Движущийся с ускорением заряд излучает. Частица, летящая под действием магнитного поля по криволинейной траектории, испускает магнитотормозное излучение, которое для релятивистской частицы в однородном поле называется синхротронным, а в периодическом магнитном поле — ондуляторным.
Все эти типы излучений вызываются очень большим центростремительным ускорением быстрой частицы при резком искривлении её траектории магнитным полем. Такова природа части излучений нашей Галактики, радиогалактик, сверхновых звёзд, квазаров и пульсаров. Мощность излучения ускоренной частицы высокой энергии (E >> mc2) сильно зависит от её массы и наиболее велика для лёгких электронов, которые и используют в источниках синхротронного излучения.
Она растёт по мере приближения скорости частицы к скорости света, что, в частности, приводит к большим потерям энергии в циклических ускорителях. Поэтому электроны и позитроны разгоняют до больших скоростей в линейных ускорителях, где они движутся прямолинейно. Значительное увеличение их энергии достигается за счёт сравнительно малого ускорения и, следовательно, излучения.
Основная часть излучённой энергии сосредоточена в узком телесном угле ?? ? v1 – ?2, вокруг направления скорости v релятивистской частицы (? = v/c — релятивистский фактор). Максимум спектра излучения приходится на частоту f, пропорциональную скорости частицы, и при её росте частота увеличивается вплоть до рентгеновского диапазона за счёт эффекта Доплера. Ондулятор при помощи цепи магнитов переменной полярности создаёт периодическое магнитное поле. Электроны в нём движутся по синусоиде с длиной волны ?0, равной расстоянию между магнитами одной полярности. Электроны с разных периодов траектории излучают, создавая в сумме аналогичное синхротронному излучение.
Для околосветовой скорости частицы v ? 0,999999995c и ?0 = 2 см длина волны первой гармоники ?1 ? 10–10 м лежит в области рентгеновского излучения. При помощи ондулятора можно получать когерентное, подобное лазерному, излучение. Для этого необходимо, чтобы в пучке электронов излучения отдельных частиц складывались в фазе. Это условие выполнится, если электроны летят сгустками длиной L ? ? с интервалом равным или кратным ? — длине волны нужной гармоники. Современная техника позволяет группировать пучки с большой точностью и генерировать ондуляторное излучение с хорошей когерентностью.
В ондуляторе частица излучает в пределах узкого угла вокруг направления своей мгновенной скорости.
Швейцарские физики предложили определять содержание глюкозы у больных диабетом с помощью лазера. Главное преимущество нового метода контроля — его неинвазивность, то есть пациентам не надо несколько раз в день колоть палец с тем, чтобы получить каплю крови на анализ. Как сообщили авторы исследования на 9-й Международной конференции по диодной лазерной спектроскопии (TDLS-2013), состоявшейся в Физическом институте им. П. Н. Лебедева РАН, пациентов, нуждающихся в постоянном мониторинге содержания глюкозы в крови, в мире насчитывается примерно 366 млн человек.
Метод основан на лазерной спектроскопии. В своих экспериментах сотрудники Института квантовой электроники, лазерной спектроскопии и сенсоров (г. Цюрих, Швейцария) использовали квантовый каскадный лазер (ККЛ). С помощью ККЛ можно изучать содержание в тканях человека сложных химических соединений, к каковым относится и глюкоза. ККЛ представляют собой полупроводниковые лазеры, излучающие в инфракрасной области.
Их основное отличие от обычных полупроводниковых лазеров — в механизме возникновения излучения. Если излучение электромагнитных волн в обычных полупроводниковых лазерах возникает при рекомбинации электронно-дырочных пар, то в ККЛ излучение генерируется при переходе электронов между тонкими слоями различных материалов (гетероструктур), так что один электрон рождает несколько квантов. Длину волны излучения в таких лазерах можно регулировать, изменяя толщины слоёв. Отметим, что эти мощные лазеры невелики, — их характерные размеры составляют 3 мм, что открывает широкие возможности для использования в медицине.
То или иное вещество поразному поглощает излучение разной длины волны и имеет свой, присущий только ему характерный спектр поглощения, по которому можно это вещество идентифицировать. Так и у глюкозы есть свой спектр поглощения и длина волны, на которой это поглощение максимально. Метод, предложенный исследователями из Цюриха, использует эффект возникновения акустических волн в испытуемой среде под действием оптического излучения (фототермоакустический эффект). Заключается он в нагреве облучаемого объёма среды при поглощении ею ИК-излучения определённой длины волны.
Этот нагрев влечёт за собой изменение плотности среды (или механических напряжений в среде). Если мощность падающего излучения меняется (модулируется), происходят временные изменения плотности, что возбуждает в среде акустические волны. Построив калибровочную кривую акустического ответа исследуемого материала на лазерное излучение, можно определить концентрацию интересующего вещества, в данном случае — глюкозы. Свои эксперименты швейцарские физики проводили в средней ИК-области спектра: именно на этих длинах волн возможно определение содержания глюкозы во внутритканевых жидкостях кожи.
Излучение квантового каскадного лазера (длины волн 9 и 13 мкм) направляли в фотоакустическую ячейку объёмом 78 мм3. Ячейка снабжена микрофоном для детектирования возникающего фотоакустического сигнала и сенсором для измерения относительной влажности и температуры кожи испытуемого. Дело в том, что часто кожа имеет слишком высокую влажность, вода же сама по себе поглощает излучение в средней ИК-области, меняя спектр поглощения испытуемой среды. Поэтому для снижения влажности кожи и исключения паразитного поглощения экспериментальная ячейка постоянно продувалась азотом.
В модельном эксперименте кусочек кожи находился в контакте с водным раствором глюкозы с концентрацией от 0,1 до 10 г/дл, которая диффундировала в испытуемый образец. На данный момент исследователям удалось достигнуть чувствительности метода в 100 мг/дл, что отвечает физиологическому изменению концентрации глюкозы в крови (30—500 мг/дл), но для определения уровня сахара этого недостаточно: она должна быть примерно в 10 раз выше, над чем экспериментаторам ещё придётся поработать. Пока же в планах исследователей — испытание фотоакустического метода определения глюкозы в межтканевой жидкости кожи здоровых добровольцев после так называемого теста на толерантность к глюкозе и одновременное определение у них содержания глюкозы в крови традиционным методом для сравнения получаемых данных.
Автор статьи: Татьяна Зимина
Когда мы стояли перед этой картиной, один из игуменов Троице-Сергиевой лавры рассказал нам такую историю. В лавре есть монах, который во времена своей юности, как и многие тогда, был увлечен восточными духовными традициями и боевыми искусствами.
Священному союзу, созданному Россией после освобождения Европы от Наполеона, исполняется двести лет. Его целью было не допустить новых войн и подрывающих развитие стран революций, на практике же Петербург столкнулся с предательством европейских союзников и клеймом «главного жандарма Европы». К сожалению, этот урок был выучен нами плохо.
Не секрет, что мат в России в прошедшем XX веке обрел статус чуть ли не национального достояния, пытаясь утвердиться как неотъемлемый признак самоидентичности русского народа. Происходила героизация мата. Его представляли непременным фоном успешного выполнения особо ответственных задач, единственно возможным средством мобилизации как воинских подразделений, так и трудовых коллективов и, по сути, важнейшей духовной составляющей побед нашего народа в мирное и военное время.
На огромном пространстве от Северного Ледовитого океана на севере до Чёрного моря на юге и от Балтийского моря на западе до Уральских гор на востоке раскинулась на многие сотни километров Восточно‑Европейская равнина. Здесь, на этой необозримой равнине, пересекаемой множеством больших и малых рек, покрытой в центральной и северной своих частях огромными лесами, и проходило формирование русского народа.
всего статей: 69
