Один из способов получения новых материалов — химический синтез.
Процесс этот и долгий, и дорогой, причём из всех затрат только треть приходится на сам синтез, а остальное уходит на разделение компонентов, их очистку и подготовку к обработке. В то же время в живом организме протекают тысячи сложнейших реакций, которые не требуют ни высоких температур, ни больших давлений, ни даже особых затрат энергии. Происходит так потому, что в биологической клетке ходом реакций управляют тончайшие плёнки со сложной структурой — мембраны (от лат. membrana — «кожица»). Они строго избирательно пропускают молекулы одних веществ и задерживают молекулы других, сортируя их по размеру, по величине электрического заряда, его знаку и по другим признакам. Изучение биологических мембран натолкнуло учёных на мысль создать подобную промышленную «технологию». И сегодня разработка искусственных мембран для химической промышленности стала одним из важнейших направлений нанотехники.
Делают такие мембраны разными способами. Из длинных полимерных волокон, например, получают нечто вроде войлока, сквозь который фильтруют растворённые вещества. В сплошной полимерной плёнке пробивают отверстия потоком ионов, разогнанных в ускорителе заряженных частиц. Регулировать размеры дырок в таком «решете» достаточно просто: чем тяжелее ионы, тем отверстия будут больше. Если через подобную мембрану прокачать природный газ, он разделится на дорогостоящий гелий и дешёвый метан. Можно очищать воздух и воду не только от пыли и вредных примесей, но даже от болезнетворных бактерий; можно также очищать химическое сырьё и отделять продукты химических реакций.

У каждого государства есть «глаза» и «уши», наблюдающие за потенциальными противниками (а иногда и союзниками). В СССР разведкой занимался Комитет государственной безопасности (КГБ); в России (после распада Советского Союза) его сменили Служба внешней разведки (СВР) и Главное разведывательное управление Генерального штаба (ГРУ). В США для этого создано Центральное разведывательное управление (ЦРУ), в Англии — Британская секретная служба. Собирают и анализируют секретные сведения о другой стране агенты разведки. На родине их называют разведчиками, а в государствах, против которых они работают, — шпионами. Важную информацию иногда содержат даже публикации в печати, почтовые открытки, обычные любительские фотографии. Но действительно секретные данные получают с помощью аэро- и космической фотосъёмки, радиотехнической разведки. И У СТЕН БЫВАЮТ УШИ
В старину «рыцари плаща и кинжала» полагались в основном на свою зоркость и чуткий слух. Технические устройства были весьма примитивны. В дворцах египетских фараонов, например, подсматривали и подслушивали через глиняные трубки, вделанные в стены. А в замках европейских монархов и феодалов, в монастырях соглядатай часто прятался в потайных ходах, которые специально прокладывали при строительстве зданий. Форма невидимых коридоров была такова, что звук человеческой речи, доносившейся из внутренних покоев, концентрировался, а потому усиливался в определённом месте — здесь и скрывался шпион. Но времена, когда важную государственную тайну удавалось узнать, спрятавшись за портьерой или приложив ухо к замочной скважине, безвозвратно миновали. В конце XX в. в распоряжении агентов разведки находится специальная техника, разработанная с применением новейших технологий. Часто создают уникальную аппаратуру — для одной-единственной разведывательной операции.
РАНЕЦ-САМОЛЁТ, ИЛИ ВЕРХОМ НА КОРОВЕ
Разведчик может прибыть на место «службы» легально — под видом дипломата или журналиста, например. Иногда приходится пересекать границу нелегально — по земле, воздуху или воде. Чтобы незаметно перейти контрольно-следовую полосу, разделяющую государства, применяют специальную обувь: она оставляет следы, похожие на отпечатки лап или копыт животных. А иногда границу просто переезжают... верхом на корове. Изобретение XX в. — ранцевый турбореактивный двигатель. С ним можно «прыгнуть» на несколько сот метров через систему пограничных укреплений. Но при этом рёв аппарата разнесётся на многие километры вокруг. На побережье иностранного государства агенты высаживаются или с помощью мини-подводных лодок, или добираются вплавь — в лёгких водолазных костюмах. В 1935—1945 гг. у англичан была одноместная подводная лодка «Слип Бьюти» («Спящая красавица»), у итальянцев — двухместная мини-субмарина «Маяле» («Свинья»), у немцев — одноместное судно «Бибер» («Бобр»), вооружённое двумя торпедами. В Военно-морском флоте России — двухместная подводная лодка размером с обычную торпеду.
Испытанный способ заброски разведчиков — на парашюте. Раньше при подходящем направлении ветра использовали и воздушные шары, а в конце XX столетия стали применять дельтапланы и планирующие парашюты — парапланы. ЭЛЕКТРОННЫЕ «КЛОПЫ», «ШПИЛЬКИ» И «КИРПИЧИ»
Технические средства разведки делятся на две группы: для подслушивания и для зрительного наблюдения. Миниатюрный диктофон с выносным микрофоном, спрятанным под лацканом пиджака, позволяет незаметно для окружающих записывать разговор, например во время дипломатического приема. В дальнейшем плёнку обрабатывают с помощью компьютера, и голоса становятся отчётливо слышны.
А как узнать содержание секретных переговоров, на которые посторонних, конечно, не пригласят? Очень просто. Нужно прийти заранее в комнату, где они будут проходить, скажем, под видом электрика, и оставить там крошечный радиомикрофон. На профессиональном языке такие устройства называют «радиозакладками», а в просторечии — электронными «клопами». «Клопов» легко поместить за обоями, в щелях стен, они крепятся под сиденьем стула. Принести мини-микрофон можно и на одежде. Иногда человек даже не подозревает, что в его пиджак или шляпу кто-то воткнул булавку-антенну со встроенным в головку электронным «клопом». Подслушивающее устройство величиной с половину спичечной головки или с рисовое зёрнышко способно уловить в 15 м тихий шёпот и вести передачи на расстояние до 150 м. Встроенного миниатюрного аккумулятора ему хватает на несколько суток работы, а при питании от электрической сети оно действует годами. И только специалист поймёт, что это за предмет.
Иногда подслушивающее устройство, замаскированное под радиодеталь, встраивают в бытовую технику — телефон, магнитолу, телевизор, электрическую розетку, тройник, удлинитель. Оно и питается от электрической сети, и по ней же передаёт информацию. Известны подслушивающие устройства в виде стеклянного стакана, украшенного оригинальным орнаментом из... элементов солнечной батареи. Есть авторучки «с секретом», «хитрые» наручные электронные часы, калькуляторы и даже... кирпичи. Они могут служить много лет: звучит рядом человеческая речь — передают информацию, наступает тишина — переходят в режим ожидания. Когда проникнуть в помещение нельзя, используют контактный микрофон-«шпильку» — тонкий металлический стержень длиной около 30 см, которым пробивают стену. Электронный микрофон-стетоскоп (от греч. «сте'тос» — «грудь» и «скопе'о» — «смотрю») достаточно плотно прижать или приклеить к стене. А если чувствительный микрофон разместить в вентиляционном канале, можно узнать, о чём говорят в противоположном конце здания. Одно из самых удобных мест для подслушивания — окно, особенно открытая форточка. Сверхчувствительный микрофон направленного действия с оптическим прицелом для точной наводки «слышит» речь на расстоянии до 500 м. А бесшумный арбалет может забросить в ту же форточку радиомикрофон-«таблетку».
Закрытое окно тоже не помеха. Известен случай, когда секретный доклад был «подслушан» инструктором глухонемых: глядя в бинокль, он по губам говорящих свободно «прочитал» всё, что говорилось на совещании. Не спасают и плотные шторы. Ещё в 60-х гг. применяли
радиомикрофон, который выстреливали из ружья, бесшумного пистолета или арбалета в
оконный переплёт. Он воспринимал вибрацию окон, вызванную звуковыми колебаниями, и
передавал полученную информацию в эфир. Сегодня можно обойтись без арбалета. Звуки
разговора находящихся в комнате людей вызывают микроколебания оконных стёкол, занавески
или любого другого плоского элемента интерьера. Если направить в стекло луч лазера,
оптический приёмник уловит сигнал, отражённый от колеблющейся поверхности, и
расшифрует его.

Воздушная среда вокруг нашей планеты, или атмосфера, очень сложна для изучения. Она находится в динамическом равновесии с океаном, внутренней Землёй (откуда постоянно выделяются газы и изливается магма), космосом и биосферой. Исследует механизм этого равновесия и прогнозирует изменение климата метеорология (от греч. «метеора» — «атмосферные явления» и «логос» — «учение») — наука об атмосфере. Столь серьёзную работу без специальной аппаратуры проводить невозможно: с помощью приборов определяют направление движения воздушных масс, состав газовой среды, получают данные о химических реакциях, происходящих под воздействием солнечного и космического излучений, и о многих других процессах. НЕМНОГО ИСТОРИИ
Первые метеорологические приборы появились, вероятно, очень давно. До нашего времени сохранились трактаты учёных Античного мира с описанием прибора, который указывал направление ветра (тогда считалось, что погоду во многом определяет именно ветер). Позже это устройство назвали флюгером (от голл. vleugel — «крыло»). Прибор, измеряющий скорость ветра, — анемометр (от греч. «а'немос» — «ветер» и «ме'трон» — «мера») — создали только в XVII столетии в Англии.
Идея термометра (от греч. «те'рме» — «тепло» и «ме'трон»), барометра (от греч. «ба'рос» — «тяжесть» и «ме'трон») и дождемера принадлежала итальянскому учёному Галилео Галилею. Термометр Галилей изобрёл в 1597 г. Он представлял собой стеклянный шар с
трубкой, один конец которой был погружён в воду. Изменение уровня воды в трубке
свидетельствовало о повышении или понижении температуры (о способности воздуха
расширяться при нагревании знали ещё в древности). К середине XVII в. термометры
значительно усовершенствовали: их стали наполнять спиртом и снабдили шкалой. А вот
барометр создал ученик Галилея — Эванджелиста Торричелли: он воплотил идею своего
учителя в жизнь.
КАК ИССЛЕДУЮТ АТМОСФЕРУ
В конце XX в., как и несколько столетий назад, важно знать, каковы температура воздуха,
атмосферное давление, влажность. Однако о процессах, протекающих не у поверхности Земли,
а на высоте в десятки километров, простые термометр и барометр рассказать не могут. Здесь на
помощь приходит сложная техника.
Чтобы получить подобные данные, используют радиозонды — приборы, включающие в себя
датчики температуры, влажности и давления, указатель высоты и радиопередатчики. Зонд
прикрепляют к наполненному водородом небольшому шару и запускают. Поднимаясь, он
непрерывно передаёт сведения о состоянии атмосферы на разных высотах (до 40 км и более).
Каждый год в мире отправляют в полёт около 300 тыс. таких шаров-зондов.
Для отбора проб воздуха и измерения интенсивности потоков заряженных частиц используют
большие шары-баллоны — грузоподъёмностью до 1 т. Запускают их часто с палубы корабля.
Чтобы не мешал сильный ветер, оболочку наполняют гелием в специальном контейнере — его
форма повторяет форму шара. Когда контейнер раскрывается, шар устремляется ввысь вместе с
необходимой аппаратурой. Современные технические устройства могут определять, что происходит в воздушном пространстве, и на расстоянии. Их работа строится по следующей методике. Излучатель (радиолокатор, лазер, звуковой генератор) посылает сигнал в атмосферу. Радиоволна, свет или звук отражаются от облака, дождевых капель, потоков воздуха и возвращаются обратно. При этом в зависимости от природы препятствия меняются характеристики импульса. Полученный сигнал учёные сравнивают с первоначальным и по изменениям судят о процессах, протекающих в атмосфере. Так, например, сегодня действуют три радиолокационные станции слежения за дождевыми облаками, расположенные в центральной части России (Москва, Калуга, Рязань).
Спутниковые и наземные озонометры, ведущие мониторинг (ежедневное наблюдение) озонового слоя Земли, работают по-другому — не воздействуя на воздушную среду. Они лишь фиксируют проходящее через атмосферу ультрафиолетовое излучение. Молекулы озона поглощают ультрафиолет, и по тому, насколько сильно рассеяно излучение, судят о толщине озонового щита.
И озонометры, и радиозонды, и радиолокационные станции входят в единую систему мониторинга атмосферы. В этой системе действует много приборов и устройств: они следят за радиоактивностью воздуха, измеряют количество пыли и водяного пара в нём, концентрацию озона, окислов азота, углерода, серы, углекислого газа, метана и др. Полученные данные используются в оперативном прогнозе погоды.

Самое твёрдое вещество в природе — алмаз. Это углеродное соединение имеет кристаллическую решётку в форме тетраэдра (пирамиды с четырьмя равновеликими треугольными гранями). Его вершины образованы четырьмя атомами углерода. Треугольник очень жёсткая фигура: его можно сломать, но деформировать или смять нельзя. Именно поэтому прочность алмаза столь высока. В природе известны кристаллы с решёткой, состоящей не из атомов, а из молекул. Если молекулы достаточно велики и связи между ними сильны, то кристаллическая решётка оказывается чрезвычайно прочной. Этим условиям в полной мере отвечают фуллерены: имея диаметр больше 0,5 нм, они соединяются в кристалл с ячейками размером менее 1,5 нм. В начале 90-х гг. XX в. российские учёные сумели получить первые образцы нового вещества — фуллерита. Это кристаллы размером 5—6 мм; их острые грани царапают алмаз так же легко, как алмаз — стекло. Исследования показали, что существует, по меньшей мере, два варианта «упаковки» молекул в кристалле фуллерита. В первом ячейки повторяют форму тетраэдра, а во втором имеют форму куба с отдельным фуллереном внутри. Расстояние между молекулами в таких кристаллах меньше, чем расстояние между атомами в решётке алмаза. Кроме того, в ячейках обоих видов есть «особый» фуллерен, взаимодействующий с остальными через 12—16 очень коротких и сильных межмолекулярных связей. Всё это и определяет необычайную твёрдость кристаллического фуллерита: она в два-три раза выше твёрдости алмаза. Уникальные качества нового вещества окажутся особенно ценными при изготовлении
приборов для измерения твёрдости материалов и «вечных» нестираемых покрытий. Кроме того,
из фуллерита можно делать такие инструменты для бурения скважин, обработки легированных
сталей, керамических материалов, камней (в том числе алмазов!), о которых технологи ещё
вчера могли только мечтать.
Пока нанотехнология делает первые шаги, но уже сегодня очевидно: исследования в этой
области — фундамент для техники принципиально иного уровня. Ведь создание нанотрубных
материалов по своей значимости сравнимо с освоением металла древним человеком. Возможно,
что нанотехнология — начало новой научно-технической революции, а мы стоим на пороге
века углерода.

НАНОТЕХНИКА — ТЕХНОЛОГИЯ НАСТОЯЩЕГО И БУДУЩЕГО
Первобытный человек мастерил орудия труда и охоты, строил жилища, шил одежду из
материалов, уже созданных природой. Шло время, каменный век сменялся бронзовым, потом
железным... Постепенно люди научились изготавливать новые материалы — плавить металл,
обжигать керамику, обрабатывать шерсть и растительные волокна, ткать полотно.
Познавая свойства веществ, они стремились их использовать и даже управлять ими:
тысячелетия назад — путём грубой обработки, а сегодня — на уровне молекул и кристаллов.
Эти структуры имеют размеры порядка миллиардной доли метра (10" м) — величины, которая
называется нанометр (от греч. «на'нос» — «карлик» и «ме'трон» — «мера»); обозначается так: нм. Оказалось, что на молекулярном и кристаллическом уровнях возможно принципиально менять свойства вещества. Отрасль техники, в которой используют подобные структуры, получила название «нанотехники».
НОВЫЙ КЛАСС МАТЕРИАЛОВ — НАНОКРИСТАЛЛЫ
Подавляющее большинство материалов, с которыми ежедневно приходится сталкиваться, имеют кристаллическое строение. Металлы, керамика, строительный камень состоят из кристаллических зерен, сцепленных между собой. И от того, насколько велика сила сцепления, зависит прочность материала. Очень важную роль здесь играют размеры кристаллов: крупнозернистый материал непрочен, легко разрушается по границам кристаллов; мелкозернистая структура прочнее — мелкие кристаллы плотнее прилегают друг к другу и сцепляются с большей силой. Одними из первых много веков назад это поняли кузнецы. Конечно, тогда они ничего не знали о структуре металла, но заметили, что изделие становится более прочным, если его обработать молотом. Сегодня точно известно, что ковка меняет структуру материала: крупные кристаллы разрушаются, а мелкие укладываются плотнее. Попробуйте летом на пляже из влажного песка построить замок или просто куличик. Он получится довольно прочным и высоким. А если строить из гальки, даже мелкой, «постройка» сразу же рассыплется.
Обычный металл состоит из кристаллов размером от десяти до ста микрометров. Но в начале 80-х гг. XX в. физики научились получать вещества, состоящие из кристалликов нанометровых размеров — в тысячи раз более мелких. Из них производят композиты (от лат. compositio — «составление, «соединение») — смеси керамики с металлом, а также смеси нескольких металлов или нескольких видов керамики. Композиты могут состоять только из нанокристаллов, иногда нанокристаллы вплавлены в стекловидную массу или сочетаются с «обычными» кристаллами. Свойства получившихся веществ настолько интересны и необычны, что их считают совершенно новым классом материалов. Хрупкая керамика становится упругой и пластичной, металл приобретает способность растягиваться в два с лишним раза не разрушаясь или становится раз в десять прочнее, чем имеющий «нормальную» структуру. Электрическое сопротивление помещённых в магнитное поле многослойных композитов увеличивается почти в два раза. А добавка нанокристаллов чистого железа в соединение, содержащее окись железа, способна изменить электрическое сопротивление в 100 трлн. (10 ) раз!
Кроме того, нанокристаллические композиты позволяют получать материалы с заданными физическими свойствами, которые ещё предстоит исследовать.

Первым ускорителем стал циклотрон. Он был построен ещё в 1930 г. Э. Лоуренсом в США. Поскольку физический мир устроен по единым законам, все ускорители одного типа, где бы они ни были созданы, похожи друг на друга, как близнецы. У циклотрона есть один большой полый электромагнит, в котором частицы ускоряются по спиральной орбите. В настоящее время новых циклотронов уже не строят, но до сих пор их используют для опытов с ускорением до сравнительно скромных энергий — 20 МэВ. Достичь более высоких энергий с помощью циклотронов не удалось, так как возникли и технические, и физические трудности. В частности, с увеличением энергии частиц начинает проявлять себя предсказанное
A. Эйнштейном увеличение массы с ростом скорости: «тяжёлая» частица испытывает меньшее ускорение. В циклотронах это неизбежно приводило к уменьшению частоты обращения сгустков частиц, ускоряемых по кольцевой орбите. В 1944 г. независимо друг от друга советский физик
B. И. Векслер и американский физик Э.М. Макмиллан открыли принцип автофазировки. Суть метода заключается в следующем: если определённым образом подобрать поля, частицы будут всё время автоматически попадать в фазу с ускоряющим напряжением. В 1952 г. американские учёные Э. Курант, М. Ливингстон и X. Снайдер предложили так называемую жёсткую фокусировку, которая прижимает частицы к оси движения. С помощью этих открытий удалось создать синхрофазотроны на сколь угодно высокие энергии.
Энергия ныне действующих ускорителей достигает десятков и сотен гигаэлектронвольт (1 ГэВ = 1000 МэВ). Самый мощный находится в США. Он называется «Тэватрон», поскольку в его кольце (длина более б км) с помощью сверхпроводящих магнитов протоны приобретают энергию около 1 тераэлектронвольт (1 ТэВ = 1000 ГэВ). Крупнейший российский ускоритель У-70, построенный в Институте физики высоких энергий (Московская область, город Протвино), работает с 1967 г. и ускоряет в 1,5-километровом кольце на «обычных» электромагнитах протоны до энергии 76 ГэВ (четвёртый показатель в мире). Здесь же сооружён
подземный кольцевой тоннель длиной 21 км для нового ускорителя, который начнёт
действовать уже в XXI в.
Чтобы достичь ещё более высокой энергии взаимодействия пучка ускоренных частиц с
материалом исследуемого физического объекта, можно разогнать «мишень» навстречу
«снаряду». Для этого организуют столкновение пучков частиц, летящих навстречу друг другу в
особых ускорителях — коллайдерах. Конечно, плотность частиц во встречных пучках не столь
велика, как в материале неподвижной «мишени», поэтому для её увеличения применяют так
называемые накопители. Это кольцевые вакуумные камеры, в которые «порциями»
вбрасывают частицы из ускорителя. Накопители снабжены ускоряющими системами,
компенсирующими частицам потерю энергии. Именно с коллайдерами учёные связывают
дальнейшее развитие ускорителей. Их сооружено пока считанные единицы, и находятся они в
самых развитых странах мира — в США, Японии, ФРГ, а также в Европейском центре ядерных
исследований, базирующемся в Швейцарии.

Простейший (и в то же время достаточно сложный) ускоритель электронов есть почти в каждом доме. Это телевизор, вернее, его основная деталь — телевизионная трубка, или кинескоп. Катод кинескопа при нагревании до высокой температуры испускает электроны — элементарные частицы с отрицательным зарядом. Электронный поток попадает в электрическое поле высокого напряжения (около 20 тыс. вольт), которое его ускоряет. Энергия заряженных частиц измеряется в единицах, кратных энергии, приобретаемой электроном при прохождении разности потенциалов поля в 1 В, — электрон-вольтах (эВ). В телевизионной трубке он ускоряется до энергии 20 килоэлектронвольт (1 кэВ = 1000 эВ). Этой энергии хватает, чтобы электрон, попав в люминофор на экране телевизора, заставил его светиться. Однако для решения исследовательских задач энергии не хватит: ведь даже в опытах Резерфорда альфа-частицы имели в сотни раз большую энергию — от 2 до 8 мегаэлектронвольт (1 МэВ = 1 000 000 эВ). Следовательно, нужно либо поставить один за другим много «кинескопов», чтобы в каждом из них частицы приобретали дополнительную энергию, либо заставить пучок частиц проходить один и тот же ускоряющий участок многократно. В первом случае мы получим так называемый линейный ускоритель, а во втором — кольцевой, или циклический. Для достижения высоких энергий используют кольцевые ускорители, ибо гораздо дешевле организовать кольцевую траекторию пучка, чем «нанизывать» по прямой однотипные участки, собранные из стандартной, но достаточно сложной и дорогой аппаратуры. Однако там, где высокие энергии не нужны (например, в установках для медицины), предпочтительнее линейные ускорители.
Современный ускоритель — это, вообще говоря, труба, из которой выкачан воздух. В неё «вбрасывают» частицы из вспомогательного ускорителя малой энергии. На трубу, свёрнутую в кольцо, «надеты» ускоряющие блоки (системы электродов, которые создают электрическое поле, ускоряющее частицы) и электромагниты (они заворачивают частицы, заставляя их двигаться по кольцу). Но частицы одного знака имеют тенденцию «расталкиваться». Создать абсолютно безвоздушное пространство в трубе невозможно, поэтому частицы рассеиваются на оставшихся молекулах воздуха. Их фокусируют, т. е. «прижимают» к оси движения, при помощи так называемых магнитных линз. Когда частицы наберут нужную скорость, включается поворотный электромагнит. Он отклоняет их в канал, ведущий к объекту исследования (это, как правило, атомы выбранного для опыта вещества либо внутриатомные частицы).
Существует и другая система классификации ускорителей — по типу ускоряющего электрического поля. Высоковольтные ускорители работают за счёт высокой разности потенциалов между электродами ускоряющего пространства, которое действует всё время, пока частицы пролетают между электродами. В индукционных ускорителях «работает» вихревое электрическое поле, индуцируемое (возбуждаемое) в месте, где в данный момент находятся частицы. И, наконец, в резонансных ускорителях используют изменяемое по времени и по величине электрическое ускоряющее поле, синхронно с которым, «в резонанс», происходит ускорение всего «ансамбля» частиц.
Когда говорят о современных ускорителях частиц на высокие энергии, имеют в виду в основном кольцевые резонансные ускорители. В зависимости от особенностей режимов ускорения различают несколько типов. Если частота ускоряющего поля и ведущее магнитное поле постоянны во времени, ускоритель называется циклотроном; если магнитное поле нарастает в течение цикла ускорения — перед нами синхротрон; а если при этом изменяется и частота ускоряющего поля — мы имеем дело с синхрофазотроном. В протонных ускорителях на очень высокие энергии к концу периода ускорения скорость частиц приближается к скорости света. Они обращаются по круговой орбите с постоянной частотой; ускорители для протонов высоких энергий называют протонными синхротронами. Три самых крупных расположены в США, Швейцарии и России.

Чтобы понять, зачем нужна экспериментальная физика со своими хитрыми и часто дорогими
приборами, вспомним английского естествоиспытателя М. Фарадея. В 30-х гг. XIX в. в
результате серии кропотливых опытов с проволокой и природным магнитом ему удалось построить прообраз современного электродвигателя. Сегодня уже трудно представить жизнь человека без электрических машин — настолько прочно вошли они в наш быт. Современные физики-экспериментаторы тоже проводят опыты с магнитами и проводами, однако, приборы у них совсем других размеров. Изучаемые эффекты проявляют себя в микроскопически малой области взаимодействия — порядка 10" см и менее. Именно этот ультрамикромир хранит пока не разгаданные тайны строения материи, пространства и времени; в нём проверяются фундаментальные законы природы. Такие области можно исследовать только с помощью частиц-«разведчиков», разогнанных до сверхвысоких энергий. Чтобы получить нужную энергию, требуются мощные, на пределе возможного, электрические и магнитные поля и грандиозные (и по сложности, и по размерам) машины — ускорители. Естественно, что подобная техника обходится государству недёшево, и поэтому физика высоких энергий развивается лишь в самых богатых странах. А поскольку учёных, занимающихся ею, много больше, чем ускорителей, экспериментальные программы носят, как правило, международный характер.