, так и промышленного производства. Выходит,- если прибегнуть к образному сравнению,- наша органика по своей одинарной структуре смахивает на  лейденскую банку, заполненной на 70 процентов водой.  Сказать, что жизнь без воды немыслима, значит, ничего не сказать, ибо вода это и есть сама жизнь.  Потому как, всё  необходимые компоненты для жизни клетки доставляется водой, равно, как и всё ненужное, отработанное, выносится наружу той же водой. И по-другому никак, и громких слов тож не надо, коль налицо сингулярность:  кровь наша на 92 процента состоит из воды, моча – на 97 процентов, а наш биокомпьютер, то есть мозг, тоже на 75 процентов состоит из воды. Стало быть, чем чище вода, тем лучше для здравомыслия. Думаю, о воде достаточно говорено, так что пора и честь знать – «прощай свободная стихия»

           Итак,  подумать только, на протяжении 150-ти лет, если отсчитывать от славного Лавуазье,  все, - абсолютно все, - ни на йоту не сомневались в том, что вода — соединение, описываемое единственно возможной формулой H2O. И вот на тебе, в 1932 году мир облетела сенсация: оказывается, кроме обычной воды  в природе существует еще и так называемая тяжелая вода. Сегодня известно, что изотопных разновидностей воды может быть 135. И что дальше? Да очень просто: - «Чем дальше в лес, тем больше дров»

          В 1978-ом году, 17 октября, ударил гром. В этот день  Шведская академия наук направила из Стокгольма Петру Леонидовичу Капице, гениальному русскому учёному, телеграмму о присуждении ему Нобелевской премии по физике за фундаментальные исследования в области физики низких температур. Разумеется, сенсация, но с опозданием на 40 лет! Потому что свои исследования по физике низких температур, в том числе свойств жидкого гелия, а также  для сжижения других газов он проводил  аж (!) в  1938 году, усовершенствовав для этой цели  небольшую турбину. И вот таким, скажем, простым, но умным способом ему удалось обнаружить необычайное уменьшение вязкости жидкого гелия при охлаждении до температуры ниже 2,17К, при которой он переходит в форму, называемую гелием-2. Утрата вязкости позволяет гелию  беспрепятственно вытекать через мельчайшие отверстия и даже взбираться по стенкам контейнера, как бы «не чувствуя» действия силы тяжести. Отсутствие вязкости сопровождается также увеличением теплопроводности. Пётр Леонидович  назвал открытое им новое явление сверхтекучестью. Кстати, двое из бывших коллег  Капицы  по Кавендишской лаборатории,  Дж.Ф. Аллен А.Д. Мизенер, синхронно выполняли аналогичные исследования. После чего все трое опубликовали статьи с изложением полученных результатов в одном и том же выпуске британского журнала «Нейче».

           В современной научной среде  в ходу и другой термин – супержидкость. Она, как уже было сказано выше, образуется, когда гелий-3 или гелий-4 препятствует трению, и жидкость достигает уровня нулевой текучести, нулевой энтропии и бесконечной теплопроводности. В силу чего, супержидкости, создаваемые в лабораториях на Земле, обладают некоторыми уникальными и необычайными свойствами, они способны "просачиваться" сквозь стекло и не подвергаются воздействию гравитации. У этого грандиозного открытия есть очень важная научная ценность, оно поможет, - уже помогает, - ученым вникнуть еще глубже в область ядерных взаимодействий. Но это лишь толика  глобальной панорамы. Ведь, как выяснено, супержидкость обнаружена не только на Земле, но и в других  небесных сферах, где она выступает в той же роли суперкудесницы.
 
            Учёным-астрофизикам НАСА с помощью рентгеновской обсерватории Chandra посчастливилось получить первые доказательства того, что ядро нейтронной звезды состоит из знакомой нам супержидкости. Притом, уже известно, что нейтронные  звезды «сотканы»  из самого плотного вещества, которое было обнаружено где-либо и  когда-либо.  Даже трудно представить себе, что одна чайная ложка такого звездного вещества весит около шести миллиардов тонн!!! В таком разе, всё это  не что иное, как следствие огромного давления в ядре звезды, которое вызывает слияние заряженных частиц, таких как протоны и электроны, а точнее, только из незаряженных частиц - нейтронов, откуда и её название.

         Помимо этого, две независимые исследовательские группы параллельно изучали остатки сверхновой звезды Cassiopeia A,- сокращенно Cas A,- находящейся на удалении 11 тысяч световых лет от Земли, и взорвавшейся предположительно  330 лет тому назад.  На сей раз данные обсерватории Chandra позволили обнаружить быстрое снижение температуры сверхплотной нейтронной звезды, которая осталась после взрыва сверхновой. Скорость охлаждения звезды составила 4 процента за десятилетний период. «Быстрое  охлаждение нейтронной звезды Cas A, обнаруженное обсерваторией Chandra,- по словам Петра Штернина, руководителя исследований из института Иоффе в Санкт-Петербурге (Россия), - является первым прямым доказательством того, что ядра нейтронных звезд фактически состоят из супержидкости, находящейся в сверхпроводимом состоянии"

            Теперь, для разгона мысли, вернёмся к стартовой черте.  Уже было сказано, что Пётр Капица с целью снижения температуры приспособил турбину и, при этом, дело  имел с одним лишь гелием. Тогда, хотелось бы знать,  -  это единственный метод для проведения лабораторных исследований, и можно ли ещё, кроме гелия, держать в поле зрения  некоторые  другие природные компоненты? Не вопрос, коль наша любознательность не знает  предела. Вот пример пуще образцовых: в 1997-ом году Нобелевская премия по физике  была  присуждена группе исследователей - Стивену Чу и  Уильяму Филипсу – из Соединённых Штатов Америки и французу Клоду Коэн-Таннуджи  за работу по лазерному охлаждению атомов. Невероятная удача! Им  удалось достичь температуры на несколько миллионных долей градуса выше абсолютного нуля. Апропо, в микромире мерой температуры служит кинетическая энергия частицы.  Наибольший вклад в энергию дает скорость поступательного движения частицы, значительно меньший - частота ее собственных колебаний. Следовательно, чем быстрее движется и чаще колеблется частица, тем она "горячее". Даже при температуре 3 кельвина, - а это почти минус 270градусов по Цельсию, - скорость атома составляет около 100 метров в секунду.

          Чтобы "заморозить" атом, его нужно остановить, если точнее сказать, - понизить его скорость до сантиметров в секунду. Сделать это можно разными способами, но, - бывает же и такое,- самым удобным оказался метод лазерного охлаждения. Нечто подобное, но с поправкой на законы квантовой механики, происходит и с атомом. Если на него воздействовать электромагнитными колебаниями с частотой, равной частоте собственных колебаний атома, - что, обычно, лежит в области видимого света, - то атом  будет поглощать энергию и "нагреваться". Но когда атом движется по направлению к источнику света, эта  частота должна быть ниже той, которая требуется для "нагрева" неподвижного атома. А излучать он станет фотоны более высокой частоты, когда начнет терять энергию и "остывать". Это явление называется эффектом Доплера. Тут надо бы остановиться, самому  малость остыть, прежде чем шагнуть в элементарные дебри. По ходу, как видите, в памяти воскрес и Кристиан Доплер (Зальцберг). Вспомнить-то его вспомнили, но чем же он удивил мир? Видать,  дюже любопытный был, наблюдая за поведением звуковой волны в  различных резонансных вариантах. Обычно звуковые  волны распространяются в воздухе, - или в какой-либо другой однородной среде, - с постоянной скоростью, которая зависит только от свойства  среды. Но сия картина изменяется кардинальным образом при движении источника звука и наблюдателя. Если  они  движутся друг относительно друга, то в данном  случае, частота звука, воспринимаемого наблюдателем,  не будет совпадать с частотой источника звука. Именно это явление, открытое  им в 1842 году, по сей день носит название эффекта Доплера. Надо же, с той поры прошло 170 лет, как вдруг, благодаря упомянутым выше заядлым физикам, всплыла тень австрийца, но уже в свете лазерных технологий.

       В частности, в 1985 году Уильям  Филипс  достаточно успешно провёл серию экспериментов по лазерному охлаждению атомов натрия. Было  зафиксировано, что по  мере уменьшения скорости атомов падает  доплеровский сдвиг частоты их колебаний и метод становится неэффективным. Меж тем, и об этом уже знали, что в магнитном поле резонансная частота атома возрастает, и это явление Филипс толково сумел использовать. Пропуская пучок атомов сквозь неоднородное магнитное поле, он компенсировал уменьшение эффекта Доплера, и "затормозил" пучок. В итоге, отдельные его атомы охладились до температуры 50 милликельвин (50.10-3 К).
             
          Следующий научный «кульбит» совершил Стивен  Чу. На стенках кубической камеры он разместил шесть  лазеров  и  сфокусировал лазерное излучение в ее центре, в результате чего излучение замедляло атом при любом направлении его движения. Это выглядело так, словно атом  проходил сквозь очень вязкую жидкость, вроде жидкой смолы. Этим удалось ему достичь температуры 240 микрокельвин (240.10-6 К) и скорости атомов натрия около 30 см/сек. По грубым оценкам, эта величина была теоретическим пределом возможностей доплеровского метода охлаждения. Однако уже в 1988 году группа Филипса каким-то образом сумела "нырнуть" под этот предел, охладив группу атомов натрия до 40 микрокельвин (40.10-6 К).
 
             Другой фигурант проекта Клод  Коэн-Таннуджи сумел  вникнуть в самую суть  эксперимента. На сей раз в установке Филипса лазерные лучи создали серию стоячих волн поляризованного света, электрические поля которых напоминали своего рода гребенку. Когда атом проходит сквозь нее, всплески электрического поля поочередно "сбрасывают" атом во все более и более низкое энергетическое состояние и все сильнее и сильнее охлаждают его. Атом, вроде  бы все время движется в гору, против поля, и теряет энергию. В силу чего, данный метод получил афористическое определение, как - "сизифово охлаждение".

            Достигнутые успехи лишь укрепили веру исследователей в своё научное реноме. Вскоре, в период с 1988 по 1995 годов,  группе  Коэн-Таннуджи всё же  удалось охладить атомы гелия до температуры 0,18 микрокельвина (0,18.10-6 К), снизив их скорость до 2 см/сек, что по праву можно считать настоящим рекордом в этой области научной практики. Но впереди «нарисовалась»  одна загадка. Дело в том, что в очередной  попытке еще больше охладить вещество неожиданно возникла трудность: при определенной температуре фотоны перестают реагировать с атомом, облетая его подобно мячикам в руках циркового фокусника. Остаётся надежда, которая, как всегда уходит последней, что Коэн-Таннуджи со своими коллегами со временем успешно разрешит и эту проблему в теоретической физике.
            
          Можно спросить меня, дескать, о чём это я? Друзья мои, науке постоянно нужна свежесть, как бы, новое омовение. В данном случае мы состоянии  это продемонстрировать, применяя  супержидкости, которые можно получить, проводя серию экспериментов, сценарий которых описан выше. К счастью и это не предел. Сравнительно недавно Германские физики открыли абсолютно новый источник света, так называемый конденсат Бозе-Эйнштейна, состоящий из фотонов. До недавнего времени, эксперты были уверены, что это невозможно, ввиду того, что сия идея,- как это бывает при любом открытии, - может  столкнуться с фундаментальной проблемой, заключающейся в том, что  фотоны, или световые частицы, то "остывают", то они просто исчезают. Несколько месяцев назад казалось невозможным охладить свет, в одночасье, концентрируя его.  Однако Боннские физики Ян Кларс, Джулиан Шмитт, доктор Франк Февингер и профессор Мартин Вайц, завидно преуспели в этом, чем  произвели настоящий фурор в науке. Частицы света, охлаждённые с помощью фотонов, конденсировались так, что они могли вести себя как единое целое. Исследователи из Боннского университета, как раз и  доказали, что суперчастицы могут быть сделаны с помощью света, , как раз, в этом весь «цимус» их научной  интуиции. Сбылась, наконец, вековая мечта Альберта Эйнштейна и индийского  физика Сатьендра Нат Бозе, такую возможность они предсказали еще в 1925 году. Поэтому в наше время сия крошка носит название – «частичка Боза-Эйнштейна».  Таким образом, Боннские исследователи доказали, что всё-таки есть провидцы на земле, отмеченные печатью Бога.

          И снова меня могут спросить, ну и зачем, и кому всё  это нужно? О, не ровен час, когда в один из прекрасных дней земных, это открытие может уменьшить все наши  электронные устройства, как говорится, - «до неузнаваемости»
 
     Будет ли ещё что? Без всякого сомнения, ведь -  «всё течёт и всё изменяется.

          И парочку  слов от себя, прежде чем взять заключительный аккорд.

        Каждый раз, когда встречаю по жизни, или в логосе, людей креативных, с тонким чувством юмора, моя душа обретает второе дыхание. Потому и жить  хочется!
 
                Кто ищет, тому и воздастся!