Žemiau esančiame paveikslėlyje galite pamatyti grybų debesį iš 1952 metų „Ivy Mike“sprogimo, pirmosios kada nors susprogdintos bombos. Branduolių sintezės ir dalijimosi metu išsiskiria didžiulė energija, kurios dėka mes šiandien drebėdami bijome branduolinių ginklų. Neseniai tapo žinoma, kad fizikai atrado dar energetiškai galingesnę subatominę reakciją nei termobranduolinė sintezė, vykstanti kvarkų skalėje. Laimei, atrodo, kad ji nėra ypač tinkama rankoms gaminti.
Kai pora fizikų paskelbė galingo subatominio proceso atradimą, tapo žinoma, kad mokslininkai nori klasifikuoti atradimą, nes jis gali būti per daug pavojingas visuomenei.
- „Salik.biz“
Ar įvyko sprogimas? Mokslininkai įrodė, kad dvi mažos dalelės, vadinamos žemyn kvarkais, teoriškai galėtų subręsti galingame sprogime. Rezultatas: didelė subatominė dalelė, vadinama branduoliu, ir visa energija, išsiliejanti į visatą. Šis „kvarko sprogimas“galėtų tapti dar galingesniu subatominiu termobranduolinių reakcijų, vykstančių vandenilio bombų branduoliuose, analogu.
Kvarkai yra mažos dalelės, prilipusios viena prie kitos, kad atomų viduje sudarytų neutronus ir protonus. Jie būna šešių versijų arba „skonių“: viršuje, apačioje, žaviai, keistai, viršuje (tiesa) ir žemiausiai (žavingai).
Energijos įvykiai subatominiame lygmenyje matuojami megaelektronvoltais (MeV), o kai du žemiausi kvarkai susilieja, fizikai nustatė, kad jie skleidžia 138 MeV. Tai yra maždaug aštuonis kartus stipresnis nei vieno branduolio susiliejimas, vykstantis vandenilio bombos (viso masto bombos sprogimas susideda iš milijardų panašių įvykių). Vandenilio bombos sulieja mažus vandenilio branduolius - deuterį ir triį -, kad susidarytų helio branduoliai ir įvyktų galingas sprogimas. Bet, remiantis branduolinio ginklo archyvu, kiekviena iš atskirų tokios bombos reakcijų išskiria tik 18 MeV. Tai yra daug mažiau nei lydant žemiausius kvarkus - 138 MeV.
„Turiu pripažinti, kai pirmą kartą supratau, kad tokia reakcija įmanoma, išsigandau“, - sako vienas iš mokslininkų, Marekas Karlineris iš Tel Avivo universiteto Izraelyje. "Laimei, tai nebuvo viskas taip blogai."
Nepaisant visų suliejimo reakcijų galios, viena reakcija nėra tokia pavojinga. Vandenilio bombos pasižymi siaubinga galia dėl grandininių reakcijų - kaskadinio daugelio branduolių suliejimo iš karto.
Reklaminis vaizdo įrašas:
Carlineris ir Jonathanas Rosneris iš Čikagos universiteto nustatė, kad tokia grandininė reakcija nebus įmanoma su mielais kvarkais, o prieš paskelbdami jie pasidalino savo rūpesčiais su kolegomis, kurie sutiko su jų išvada.
„Jei per mikrosekundę galvočiau apie tokio proceso karinį naudojimą, aš apie tai nerašyčiau“, - sako Carliner.
Norint sukelti grandininę reakciją, branduolinių bombų gamintojams reikia įspūdingo dalelių tiekimo. Svarbi gražių kvarkų savybė yra ta, kad jų negalima kaupti atsargose: jie nustoja egzistuoti po vienos pikosekundės po sukūrimo, ir per tą laiką šviesa gali nuvažiuoti tik pusę druskos granulės ilgio. Praėjus tam laikui, gražus kvarkas skyla į įprastesnį ir mažiau energingą subatominių dalelių tipą - kvarką.
Pasak jų, galite sukurti atskiras gražių kvarkų suliejimo reakcijas dalelių greitintuvo kilometro ilgio vamzdyje. Bet net akceleratoriaus viduje neįmanoma sukaupti pakankamai didelės kvarkų masės, kad padarytumėte žalą pasauliui. Todėl nėra ko jaudintis.
Pats atradimas yra neįtikėtinas, nes tai buvo pirmieji teoriniai įrodymai, kad subatominės dalelės gali būti sintetinamos išleidžiant energiją, sako Carliner. Tai yra visiškai nauja mažiausių dalelių fizikos teritorija, kuri buvo atidaryta dėka eksperimento dideliame hadronų kollideryje CERN.
Štai kaip šį atradimą pasiekė fizikai.
CERN metu dalelės šviesos greičiu skrieja aplink 27 km žiedą po žeme ir tada susiduria. Tuomet mokslininkai naudoja galingus kompiuterius, norėdami atsijoti šių susidūrimų duomenis, ir tuose duomenyse kartais atsiranda keistų dalelių. Pavyzdžiui, birželio mėn. Duomenys parodė „dvigubai sužavėtą“baryoną arba nepatogią neutrono ir protono pusbrolį, susidedantį iš dviejų „gražių“ir „iki“kvarkų pusbrolių - „sužavėtų“kvarkų.
Sužavėti kvarkai yra labai sunkūs, palyginti su įprastesniais aukštyn ir žemyn kvarkais, kurie sudaro protonus ir neutronus. Kai sunkiosios dalelės jungiasi viena su kita, jos didelę dalį savo masės paverčia rišamąja energija ir kai kuriais atvejais palieka energiją, kuri išbėga į visatą.
Carlineris ir Rosneris nustatė, kad kai du sužavėti kvarkai susijungia, dalelės jungiasi su maždaug 130 MeV energijomis ir išstumia 12 MeV likusios energijos. Šis sužavėtų kvarkų susiliejimas buvo pirmoji tokio masto dalelių reakcija, išlaisvinanti energiją. Ji tapo pagrindine naujo tyrimo, paskelbto lapkričio 1 d. Žurnale „Nature“, teze.
Dar energingesnis dviejų gražių kvarkų, kurie jungiasi esant 280 MeV ir išskiria 138 MeV, susiliejimas yra antroji ir galingesnė iš dviejų rastų reakcijų. Nors jie išlieka teoriniai ir neįrodyti eksperimentinėmis sąlygomis. Kitas žingsnis bus netrukus. Carlineris tikisi, kad pirmieji eksperimentai, įrodantys šią reakciją, bus atlikti CERN per kelerius ateinančius metus.
Ilja Khel