От кварка до клетки

Постер «От кварка до клетки» — научно-популярный плакат на стену о строении вещества: восемь уровней микромира на одном листе, от кварка до живой клетки. Кварки, протон и нейтрон, атомное ядро, атом, молекула, ДНК и белки, вирус и клетка выстроены цепочкой кругов-луп: каждый круг — увеличенное место из круга под ним, а на луче написано, во сколько раз его увеличили. От клетки до кварка — в 7 триллионов раз. Наглядное пособие по физике, химии и биологии для школы и дома, для детей и взрослых, которым интересно, из чего состоит мир. Повесьте его в кабинете физики, химии или биологии, в комнате школьника, в офисе или над рабочим столом.

Главная мысль постера: физика, химия и биология — на одной шкале, от кварка до клетки.

ПУТЕШЕСТВИЕ ВГЛУБЬ ВЕЩЕСТВА

Размер атома — десятые доли нанометра, кварка — меньше 10⁻¹⁸ метра. Такие числа ничего не говорят воображению. Поэтому постер показывает шкалу масштабов как погружение с лупой: каждый следующий круг — фрагмент предыдущего, и цепочка идёт по одной нити, без скачков в сторону. Снизу вверх:

• Клетка — на неё напали вирусы.
• ×120 — вирус, один из напавших на клетку.
• ×30 — ДНК, спрятанная внутри вируса.
• ×6 — молекула воды, одна из тех, что рядом с ДНК.
• ×6 — атом кислорода из этой молекулы, с восемью электронами.
• ×27 000 — ядро этого атома: 8 протонов и 8 нейтронов.
• ×3 — протон: три кварка u, u и d.
• ×600 — кварк u.

Самый большой скачок — от атома к ядру, в 27 000 раз, на постере он выделен жёлтым. Это и есть пустота атома: если раздуть атом до размеров стадиона, ядро будет горошиной в центре.

В каждом круге — линейка масштаба, у круга — подпись: что на нём и откуда взято. А на трёх границах подписано, чем это можно увидеть: клетку — в световой микроскоп, вирус — только в электронный, атомное ядро и всё, что меньше, — только на ускорителях частиц.

8 УРОВНЕЙ ВЕЩЕСТВА НА ПОСТЕРЕ

У каждого уровня — карточка: название и размер, главный факт крупно, короткое пояснение, где это применяют, кто и когда открыл.

• Кварки (меньше 10⁻¹⁸ м) — элементарные частицы, поодиночке не встречаются. Видов шесть, но всё вокруг собрано из двух — u и d. Предсказаны в 1964 году, найдены на ускорителе в 1968-м.
• Протон и нейтрон (около 1,7 фемтометра) — протон почти вечен: живёт в триллион триллионов раз дольше возраста Вселенной, а нейтрон вне ядра — всего 15 минут. Протонная терапия, адронный коллайдер.
• Атомное ядро (1,7–15 фм) — чайная ложка ядерного вещества весила бы миллиард тонн: в крошечном ядре больше 99,9 % массы атома. Атомная энергетика, радиоуглеродный анализ. Открыл Резерфорд в 1911 году опытом с золотой фольгой.
• Атом (0,1–0,5 нм) — почти пустой. Атомные часы, электроника. В 1897 году Томсон открыл в атоме электрон.
• Молекула (0,3–3 нм) — молекул в стакане воды больше, чем стаканов в океане. Лекарства, пластмассы. Первое фото связей внутри молекулы сделали только в 2009 году.
• ДНК и белки (2–30 нм) — в ядре клетки 2 метра ДНК, а само ядро — всего 6 микрометров. Белки-ферменты ускоряют реакции в миллионы раз. ДНК-экспертиза, ферменты в стиральных порошках. Структуру ДНК открыли Уотсон и Крик в 1953 году по снимкам Розалинд Франклин.
• Вирус (20–300 нм) — вирусов больше, чем звёзд во Вселенной. Сам вирус не размножается: его копии собирает заражённая клетка. Вакцины, бактериофаги. Открыл Ивановский в 1892 году.
• Клетка (1–100 мкм) — в теле человека около 30 триллионов клеток и примерно столько же бактерий. Самая крупная наша клетка — яйцеклетка, её видно глазом. Хлеб и кефир, выращивание тканей. В 1665 году Гук рассмотрел под микроскопом срез пробки.

ЧТО ЕЩЁ НА ПОСТЕРЕ

• Четыре фундаментальных взаимодействия — сильное, электромагнитное, слабое и гравитационное: что склеивает кварки в ядра, а атомы — в молекулы, почему светит Солнце и почему гравитация в микромире ничтожна.
• «Граница видимого»: глаз различает детали около 0,1 мм — с толщину волоса. Почти всё на постере мельче.
• Единицы длины от миллиметра до аттометра и таблица «Чем увидеть»: глаз, световой и электронный микроскоп, ускоритель частиц.

ПОЧЕМУ ЕГО ИНТЕРЕСНО РАССМАТРИВАТЬ

• Видно, как одно вложено в другое: не восемь отдельных картинок, а одна цепочка — от клетки до кварка внутри неё.
• Честные числа: увеличения на лучах посчитаны по линейкам масштаба в кругах, а каждое сравнение пересчитано.
• У каждого уровня свой цвет, от розового у кварков до салатового у клетки: круг, луч и карточку одного уровня легко найти взглядом.
• Коротко и без перегруза: на карточке одна крупная фраза и две строки пояснения — каждый уровень можно прочитать за полминуты.
• Эффектный дизайн: глубокий тёмно-синий фон и цветные круги-лупы — акцент в интерьере комнаты, кабинета, класса или офиса.

КОМУ ПОДОЙДЁТ

• Школьникам — понять, из чего всё состоит, и связать физику, химию и биологию в одну картину: строение атома, молекулы, ДНК, вирусы и клетки.
• Учителям физики, химии и биологии — для оформления кабинета и как наглядное пособие на уроках о строении вещества и атома, о клетке, ДНК и вирусах.
• Любознательным детям и взрослым — удивительные факты о каждом уровне и истории открытий.
• Студентам, врачам, биологам, физикам и инженерам — для лаборатории, офиса или домашнего рабочего места.
• В подарок ребёнку, школьнику, студенту, учителю или любителю науки — на день рождения, Новый год, 1 Сентября, День учителя или День российской науки.

РАЗМЕР И МАТЕРИАЛ

Постер выпускается в двух размерах:

• А2 — 42 × 59,4 см, как четыре листа А4: заметен издалека, а детали удобно рассматривать вблизи.
• А3 — 29,7 × 42 см, как два листа А4: удобно повесить над рабочим столом.
• Матовая бумага — без бликов от ламп и окна.
• Подойдёт стандартная рамка А2 или А3. Рамка в комплект не входит.
• Отправляем в тубусе — он защищает постер от заломов и вмятин.

В комплекте: постер «От кварка до клетки» — 1 шт.

В вас около 30 триллионов клеток, атомы в них почти пустые, а в ядрах — кварки, которых поодиночке никто не видел. Постер проводит этот путь вглубь вещества на одном листе — понятно, точно и красиво. С ним увеличение в 7 триллионов раз будет висеть у вас на стене.