| |||
| ФИЗИКА, РАДИОАКТИВНОСТЬ Научные открытия в области физики плазмы. Научное открытие "Явление изменения электропроводности плазмы и интенсивности ее излучения под действием оптической ориентации атомов". Формула открытия: "Установлено неизвестное ранее явление изменения электропроводности плазмы и интенсивности ее излучения под действием оптической ориентации атомов, обусловленное изменением выхода свободных электронов при ионизационных столкновениях атомов в результате изменения их взаимных спиновых ориентации". Авторы: Р. А. Житников, Б. Н. Севастьянов. Номер и дата приоритета: № 177 от 20 ноября 1968 г. Описание открытия. Доктор физико-математических наук, профессор Р. А. Житников и научный сотрудник Б. Н. Севастьянов (Физико-технический институт имени А. Ф. Иоффе) открыли явление изменения электропроводности плазмы и интенсивности ее излучения под действием оптической ориентации атомов. В плазме значительное число атомов ионизировано, т. е. расщеплено на заряженные частицы - электроны и ионы. Кроме того, в плазме существуют и нейтральные возбужденные, обладающие избыточной энергией, атомы, в том числе и метастабильные, обладающие большим временем существования. На протяжении многих лет авторы открытия исследовали оптическую ориентацию метастабильных атомов гелия. Они облучали атомы светом гелиевой лампы. При таком облучении атомы, эти постоянно вращающиеся, подобно волчкам, частицы вещества, поворачиваются в пространстве и ориентируют по световому лучу оси своего вращения. Это и есть оптическая ориентация. Чтобы получить нужные для опытов метастабильные атомы, в гелии возбуждали газовый разряд – создавали плазму. При проведении очередного эксперимента было обнаружено, что в результате ориентации - поворота атомов в пространстве - изменилась почему-то интенсивность свечения плазмы. Еще более удивительным было то, что при этом повороте нейтральных атомов изменилась электропроводность плазмы и концентрация в ней свободных электронов. Объяснение механизма этого явления было найдено в ходе дальнейших исследований. Все дело оказалось в том, что у метастабильных атомов гелия очень большой запас внутренней энергии. Когда два таких атома сталкиваются в плазме, один из них может передать свою энергию другому, который за счет этой энергии ионизируется - от него отрывается электрон. Этот процесс весьма важен, так как является основным поставщиком заряженных частиц в плазме. Анализ процесса показал, что ионизация становится невозможной, когда сталкивающиеся метастабильные атомы гелия ориентированы в одном направлении. Воздействие света увеличивает долю столкновений атомов с одинаковой ориентацией, что уменьшает число актов ионизации и приводит к уменьшению концентрации свободных электронов в плазме, а следовательно, и к изменению ее электропроводности и интенсивности свечения. Появилась возможность управлять электрическими, оптическими и энергетическими свойствами плазмы при помощи луча света. Обнаруженное явление наблюдается не только в гелиевой плазме, оно носит общий характер и проявляется в плазме другого состава, содержащей, например, кроме атомов гелия атомы водорода или щелочных металлов, а также в плазме инертных газов. Открытие внесло существенные изменения в представления о механизме образования свободных электронов в плазме, содержащей метастабильные атомы, и о закономерностях ионизационных атомных столкновений. Создан новый эффективный источник поляризованных электронов, необходимый для многих исследований, особенно в ядерной физике. На основе открытия развито новое направление в квантовой магнитометрии. Появились новые типы магнитометров, обладающих повышенной точностью. Точные измерения малых магнитных полей, например земного поля, очень важны для практики, это один из основных методов поиска полезных ископаемых. Важны они и в современной геофизике, так как природа магнитного поля Земли до сих пор остается не до конца разгаданной. Остро нуждается в подобных измерениях и современная метрология. Главная КОСМОС ЗЕМЛЯ ЧЕЛОВЕК, БИОЛОГИЯ ФИЗИКА, РАДИОАКТИВНОСТЬ ХИМИЯ, МАТЕРИАЛОВЕДЕНИЕ МЕХАНИКА, АВТОМАТИКА, ЭЛЕКТРОНИКА МАТЕМАТИКА |