Детская энциклопедия
Том 1. Земля. Том 4. Растения и животные. Том 7. Человек. Том 10. Зарубежные страны.
Том 2. Мир небесных тел. Числа и фигуры. Том 5. Техника и производство. Том 8. Из истории человеческого общества. Том 11. Язык. Художественная литература.
Том 3. Вещество и энергия. Том 6. Сельское хозяйство. Том 9. Наша советская Родина. Том 12. Искусство.

шие нас с тайнами недоступных звезд, с их составом, с их природой, с таинственными процессами, происходящими в их недрах, ос­нованы на знаниях природы атома, его строе­ния. Эти знания воплощены в великом периоди­ческом законе Менделеева. Но не следует думать, что периодический закон навсегда ос­танется застывшим и неизменным. Нет, он и сам развивается, включая в себя все большее

и большее содержание, все глубже и точнее отражая истину законов природы.

Закон периодичности свойствен и строению атомных ядер. Это позволяет надеяться на окончательное решение об относительной устой­чивости элементов в мире и о составе всех небесных тел.

Очень много работы вам предстоит, молодые наследники великого Менделеева.

НЕОБЫЧАЙНЫЕ АТОМЫ

Великий закон природы — периодический закон Менделеева — привел науку к раскрытию многих тайн, к разгадке многих загадок о строении вещества.

Мы теперь знаем, что все элементы, где бы они ни существовали — на Земле, на далеких планетах или на недосягаемых звездах,— все они построены по единому плану: вокруг тяжелого положительно заряженного ядра, состоящего из протонов и нейтро­нов, вращаются легкие электроны. Число зарядов ядра, равное числу электронов, определяет химическую при­роду элемента.

В начале периодической таблицы на первом месте стоит водород. Его атом наиболее прост — один про­тон и один электрон.

А могут ли быть атомы легче водорода? Во всех ли атомах вокруг ядра вращаются электроны? Воз­можны ли атомы без положительного ядра? Суще­ствуют ли атомы без электронов? Совсем еще недав­но подобные вопросы звучали бы просто нелепо. Но в последние годы физики обнаружили, что сущест­вуют весьма странные «атомы». Правда, их жизнь очень коротка. Они рождаются в созданных человеком ускорительных установках, возникают при распаде искусственных радиоактивных изотопов. Много еще загадочного в этих таинственных частицах, и много надежд связывает наука с полной разгадкой их тайны.

ПОЗИТРОНИЙ

Самый удивительный из странных атомов — это, конечно, атом позитрония — вещества, кото­рому нет и не может быть места в менделеевской таб­лице. Однако это вещество теперь хорошо известно ученым. И не только физикам. Химики уже научи­лись применять атомы позитрония в своей повседнев­ной работе — когда они изучают строение сложных органических соединений.

Позитроний очень своеобразный атом — атом без атомного ядра. Он почти в тысячу раз легче самого легкого атома — атома водорода. Образуется он при встрече позитрона, возникающего при распаде ядер многих изотопов, с обычным отрицательным электро­ном. Атом позитрония состоит из двух анти­частиц.

В атоме позитрония нет тяжелого ядра, как в атоме водорода, где масса протона почти в две тысячи

раз больше массы вращающегося вокруг него элект­рона. Массы позитрона и электрона, образующих позит­роний, очень малы и равны между собой. Этот стран­ный атом лишен центрального атомного ядра. Обе эле­ментарные частицы в нем вращаются вокруг друг друга или, вернее, вокруг их общего центра тяжести.

«Танец» двух античастиц очень сложен. Ученые установили, что он может происходить по-раз­ному. Вращаясь на общей орбите друг за другом, оба микропартнера в то же время вращаются каждый вокруг своей собственной оси, а это вращение может быть различным: либо в одну и ту же сторону, либо в разные.

Поэтому возможно существование двух изомеров позитрония, т. е. он может существовать в двух фор­мах. В первом случае возникает атом орто-позитрония, а во втором — атом пара-позитрония. По существу эти изомеры больше ничем друг от друга не отлича­ются, как не отличаются один от другого волчки, запу­щенные в разные стороны.

Но один из великих законов сохранения, управ­ляющих атомным миром,— закон сохранения момента количества движения — вносит большие и важные различия в дальнейшую судьбу обоих атомов.

Орто-позитроний с точки зрения атомных масштабов времени жи­вет очень долго. Каждый атом его существует в среднем почти полторы десятимиллионных доли секунды. За это время электрон и позитрон ус­певают в нем совершить не один миллион оборо­тов. По нашим привыч­ным земным часам его существование неимо­верно кратко. Он исче­зает практически мгно­венно. Жизнь пара-позитрония еще в тысячи раз короче.

Но это еще не самое удивительное в судьбе изомеров позитрония. Античастицы сосущест-

В орто-позитронии обе анти­частицы вращаются в одну и ту же сторону. Распадаясь, этот атом превращается в три гамма-кванта.

353