Томсон основал классы-практикумы для студентов-медиков, что резко увеличило число работавших в лаборатории. В 1895 году по инициативе Томсона в Кембридже произошла реформа, согласно которой стали принимать на практику выпускников других университетов после всестороннего тестирования их способностей. После двух лет работы в Кембридже они получали степень бакалавра и удостоверение исследователя. Студенты-исследователи со всего мира приезжали в Кембридж. Среди них были Резерфорд из Новой Зеландии, Таунсенд из Ирландии, Ланжевен из Франции, Вильсон из Австралии и еще многие другие.
В 1893 году Томсон организовал Кавендишское физическое общество. На заседаниях общества обсуждались статьи, готовившиеся к публикации. Такие дискуссии помогали исследователям разрешать некоторые неясности, стимулировали их интерес к экспериментам, а лаборатория стала признанной международной школой физической науки. Здесь начали свой научный путь Резерфорд, Бор, Ланжевен и многие другие ученые. Заслуги многих учеников Томсона стали всемирно признанными.
Научные интересы самого Томсона были сосредоточены изучении прохождение тока через разреженные газы, исследовании катодных и рентгеновских лучей. В чем-то ему удалось предвосхитить идею об эквивалентности массы и энергии как одного из важнейших следствий теории относительности Эйнштейна.
Ричард Филлипс Фейнман (1918–1988)
Выдающийся американский физик родился в семье эмигрантов из Минска. С детства питал большой интерес к естественным наукам и проведении экспериментов в домашней лаборатории, демонстрируя домашним и соседям нехитрые химические фокусы. Еще школьником зарабатывал на карманные расходы починкой радиоприемников и решал головоломные математические задачи, изобретая новые способы рассматривать их в целом, избегая громоздких вычислений.
По окончании средней школы в 1935 году успешно поступил в Массачусетский технологический институт и в 1939 году окончил его с дипломом бакалавра по физике. В МТИ, как говорил впоследствии Фейнман в своей нобелевской речи, он впервые осознал, что наиболее важной проблемой того времени было неудовлетворительное состояние квантовой теории электричества и магнетизма – квантовой электродинамики, занимавшейся изучением взаимодействий между элементарными частицами и между частицами и электромагнитным полем.
В 1942 году защитился в Принстонском университете, получив степень доктора философии, продолжив там работать свободным исследователем. В сороковых годах принял самое непосредственное участие в создании ядерного оружия, проведя много уникальных исследований в Лос-Аламосской лаборатории. В пятидесятых годах профессорствовал на кафедрах физики Корнельского университета и Калифорнийского технологического института в Пасадене.
Основные работы Фейнмана связаны со специальными вопросами квантовой электродинамики, квантовой механики и статистической физики. С помощью созданной Фейнманом современной версии квантовой электродинамики успешно удалось преодолеть многие трудности, связанные с применением квантовой механики в теории взаимодействия электронов и других заряженных элементарных частиц с электромагнитным полем. Фейнману удалось разработать оригинальные схемы, иллюстрирующие возможные превращения элементарных частиц, названные «диаграммы Фейнмана».
В 1958 году Фейнман совместно с Гелл-Манном предложил новую количественную теорию слабых взаимодействий, а в 1969 году – новую модель нуклона. В 1972 году он создал полуфеноменологическую картину генерации новых частиц при их столкновениях и создал метод интегрирования по траекториям квантовых объектов. В последние годы он занимался разработкой теории квантованных вихрей в сверхтекучем гелии и настойчиво делал попытки применить методы теории возмущений в задаче квантования гравитационных полей. Кроме всего прочего Фейнман был замечательным педагогом и одним из создателей знаменитого университетского курса лекций по физике.
Нобелевский лауреат 1965 года по физике «За фундаментальный вклад в развитие квантовой электродинамики, имевший глубокие последствия для физики элементарных частиц».
Оливер Хевисайд (1850–1925)
Выдающийся английский инженер-электрофизик родился в Лондоне в семье Томаса Хевисайда, гравера и художника. В раннем детстве потерял слух, поэтому, несмотря на школьные успехи, был вынужден оставить учебу. Самостоятельно освоил основы телеграфии и электротехники, а также немецкий и датский языки.
В 1868 году устроился на работу телеграфистом в Дании, через три года возвратился в Англию на должность старшего телеграфиста в Большой Северной Телеграфной компании. В 1872 году опубликовал первые работы по электричеству, серьезно заинтересовавшие Максвелла, упомянувшего о них во втором издании «Исследования по электричеству и магнетизму». Это вдохновило Хевисайда на дальнейшие исследования, в 1874 году он оставил службу, занявшись исключительно научными изысканиями. В этот период он разработал теорию линий передачи со своими знаменитыми «телеграфными уравнениями», доказав, что емкость телеграфной линии минимизирует затухание и искажение сигнала. В 1880 году исследовал скин-эффект и переработал уравнения Максвелла в терминах векторного анализа из 20 уравнений с 12 переменными к четырем, описывающим движение заряженных частиц и магнитных диполей с электромагнитной индукцией. В те же годы разработал основы операционного исчисления, сведя решение дифференциальных уравнений к обыкновенным алгебраическим уравнениям.
В 1887 году предложил особые катушки индуктивности для коррекции искажений сигналов в трансатлантическом телеграфном кабеле. В 1888–1889 годах вычислил деформацию электрического и магнитного полей вокруг движущегося заряда в различных средах, предсказав излучение Вавилова – Черенкова и предвосхитил понятие релятивистского сокращения Лоренца – Фитцджеральда. В 1889 году, после открытия Томсоном электрона, разработал концепцию электромагнитной массы.
В 1891 году за вклад в математическое описание электромагнитных явлений был принят в Королевское Общество, а в 1905 году стал почетным доктором Геттингена.
В 1902 году теоретически предсказал существование в ионосфере поводящего слоя, позволяющего передавать радиосигналов в обход кривизны земной поверхности. Будучи всю жизнь не в ладах с научным сообществом, в последние годы ученый-самоучка стал весьма эксцентричным, подписывал письма инициалами WORM (червь) и использовал гранитные глыбы вместо домашней мебели. Большая часть признания пришла к нему посмертно.
Глоссарий
Аннигиляция – процесс столкновения частицы и ее античастицы, при котором происходит рождение новых частиц и взрывное выделение энергии, а исходные частицы взаимно уничтожают друг друга.
Античастица – у каждой частицы материи есть соответствующая античастица. При соударении частицы и античастицы происходит их аннигиляция, в результате которой выделяется энергия и рождаются другие частицы.
