В СССР существовала государственная система регистрации научных открытий и закрепления авторского и государственного приоритета. Эта работа проводилась Государственным комитетом Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий. Среди зарегистрированных открытий - научные разработки ученых физического факультета. Познакомим наших читателей с некоторыми из них.
Московский государственный университет
имени М. В. Ломоносова
(научно-исследовательский институт
ядерной физики)
Открытие №54
«Эффект теней» (ядерная микроскопия)
Автор: профессор А. Ф. Тулинов.
Научное и практическое значение открытия
Открытое явление имеет многочисленные приложения. С помощью «эффекта теней» оказалось возможным измерят ультрамалые времена протекания ядерных реакций в диапазоне 10 в (-15)-10 в (-18) сек. (Это примерно в 10 в 6 раз меньше, чем позволяют современные радиотехнические средства). Сейчас этот метод используется во многих странах мира.
«Эффект теней» позволяет изучать ряд проблем физики твердого тела. Он используется для определения структуры тонких кристаллических пленок, для определения профилей дефектов в монокристаллах, положения примесных атомов в кристаллической решетке. Эти задачи с особой остротой возникли при разработке технологии изготовления полупроводниковых приборов, в космическом и термоядерном материаловедении.
Сущность научного открытия
В 1964 году при исследовании ядерных реакций на ускорителях профессором А. Ф. Тулиновым было сделано открытие новое физического явления-«эффекта теней» в ядерных реакциях на монокристаллах. Оказалось что при использовании монокристаллических мишеней в угловых распределениях продуктов ядерных реакций возникают глубокие минимумы интенсивности потока частиц «тени» в направлении цепочек и плоскостей кристаллов. Эти «тени» отчетливо наблюдаются на фотографиях (протонограммах) угловых распределений и полностью воспроизводят структуру кристалла. Пятна и линии на пронтограммах имеют принципиально другую природу, чем пятна и линии на известных лауэграммах и дебаеграммах в рентгеноструктурном анализе.
12 сентября 1967 года открытие внесено в Государственный реестр открытий СССР за №54 с приоритетом от10 октября 1964 года и с формулой в следующей редакции: «Экспериментально установлено неизвестное ранее явление, заключающееся в том, что в угловых распределениях быстрых заряженных частиц –продуктов ядерных реакций на монокристаллах –возникают «тени»(минимумы интенсивности этих частиц) в направлениях кристаллографических осей и плоскостей кристаллов».
Московский государственный университет
имени М. В. Ломоносова
(физический факультет)
Открытие №131
«Эффект радиационной самополяризации электронов
и позитронов в магнитном поле»
Авторы: профессор, дважды лауреат Государственной премии А. А. Соколов,
профессор, лауреат Государственной премии И. М. Тернов.
Научное и практическое значение открытия.
Развитие нового направления современной науки – физики частиц высоких энергий – показало, что применение релятивистских пучков поляризованных частиц открывает новые возможности в физическом эксперименте, Поляризованные пучки электронов и позитронов не только дают более широкую информацию о роли спина в различных взаимодействиях, но также открывают принципиально новую возможность постановки экспериментов по изучению структуры самых элементарных частиц.
Получение поляризованных частиц высокой энергии стало возможно только благодаря эффекту радиационной поляризации. Этот метод является уникальным и применяется сейчас во многих ведущих научных мировых центрах.
Сущность научного открытия.
Открыто новое физическое явление, заключается в том, что при длительной циркуляции электронов в магнитном поле испускаемое ими синхронное излучение приводит к преимущественной ориентации спина частиц.Как известно, электрон обладает спиновыми (т.е. собственными - не связанными с перемещением частицы в пространстве) механическим и магнитными моментами. При обычном движении пучка электронов спины частиц не имеют преимущественные ориентации – они направлены хаотично и пучок оказывается неполяризованным.
В условиях циркуляции магнитного поля пучок электронов становится поляризованным, причём спины частиц оказываются ориентированными противоположно магнитному полю. Так был открыт эффект радиационной поляризации – т.е. ориентации спинов, происходящей в следствии излучения.
Физическая сущность явления радиационной поляризации заключается в том, что проекции спина на направление внешнего магнитного поля и против поля обладают разной устойчивостью. При этом квантовые флуктуации синхротронного излучения – своеобразные встряски, испытываемые электроном при излучении им фотона, способствует переходу спинов в устойчивое состояние – против направления магнитного поля. При этом 96% частиц оказываются поляризованными. Время, в течение которого достигается максимальная поляризация, зависит от напряжённости магнитного поля и энергии частиц. Для современных накопительных установок, применяющихся в физическом эксперименте, это время составляет десятки минут. Радиационной поляризации подвержены также позитроны, причём направление преимущественной ориентации спинов позитронов противоположно электронному.
Явление радиационной поляризации электронов и позитронов было подтверждено экспериментально на накопительных установках в Новосибирске, во Франции и в США. Теоретические предсказания для степени и времени поляризации оказались в хорошем согласии с результатами опытов.
7 августа 1973 года открытие внесено в Государственный реестр открытий СССР за №131 с приоритетом от 26 июня 1963 года и с формулой в следующей редакции: «Установлено ранее неизвестное ранее явление поляризации релятивистских электронов и позитронов при их движении в магнитном поле (например, в накопительных кольцах), обусловленная квантовыми флуктуациями синхротронного излучения».