Рекорды
в науке и технике. Предельные значения величин Самая высокая температура
Она получена в центре взрыва термоядерной бомбы – около 300...400 млн°C. Максимальная температура,
достигнутая в ходе управляемой термоядерной реакции на испытательной термоядерной установке
ТОКАМАК в Принстонской лаборатории физики плазмы, США, в июне 1986 г., составляет 200 млн°C.
Самая низкая температура
Абсолютный нуль по шкале Кельвина (0 K) соответствует –273,15° по шкале Цельсия или –459,67°
по шкале Фаренгейта. Самая низкая температура, 2·10–9 K (двухбиллионная часть градуса) выше
абсолютного нуля, была достигнута в двухступенчатом криостате ядерного размагничивания в
Лаборатории низких температур Хельсинкского технологического университета, Финляндия, группой
учёных под руководством профессора Олли Лоунасмаа (род. в 1930 г.), о чём было объявлено
в октябре 1989 г.
Самый миниатюрный термометр
Д-р Фредерик Сакс, биофизик из Государственного университета штата Нью-Йорк, Буффало, США,
сконструировал микротермометр для измерения температуры отдельных живых клеток. Диаметр
наконечника термометра – 1 микрон, т.е. 1/50 часть диаметра человеческого волоса.
Самый большой барометр
Водяной барометр высотой 12 м был сконструирован в 1987 г. Бертом Болле, хранителем Музея
барометров в Мартенсдейке, Нидерланды, где он и установлен.
Самое большое давление
Как сообщалось в июне 1978 г., в Геофизической лаборатории Института Карнеги, Вашингтон,
США, в гигантском гидравлическом прессе с алмазным покрытием было получено самое высокое
постоянное давление в 1,70 мегабар (170 ГПа). Было также объявлено, что в этой лаборатории
2 марта 1979 г. получили твёрдый водород под давлением 57 килобар. Ожидается, что металлический
водород будет металлом серебристо-белого цвета с плотностью 1,1 г/см3. По расчётам физиков
Г.К. Мао и П.М. Белла, для этого эксперимента при 25°C потребуется давление в 1 мегабар.
В США, как сообщалось в 1958 г., при использовании динамических методов с
ударными скоростями порядка 29 тыс. км/ч было получено мгновенное давление 75 млн атм. (7
тыс. ГПа).
Самая высокая скорость
В августе 1980 г. сообщалось о том, что в Исследовательской лаборатории ВМС США, Вашингтон,
США, пластиковый диск был разогнан до скорости 150 км/с. Это максимальная скорость, с которой
когда-либо двигался твёрдый видимый объект.
Самые точные весы
Самые точные весы в мире – «Сарториус-4108» – были изготовлены в Гёттингене, ФРГ, на них
можно взвешивать предметы до 0,5 г с точностью в 0,01 мкг, или 0,00000001 г, что соответствует
приблизительно 1/60 веса типографской краски, потраченной на точку в конце этого предложения.
Самая большая пузырьковая камера
Самая крупная в мире пузырьковая камера стоимостью 7 млн долл. была построена в октябре
1973 г. в Уэстоне, штат Иллинойс, США. Она имеет 4,57 м в диаметре, вмещает 33 тыс. л жидкого
водорода при температуре –247°C и снабжена сверхпроводящим магнитом, создающим поле 3 Тл.
Самая быстрая центрифуга
Ультрацентрифуга была изобретена Теодором Сведбергом (1884...1971), Швеция, в 1923 г.
Самая высокая скорость вращения, полученная человеком,
составлявляет 7250 км/ч. С такой скоростью, как сообщалось 24 января 1975 г., вращается
в вакууме 15,2 см конический стержень из углеродного волокна в Бирмингемском университете,
Великобритания.
Самое точное сечение
Как сообщалось в июне 1983 г., высокоточный алмазно-токарный станок в Национальной лаборатории
им. Лоуренса в Ливерморе, штат Калифорния, США, может вдоль рассечь человеческий волос 3
тыс. раз. Стоимость станка 13 млн долл.
Самый мощный электрический ток
Самый мощный электрический ток был сгенерирован в Научной лаборатории Лос-Аламоса, штат
Нью-Мексико, США. При одновременном разряде 4032 конденсатора, объединённые в суперконденсатор
«Зевс», в течение нескольких микросекунд дают вдвое больший электрический ток, чем генерируемый
всеми энергетическими установками Земли.
Самое горячее пламя
Самое горячее пламя получается при сгорании субнитрида углерода (C4N2), дающего при 1 атм.
температуру 5261 K.
Самая высокая измеренная частота
Самой высокой частотой, которую воспринимает невооружённый глаз, является частота колебаний
жёлто-зелёного света, равная 520,206 808 5 терагерц (1 терагерц – миллион миллионов герц),
соответствующая линии перехода 17 – 1 Р(62) йода-127.
Самая высокая частота, измеренная с помощью приборов,
– частота колебаний зелёного света, равная 582,491 703 ТГц для b21 компонента R(15) 43 –
0 линии перехода йода-127. Решением Генеральной конференции мер и весов, принятым 20 октября
1983 г., для точного выражения метра (м) при помощи скорости света (c) устанавливается,
что «метр – это путь, проходимый светом в вакууме за интервал времени, равный 1/299792458
секунды». В результате частота ( f ) и длина волны (?) оказываются связанными зависимостью
f·? = c.
Самое слабое трение
Самый низкий коэффициент динамического и статического трения для твёрдого тела (0,02) имеет
политетрафторэтилен (С2F4n), называемый ПТФЭ. Он равен трению мокрого льда о мокрый лед.
Это вещество было впервые получено в достаточном количестве американской фирмой «Е.И. Дюпон
де Немур» в 1943 г. и экспортировалось из США под названием «тефлон». Американские и западноевропейские
домохозяйки обожают кастрюли и сковородки с антипригарным тефлоновым покрытием.
В центрифуге Университета штата Виргиния, США, в вакууме 10–6 мм ртутного
столба со скоростью 1000 об/с вращается поддерживаемый магнитным полем ротор массой 13,6
кг. Он теряет лишь 1 об/с в сутки и будет вращаться в течение многих лет.
Самое маленькое отверстие
Отверстие диаметром 40 ангстрем (4·10–6 мм) удалось увидеть на электронном микроскопе JEM
100C при помощи устройства фирмы «Квантел электроникс» в отделении металлургии Оксфордского
университета, Великобритания, 28 октября 1979 г. Обнаружить подобное отверстие все равно
что найти булавочную головку в стоге сена со сторонами в 1,93 км.
В мае 1983 г. луч электронного микроскопа в Иллинойском университете, США,
случайно прожёг в образце бета-алюмината натрия отверстие диаметром 2·10–9 м.
Самые мощные лазерные лучи
Впервые осветить другое небесное тело лучом света удалось 9 мая 1962 г.; тогда луч света
отразился от поверхности Луны. Он был направлен лазером (усилителем света, основанным на
вынужденном излучении), точность прицела которого координировалась 121,9 см телескопом,
установленным в Массачусетском технологическом институте, Кембридж, штат Массачусетс, США.
На лунной поверхности освещалось пятно диаметром около 6,4 км. Лазер был предложен в 1958
г. американцем Чарлзом Таунзом (род. в 1915 г.). Световой импульс подобной мощности при
длительности 1/5000 сможет прожечь алмаз за счёт его испарения при температуре до 10 000°C.
Такую температуру создают 2·1023 фотонов. Как сообщалось, лазер «Шива», установленный в
лаборатории им. Лоуренса в Ливерморе, штат Калифорния, США, смог сконцентрировать световой
пучок мощностью порядка 2,6·1013 Вт на предмете размером с булавочную головку в течение
9,5·10–11 с. Этот результат был получен при эксперименте 18 мая 1978 г.
Самый яркий свет
Самыми яркими источниками искусственного света являются лазерные импульсы, которые были
сгенерированы в Национальной лаборатории Лос-Аламоса, штат Нью-Мексико, США, в марте 1987
г. д-ром Робертом Грэмом. Мощность вспышки ультрафиолетового света длительностью в 1 пикосекунду
(1·10–12 с) составила 5·1015 Вт.
Самым мощным источником постоянного света является
аргонная дуговая лампа высокого давления с потребляемой мощностью 313 кВт и силой света
1,2 млн кандел, изготовленная фирмой «Вортек индастриз» в Ванкувере, Канада, в марте 1984
г.
Самый мощный прожектор выпускался во время второй
мировой войны, в 1939...1945 гг., фирмой «Дженерал электрик». Он был разработан в Научно-исследовательском
центре Херста, Лондон. При потребляемой мощности в 600 кВт он давал яркость дуги в 46 500
кд/см2 и максимальную интенсивность луча 2700 млн кд от параболического зеркала диаметром
3,04 м.
Самый короткий импульс света
Чарлз Шанк с коллегами в лабораториях компании «Америкэн телефон энд телеграф» (АТТ), штат
Нью-Джерси, США, получил импульс света длительностью 8 фемтосекунд (8·10–15 с), о чём было
объявлено в апреле 1985 г. Длина импульса равнялась 4...5 длинам волн видимого света, или
2,4 мкм.
Самая долговечная лампочка
Средняя лампочка накаливания горит в течение 750...1000 ч. Есть сведения о том, что пятиваттная
лампа с угольной нитью, выпущенная фирмой «Шелби электрик» и недавно продемонстрированная
г-ном Бернеллом в Пожарном управлении Ливермора, штат Калифорния, США, впервые дала свет
в 1901 г.
Самый тяжёлый магнит
Самый тяжёлый в мире магнит имеет диаметр 60 м и весит 36 тыс. т. Он был сделан для синхрофазотрона
мощностью 10 ТэВ, установленного в Объединённом институте ядерных исследований в Дубне,
Московская обл.
Самый большой электромагнит
Крупнейший в мире электромагнит является частью детектора L3, используемого в экспериментах
на большом электрон-позитронном коллайдере (LEP) Европейского совета ядерных исследований,
Швейцария. Электромагнит 8-угольной формы состоит из ярма, изготовленного из 6400 т низкоуглеродистой
стали, и алюминиевой катушки весом 1100 т. Элементы ярма, весом до 30 т каждый, были изготовлены
в СССР. Катушка, сделанная в Швейцарии, состоит из 168 витков, закреплённых электросваркой
на 8-угольной раме. Ток силой 30 тыс. А, проходящий по алюминиевой катушке, создает магнитное
поле мощностью 5 килогауссов. Габариты электромагнита, превосходящие высоту 4 этажного здания,
составляют 12х12х12 м, а общий вес равен 7810 т. На его изготовление ушло больше металла,
чем на постройку Эйфелевой башни.
Магнитные поля Самое мощное постоянное поле величиной 35,3 ± 0,3 Тесла было
получено в Национальной магнитной лаборатории им. Фрэнсиса Биттера в Массачусетском технологическом
институте, США, 26 мая 1988 г. Для его получения использовался гибридный магнит с гольмиевыми
полюсами. Под его воздействием усиливалось магнитное поле, создаваемое сердцем и мозгом.
Самое слабое магнитное поле было измерено в экранированном
помещении той же лаборатории. Его величина составила 8·10–15 Тесла. Оно использовалось д-ром
Дэвидом Коэном для изучения чрезвычайно слабых магнитных полей, создаваемых сердцем и мозгом.
Самый мощный микроскоп
Растровый туннелирующий микроскоп (STM), изобретённый в Научно-исследовательской лаборатории
фирмы ИБМ в Цюрихе в 1981 г., позволяет достичь увеличения в 100 млн раз и различить детали
до 0,01 диаметра атома (3·10–10 м). Утверждают, что размеры растровых туннелирующих микроскопов
4-го поколения не будут превышать размера наперстка.
При помощи методов полевой ионной микроскопии наконечники зондов сканирующих
туннелирующих микроскопов изготавливаются таким образом, чтобы на их конце был один атом
– последние 3 слоя этой сотворённой руками человека пирамиды состоят из 7, 3 и 1 атома В
июле 1986 г. представители Лаборатории концерна «Белл телефон систем», Марри Хилл, штат
Нью Джерси, США, заявили о том, что им удалось перенести одиночный атом (скорее всего, германия)
вольфрамового наконечника зонда растрового туннелирующего микроскопа на германиевую поверхность.
В январе 1990 г. подобную операцию повторили Д. Эйглер и Е. Швейцер из Исследовательского
центра компании ИБМ, Сан-Хосе, штат Калифорния, США. Используя сканирующий туннелирующий
микроскоп, они выложили слово IBM одиночными атомами ксенона, перенеся их на никелевую поверхность.
Самый громкий шум
Самый громкий шум, полученный в лабораторных условиях, был равен 210 дБ, или 400 тыс. ак.
Вт (акустических ватт), сообщило агентство НАСА. Он был получен за счёт отражения звука
железобетонным испытательным стендом размером 14,63 м и фундаментом глубиной 18,3 м, предназначенным
для испытаний ракеты «Сатурн V», в Центре космических полётов им. Маршалла, Хантсвилл, штат
Алабама, США, в октябре 1965 г. Звуковой волной такой силы можно было бы сверлить отверстия
в твёрдых материалах. Шум был слышен в пределах 161 км.
Самый маленький микрофон
В 1967 г. профессор Ибрагим Каврак из университета Богазичи, Стамбул, Турция, создал микрофон
для новой методики измерения давления в потоке жидкости. Его частотный диапазон – от 10
Гц до 10 кГц, размеры – 1,5 мм х 0,7 мм.
Самая высокая нота
Самая высокая из полученных нот имеет частоту 60 гигагерц. Она была сгенерирована лазерным
лучом, направленным на кристалл сапфира, в Массачусетском технологическом институте, США,
в сентябре 1964 г.
Самый мощный ускоритель частиц
Протонный синхротрон диаметром 2 км в Национальной лаборатории ускорений им. Ферми к востоку
от Батейвии, штат Иллинойс, США, является самым мощным в мире ускорителем ядерных частиц.
14 мая 1976 г. на нем была впервые получена энергия порядка 500 ГэВ (5·1011 электрон-вольт).
13 октября 1985 г. на нем в результате столкновения пучков протонов и антипротонов получена
энергия в системе центра масс в 1,6 ГэВ (1,6·1011 электрон-вольт). Для этого понадобилось
1000 сверхпроводящих магнитов, работающих при температуре –268,8°C, поддерживаемой с помощью
самой крупной в мире установки по сжижению гелия производительностью 4500 л/час, вступившей
в строй 18 апреля 1980 г.
Поставленная ЦЕРНом (Европейская организация ядерных исследований) цель –
обеспечить столкновение пучков протонов и антипротонов в протонном синхротроне на сверхвысокую
энергию (SPS) с энергией 270 ГэВ · 2 = 540 ГэВ – была достигнута в Женеве, Швейцария, в
4 ч 55 мин утра 10 июля 1981 г. Эта энергия эквивалентна той, которая выделяется при соударении
протонов, имеющих энергию 150 тыс. ГэВ, с неподвижной мишенью.
Министерство энергетики США 16 августа 1983 г. субсидировало исследования
по созданию к 1995 г. сверхпроводящего суперколлайдера (SSC) диаметром 83,6 км на энергию
двух протон-антипротонных пучков в 20 ТэВ. Белый дом одобрил этот проект стоимостью 6 млрд.
долл. 30 января 1987 г.
Самое тихое место
«Мёртвая комната», размером 10,67 х 8,5 м в Лаборатории концерна «Белл телефон систем»,
Марри-Хилл, штат Нью-Джерси, США, является самой звукопоглощающей комнатой в мире, в которой
исчезает 99,98% отражаемого звука.
Самые острые предметы и самые маленькие трубочки
Самыми острыми предметами, сделанными руками человека, являются стеклянные трубочки микропипеток,
используемые в экспериментах с тканями живых клеток. Технологию их изготовления разработали
и претворили в жизнь профессор Кеннет Т. Браун и Дейл Дж. Фламинг на кафедре физиологии
Калифорнийского университета в Сан-Франциско в 1977 г. Они получали конические наконечники
трубок с наружным диаметром 0,02 мкм и внутренним диаметром 0,01 мкм. Последний был тоньше
человеческого волоса в 6500 раз.
Мельчайший искусственный предмет
8 февраля 1988 г. фирма «Техас инструментс», Даллас, штат Техас, США, объявила о том, что
ей удалось изготовить «квантовые точки» из индия и арсенида галлия диаметром всего лишь
100 миллионных долей миллиметра.
Самый высокий вакуум
Он был получен в Научно-исследовательском центре ИБМ им. Томаса Дж. Уотсона, Йорктаун-Хейтс,
штат Нью-Йорк, США, в октябре 1976 г. в криогенной системе с температурами до –269°C и был
равен 10–14 торр. Это эквивалентно тому, что расстояние между молекулами (размером с теннисный
мяч) увеличилось с 1 м до 80 км.
Самая низкая вязкость
Калифорнийский технологический институт, США, объявил 1 декабря 1957 г., что жидкий гелий-2
при температурах, близких к абсолютному нулю (–273,15°C), не обладает вязкостью, т.е. имеет
идеальную текучесть.
Самое высокое напряжение
17 мая 1979 г. в корпорации «Нешнл электростатикс», Ок-Ридж, штат Теннесси, США, была получена
в лабораторных условиях самая высокая разность электрических потенциалов. Она составила
32 ± 1,5 млн В.