Журнал «Юный техник» - Юный техник, 2013 № 06

И никому уже не надо лезть на крышу, заниматься нелегкой и опасной работой на высоте.

Александр Богатый рассказывает о своей работе члену жюри курса Г.А. Тимофееву.

Художник Ольга Оганова и ее работы.

В Москву сестры Татьяна (6-й класс) и Екатерина (8-й класс) приехали из Мурманска вместе. Но каждая со своей работой. Катя привезла спирограф, созданный на основе лазерной указки, а Таня — робота, который не только сам умеет считать, но и учит других.

О спирографе, используемом при создании лазерных шоу на дискотеках, мы расскажем как-нибудь в следующий раз. А вот с роботом давайте познакомимся поближе. История его создания такова.

— Началось все с «крестиков-ноликов», — рассказала 6-классница Татьяна Федулеева. — В 2010 году мною была проведена исследовательская работа по изучению роботов. Ее результатом стал робот-партнер для игры в эти самые «крестики-нолики». Он был показан на нескольких выставках, пользовался большой популярностью. Но я понимала, что это всего лишь игрушка. И тогда у меня возникла идея сделать робота, который будет не только развлекать, но и научит ребят чему-то полезному, например, считать…

Робот рассчитан на ребят 5 — 8-летнего возраста, которые только начали осваивать арифметику. Причем устройство можно перепрограммировать по мере усвоения устного счета тем или иным учеником. Стоит показать картонку с нарисованной на ней цифрой роботу, и он ее называет. Можно сделать и иначе — назвать самому цифру и показать роботу картинку. Если цифра названа правильно, робот говорит, что ученик молодец, если нет — указывает на ошибку. Кроме того, робот учит складывать и вычитать числа в пределах десяти.

Практика показала, что малыши воспринимают робота-учителя с большим интересом и быстро осваивают азы арифметики, — подвела итог Татьяна.

Создатели модели кольцелета А. Васильев и И. Лентищев.

Т. Федулеева и ее лазерный спирограф.

Московские 6-классники Алексей Васильев и Иван Лентищев представили на смотр модель кольцелета.

— Планеры и самолеты-рекордсмены обычно имеют крыло большого удлинения, — начал рассказ Алексей. — Вспомним хотя бы самолет АНТ-25, на котором Валерий Чкалов и его товарищи летали через полюс в Америку.

Размах его плоскостей был куда больше, чем длина самого самолета…

— Однако удлинять плоскости до бесконечности нельзя — они попросту поломаются, — продолжил Иван. — А что будет, если соединить между собой концы крыльев, соединив их в кольцо? Получим крыло бесконечного удлинения, поскольку «у кольца начала нет и нет конца», как пели когда-то в популярной песенке…

Попытки построить такой самолет-кольцелет ведутся еще с начала XX века. Однако долгое время они кончались неудачей по разным причинам. И только недавно в Беларуси состоялись первые испытания самолета с кольцевым крылом, построенного на основе знаменитой «Аннушки» — самолета Ан-2. Экспериментальная машина благополучно сделала несколько полетов, но до рекордных характеристик ей пока далеко.

Тем не менее, ребята верят, что кольцелеты могут стать перспективными летательными аппаратами. Сами они в скором времени собираются изготовить еще модели моноплана, биплана и провести сравнительные испытания с кольцелетом.

Ольга Оганова, ученица 3-го класса из Лицея естественных наук г. Кирова, очень любит рисовать. И рисует, сколько себя помнит. Став постарше, заинтересовалась, откуда берутся краски. И выяснила, что их можно изготовить из соков растений, овощей и ягод. В Москву Оля привезла целую картинную галерею своих рисунков, а также серию плакатов, показывающих, какую краску можно получить из того или иного растения и как краситель меняет свой цвет со временем.

Кстати, более подробно о растительных красителях мы уже рассказывали в «ЮТ» № 5 за 2013 г.

Ученые, работающие на Большом адронном коллайдере, после анализа собранных данных пришли к выводу, что открытая ими в июле 2012 года частица действительно является бозоном Хиггса. Такое объявление сделала недавно пресс-служба Европейской организации ядерных исследований (ЦЕРН). Что из этого следует?

«Предварительные результаты обработки всех данных, полученных в 2012 году, делают очевидным, что мы имеем дело с бозоном Хиггса. Однако нам предстоит еще долгий путь, чтобы выяснить, какой это тип бозона Хиггса», — заявил Джон Инкандела, руководитель одной из групп исследователей.

А суть дела тут такова. Летом прошлого года физики ЦЕРНа объявили, что им удалось обнаружить частицу, которая по всем параметрам очень похожа на предсказанную британским физиком-теоретиком Питером Хиггсом еще в 60-е годы XX века. Эта частица понадобилась ему для того, чтобы хоть как-то объяснить, почему другие элементарные частицы имеют массу.

До поры до времени никто не утверждал, что бозон Хиггса обнаружен, и лишь в марте 2013 года впервые решились это сделать.

Событие было тут же объявлено самым выдающимся открытием последних лет. Ведь бозон Хиггса, по идее, — последний недостающий элемент современной теории элементарных частиц, так называемой Стандартной модели, объединяющей все виды взаимодействий, кроме гравитационного, — сильное (связывающее кварки в протонах и нейтронах), слабое (взаимодействие между электронами и нейтрино) и электромагнитное.

Роль этой частицы так важна, что ее иногда даже называют «частицей Бога». Ведь согласно принципам Стандартной модели, в момент рождения Вселенной после Большого взрыва частицы приобрели массу под действием хиггсовского поля, сформированного именно бозонами Хиггса. А без этого поля не могло бы произойти образование атомов и молекул, поскольку частицы, не имеющие массы, просто разлетелись бы в космическом пространстве.

Согласно теории, неуловимые бозоны Хиггса существуют всюду. Через поле Хиггса, заполняющее пространство Вселенной, проходят абсолютно все частицы, из которых строятся атомы и молекулы, ткани и целые живые организмы. Тем не менее, долгое время экспериментаторам не удавалось обнаружить что-то похожее на бозон Хиггса.

Положение осложнялось тем, что теория не позволяет точно установить массу бозона Хиггса, поэтому для его обнаружения ученые прибегли к экспериментам. Упрощенно их можно представить так. По некой мишени в гигантском ускорителе ударяют потоком частиц высокой энергии, разгоняя их электромагнитными полями в кольцевом тоннеле ускорителя.

При соударении одни частицы преобразуются в другие. В том числе, согласно теории, рождается и бозон Хиггса, который тут же распадается на разные частицы. Одним из вариантов может быть распад на два Z-бозона, четыре лептона (электрона или мюона) и на два гамма-кванта.

Поэтому, если в экспериментах регистрируются перечисленные частицы — продукты возможного распада бозона Хиггса, физики говорят: «Вот следы частицы Бога…»

Однако, как ехидно заметил один из экспертов, такой способ изучения мира элементарных частиц смахивает на анекдот. Дескать, некие чудаки, чтобы узнать, что находится в закупоренной бочке, не нашли лучшего способа, как подложить эту бочку под тяжелый каток. А потом, попробовав на вкус сок из натекшей лужи, оставшейся от раздавленной бочки, отважно заявили: «В ней скорее всего были соленые огурцы, а не квашеная капуста…»

Ну, а если серьезно, то первые существенные попытки отловить бозон Хиггса были предприняты на рубеже XX и XXI веков с помощью Большого электронно-позитронного коллайдера (БАК) или Large Electron-Positron Collider (LEP), находящихся в Европейской организации ядерных исследований (ЦЕРН) неподалеку от Женевы.

В результате многочисленных опытов на ускорителе был установлен нижний порог массы бозона Хиггса — 114,4 гигаэлектронвольта. Первый цикл экспериментов на БАКе был завершен в 2001 году.

Следующие циклы экспериментов проводили на коллайдере Теватрон (Tevatron), построенном в 1983 г. в Лаборатории имени Ферми (Fermilab), штат Иллинойс, США. Энергия столкновений в нем составляла около 2 тераэлектронвольт. В 2004 г. на Теватроне была установлена верхняя граница массы частицы Хиггса — 251 гигаэлектронвольт, а нижняя — 114 гигаэлектронвольт.

В ноябре 2011 г. цифры были скорректированы — 141 и 115 гигаэлектронвольт соответственно. Окончательные результаты Теватрон а, завершившего свою работу осенью 2011 г., показали, что масса бозона Хиггса находится в интервале от 115 до 135 гигаэлектронвольт.