ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКАЯ РАБОТА ПО ТЕМЕ «Нобелевские лауреаты по физике в 2015 году»

Нижегородская область Воскресенский район

Муниципальное общеобразовательное учреждение

Глуховская средняя школа

ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКАЯ РАБОТА ПО ТЕМЕ

«Нобелевские лауреаты по физике в 2015 году»

Выполнил:  ученик 8 класса

 Белоусов Михаил

Руководитель: Л.В.Тиханова

2015г.

Содержание

1. Введение……………………………………………………………………….3
2. Альфред Нобель и Нобелевская премия …………………………………….4
3. Нобелевские лауреаты в 2015 году по физике…………………………...….9
4. Заключение…………………………………………………………………….12
5. Используемые источники…………………………………………………….13

Введение

       Актуальность. В современном мире учреждено много самых разнообразных премий. Среди них есть очень знаменитые и любопытные премии, на которые претендует большое количество людей. Нет сомнения, что премия, о которой знают все, даже те, кто не связан с миром науки – Нобелевская премия.

      Нобелевская премия по физике присуждается один раз в год Шведской королевской академией наук. Это одна из пяти Нобелевских премий, созданных по воле Альфреда Нобеля в 1895 году, которая вручается с 1901 года. Как говорилось в завещании Альфреда Нобеля, награждаться должен человек, сделавший больше всего или потрудившийся лучше всех во имя сплочения наций, уничтожения рабства, снижения численности существующих армий и проведения мирных конгрессов.

        Первая Нобелевская премия по физике была присуждена немецкому физику Вильгельму Конраду Рентгену «в знак признания необычайно важных заслуг перед наукой, выразившихся в открытии замечательных лучей, названных впоследствии в его честь». Эта награда находится в ведении Нобелевского фонда и по праву считается самой престижной наградой, которую может получить физик. Она вручается в Стокгольме на ежегодной церемонии 10 декабря, в годовщину смерти Нобеля.

     Цель работы – выяснить лауреатов Нобелевской премии по физике в 2015 году .

     Проблема – изучение работы ученых, удостоенных Нобелевской премии.

     Задачи:

1. Развитие личности, способной гордиться достижениями ученых всего мира.

2. Воспитание духовной культуры.

3. Повышение интереса к физике.

1.Альфред Нобель и Нобелевская премия

     Приступая к изучению появления и развития Нобелевской премии, прежде всего надо уделить внимание тому, кто положил начало этой премии, а именно, А. Нобелю. Альфред Нобель был фабрикантом достаточно удачливым, капитал весомый впервые заработал на торговле вооружением. Это была очень интересная фигура, человек твердых правил. Свои заработанные деньги оставил не семье, а согласно завещанию - на выплату премий, которые вручаться должны ученым, внесшим своим открытием наибольший вклад в историю науки.

     Альфред Нобель (1833-1896) — шведский химик-экспериментатор и бизнесмен, доктор философии и академик, изобретатель динамита и других взрывчатых веществ, основатель благотворительного фонда для награждения премией своего имени - Нобелевской премии, принесшего ему посмертную известность.

     Альфред Нобель родился 21 октября 1833 года в Стокгольме в семье талантливого изобретателя-самоучки Иммануила Нобеля, выходца из крестьян южного шведского округа Нобелеф, с чем и связано происхождение фамилии. Глава семьи прославился и разбогател на русской службе, особенно во время Крымской войны. Мины, сделанные на его заводе, защищали рейды Кронштадта и Ревеля от нападения английской эскадры. За свои заслуги перед Россией он получил большую имперскую золотую медаль, которой, как правило, не награждали иностранцев.

     Альфред Нобель хотя и был очень талантлив - но не получил даже среднего образования. В 1849 г. отец отправляет юного Альфрда в двухлетнее путешествие по Европе и Америке. Большую часть этого путешествия Альфред проводит в Париже. Там он проходит практический курс химии и физики в лаборатории знаменитого химика Жюля Пелуэа, занимавшегося исследованиями нефти и открывшего нитрилы. После отъезда отца в Стокгольм Альфред Нобель занялся исследованием свойств нитроглицерина. Вероятно, что этому способствовало частое общение Нобеля с выдающимся русским химиком Николаем Николаевичем Зининым.

       В Стокгольме, куда Альфред уехал в 1863 году, он продолжил свои опыты. Но 3 сентября 1864 года случилась трагедия. При взрыве во время опытов погибли несколько человек, в том числе младший брат Альфреда Эмиль-Оскар, которому было всего 20 лет. Вскоре после несчастья отца разбил паралич, и последние восемь лет он провел прикованным к постели.

       14 октября 1864 года Альфред Нобель взял патент на право производства взрывчатого вещества, содержащего нитроглицерин. Затем последовали патенты на детонатор ("нобелевский запал"), динамит, желатинированный динамит, бездымный порох и т.д. и т.п. Всего же ему принадлежат 350 патентов, причем далеко не все они связаны с взрывчатыми веществами. Среди них патенты на водомер, барометр, холодильный аппарат, газовую горелку, усовершенствованный способ получения серной кислоты, конструкцию боевой ракеты и многое другое.

   Интересы Нобеля были чрезвычайно разнообразны. Он занимался электрохимией и оптикой, биологией и медициной, конструировал автоматические тормоза и безопасные паровые котлы, пытался изготовить искусственные резину и кожу, исследовал нитроцеллюлозу и искусственный шелк, работал над получением легких сплавов. Это был один из образованнейших людей своего времени. Он читал много книг по технике и медицине, истории и философии, художественную литературу (и даже сам пытался писать), был знаком с королями и министрами, учеными и предпринимателями, художниками и писателями, например с Виктором Гюго.

        Альфред Нобель состоял членом Шведской академии наук, Лондонского королевского общества, Парижского общества гражданских инженеров. Упсальский университет присвоил ему звание почетного доктора философии. Среди наград изобретателя - шведский орден Полярной звезды, французский - Почетного легиона, бразильский орден Розы и венесуэльский - Боливара. Но все почести оставляли его равнодушным. Это был угрюмый человек, любящий одиночество, избегающий веселых компаний и целиком погруженный в работу.

      Основное богатство принесло Нобелю производство изобретенного им динамита, патент на который был получен 7 мая 1867 года. Газеты тех лет писали, что свое открытие инженер сделал случайно. При перевозке разбилась бутыль с нитроглицерином, вылившаяся жидкость пропитала землю, и в результате получился динамит. Нобель всегда отрицал это. Он утверждал, что сознательно искал вещество, которое, будучи смешано с нитроглицерином, уменьшило бы его взрывоопасность. Таким нейтрализатором стал кизельгур. Эту горную породу называют еще трепел (от Триполи в Ливии, где она добывалась).

      Может показаться странным, что человек, посвятивший всю жизнь созданию могучих средств разрушения, завещал часть заработанных денег на премии мира. Но в военных целях "взрывчатка Нобеля" стала применяться только во время франко-прусской войны 1870-1871 годов, а вначале созданные им взрывчатые вещества использовались в мирных целях: для сооружения при помощи взрывных работ туннелей и каналов, прокладки железных и автомобильных дорог, добычи полезных ископаемых. Сам он говорил: "Мне бы хотелось изобрести вещество или машину, обладающие такой разрушительной мощностью, чтобы всякая война вообще стала невозможной". Нобель давал деньги на проведение конгрессов, посвященных вопросам мира, и принимал в них участие.

    С детства Нобель отличался слабым здоровьем и часто хворал. В последние годы его мучили боли в сердце. "Разве не ирония судьбы, - писал он одному знакомому, - что мне прописали принимать нитроглицерин! Доктора называют его тринитрином, чтобы не отпугнуть фармацевтов и пациентов".

     27 ноября 1895 года шведский изобретатель и промышленник Альфред Бернхард Нобель подписал в Париже завещание. Менее страницы из четырех в завещании было посвящено пожертвованию, прославившему имя А.Нобеля. Его идея состояла в том, чтобы «...перевести капитал в ценные бумаги, создав фонд, доходы которого выплачивать в виде премии тем, кто за предшествующий год внес наибольший вклад в прогресс человечества». Доходы следовало разделить на пять частей для награждения за важные открытия, изобретения или усовершенствования в области физики, химии, физиологии (медицины), а также за «наиболее значительное литературное произведение идеалистической направленности» и «весомый вклад в сплочение народов, ликвидацию или сокращение постоянных армий или в развитие мирных инициатив»

       После решения множества юридических и финансовых проблем и преодоления драматических коллизий завещание было признано законным. 26 июня 1900 г. король Швеции и Норвегии Оскар II утвердил Устав фонда и специальные правила, регламентирующие действия комитетов по присуждению премий.

     При уточнении устава было принято расширительное толкование завещания: решено было рассматривать работы, выполненные не только в одном - предыдущем - году, но и в течение нескольких ближайших лет, а также «забытые» работы,       значение  которых  было  оценено сравнительно недавно. Существенным оказалось правило присуждать премии только действующим ученым, писателям и общественным личностям. Завещатель полагал, что премия будет способствовать интенсификации творчества награжденных.

В результате Фонд А.Нобеля был образован, и Нобелевские комитеты по всем номинациям премий в 1901 г. (100 лет назад) приступили к работе, чтобы к середине ноября вынести решение о присуждении премий, а 10 декабря 1901 г., в день кончины А.Нобеля, в торжественной обстановке, в Стокгольме, вручить лауреатам дипломы, золотые медали и премии в виде денежного чека.

        В заключение хотелось отметить, что с самого начала и до наших дней эта премия желанна для ученых, и они страстно мечтают ее заполучит, пик данная награда определяет вес этого ученого в научном мире. Статус Нобелевской премии определяется не столько значительной суммой денег, сколько ее престижностью. Лауреаты нобелевской премии получают значительную поддержку со стороны государства и частных организаций, к их мнению прислушиваются.

2. Нобелевские лауреаты в 2015 году по физике

        Лауреатами нобелевской премии по физике в 2015 году стали Такааки Кадзита (Takaaki Kajita) из университета Токио и Артур МакДональд (Arthur B. McDonald) из канадского университета Куинс за открытие нейтринных осцилляций, доказывающих, что у этих частиц есть масса.

          Такааки Кадзита окончил Сайтамский университет в 1981 году. В 1986 году получил докторскую степень в Токийском университете. С 1988 года работал в Институте изучения космических лучей при Токийском университете, где в 1992 году получил должность адъюнкт-профессора, а в 1999 — полного профессора. В том же 1999 году занял пост директора Центра космических нейтрино в ICRR. По состоянию на 2015 год Такааки Кадзита работает в Институте Кавли физики и математики Вселенной при Токийском университете и является директором Института изучения космических лучей.

         В 1988 году эксперимент Камиоканде обнаружил дефицит мюонных нейтрино в числе атмосферных нейтрино, получивший название «аномалии атмосферных нейтрино». В 1998 году результаты эксперимента Супер-Камиоканде, в котором Такааки Кадзита также принимал участие, стали подтверждением существования нейтринных осцилляций.

       Артур Брюс Макдональд родился 29 августа 1943 года в Сидней, — канадский физик. Член Королевского общества Канады (1997). Член Лондонского королевского общества (2009). Окончил Университет Далхаузи в Новой Шотландии (бакалавр - 1964, магистра физики - 1965). Получил докторскую степень по физике в 1969 в Калифорнийском технологическом институте. В 1970-82 работал научным сотрудником в Chalk River Nuclear Laboratories (CRNL) недалеко от Оттавы. В 1982-89 - профессором физики Принстонского университета. С 1989 - в университете Куинс (Королевы, Queen's University). В настоящее время Директор по исследованиям и член совета директоров независимого Института теоретической физики в Ватерлоо, Онтарио (Perimeter Institute for Theoretical Physics)

        В 2001 сотрудниками нейтринной обсерватории в Садбери  под руководством А. Макдональда было доказано наличие осцилляций солнечных нейтрино (превращения нейтрино из одного типа в другой. Нейтринная обсерватория в Садбери (Канада) была построена в шахте на глубине 2070 м и содержит SNO - черенковский детектор на тяжелой воде. 1000 тонн сверхчистой тяжелой воды (D2O) залито в акриловый сосуд диаметром 12 метров. Черенковское излучение регистрируется 9600 фотоумножителями, установленными на сфере диаметром 17 метров, окружающей сосуд с тяжелой водой. Детектор погружен в сверхчистую обычную воду, которая находится в бочкообразной полости диаметром 22 метра и высотой 34 метра, выкопанной в скале. За сутки детектор регистрировал около 10 нейтринный событий. Было измерено количество как электронных нейтрино, так и всех трех типов нейтрино вместе. Было обнаружено, что электронных нейтрино меньше, чем ожидалось, в то время как общее количество всех трех типов нейтрино вместе соответствовало ожиданиям. Из этого следовало, что часть из электронных нейтрино превратилась в другие виды нейтрино. Такая осцилляция была предсказана Б. Понтекорво в 1957. Плскольку осцилляции возможны только при наличии у нейтрино массы, эти эксперименты, по-существу, явились доказательством существования массы нейтрино. Однако объяснить наличие массы у нейтрино стандартная модель не может, поскольку эта масса слишком мала, для того, чтобы за нее отвечал механизм Хиггса.

        Нейтринные осцилляции — превращения нейтрино одного вида в нейтрино другого вида или же в антинейтрино. Открытие было сделано на двух детекторах — Супер-камиоканде (Япония) и нейтринной обсерватории в Садбери (Канада). На первом из них физики под руководством Кадзита получили экспериментальное подтверждение того факта, что нейтрино, рождающиеся в атмосфере, меняют свой флейвор между двумя типами. Группа ученых под руководством МакДональда показала аналогичный факт для солнечных нейтрино, используя обсерваторию в Садбери.

      Нейтрино представляют собой чрезвычайно легкие частицы, первоначально считалось, что они не имеют массы. На них оказывает влияние лишь гравитация и слабое взаимодействие (последнее проявляется лишь на очень малых масштабах, характерные расстояния значительно меньше диаметра ядра атома). У нейтрино известны три различных аромата (флейвора) — тау, электронное и мюонное, причем возможны осцилляции, изменяющие этот аромат.

         Осцилляции происходят во время полета частицы — она эволюционирует и переходит в другое флейворное состояние: полностью или частично, поясняет издание N+1. Так, например, если в результате некоторого процесса появилось нейтрино с мюонным флейвором, то на детекторе, пролетев несколько километров, оно может проявить себя уже как электронное нейтрино. У этого перехода есть строго определенная периодичность.

       Оба лауреата, как отмечает Нобелевский комитет, внесли определяющий вклад в проведение экспериментов, доказывающих такую возможность.

Заключение

       Основной целью моей работы было выяснить  кто стал лауреатом Нобелевской премии по физике в 2015 году и за какие научные достижения присвоена премия.

     Фундаментальная работа проводилась в двух обсерваториях с разных сторон Земли в течение долгого промежутка времени. Так, еще в 1998 году команда Кадзито обнаружила, что нейтрино создаются при проникновении космических лучей в атмосферу земли, а на своем пути к детектору под гору Камиоко частицы изменили свою идентичность. Аналогичный процесс тремя годами позднее обнаружила группа Макдональда, улавливая нейтрино, идущие от солнца в обсерватории Садбери. Это открытие поможет завершить объяснение фундаментальных строительных блоков вселенной, а также найдет практическое применение в разработке ядерного синтеза.

     Теперь ученые знают, что масса нейтрино более чем в миллион раз меньше, чем масса электрона. Но так как микроскопические частицы настолько многочисленные, по оценкам экспертов, общий вес нейтрино может быть приравнен к общей массе всех видимых звезд во вселенной.

   Работа Нобелевских комитетов идет круглогодично, в ней участвуют интеллектуалы из всех стран мира. Это ориентирует ученых, писателей и общественных деятелей на работу в интересах развития общества, которая предшествует присуждению премий за «вклад в общечеловеческий прогресс».           

Используемые источники

1. Энциклопедический дневник «Лауреаты Нобелевской премии 1901 – 2001». Киев, 2001
2. Газета.ru  http://www.gazeta.ru/science/2015/10/04_a_7791125.shtml 
3. http://elementy.ru/novosti_nauki/432589/Nobelevskaya_premiya_po_fizike_2015
4. http://postnauka.ru/faq/53808
5.  Википедия – свободная энциклопедя https://ru.wikipedia.org/wiki/Нобель,_Альфред
6. Кафедра физхимии РГУ http://www.physchem.chimfak.rsu.ru/Source/History/Persones/Nobel.html 
7. http://norse.ru/society/sweden/nobel.html