Вчені хотіли засекретити відкриття «кваркового синтезу»

Дата:

2018-07-10 20:00:07

Перегляди:

81

Рейтинг:

1Дизлайк 0Любити

Поділитися:

Вчені хотіли засекретити відкриття «кваркового синтезу» Source:

На зображенні нижче можна побачити грибне хмара від вибуху Айві Майк в 1952 році, першої бомби термоядерного синтезу, яку коли-небудь підривали. В процесі синтезу і ділення ядер виділяється колосальна енергія, завдяки якій ми сьогодні до тремтіння боїмося ядерної зброї. Днями , що фізики виявили ще більш енергетично потужну субатомную реакцію, ніж термоядерний синтез, яка протікає в масштабах кварків. На щастя, схоже, вона не надто пристосована для створення зброї.

Коли пара фізиків заявила про відкриття потужного субатомного процесу, стало відомо, що вчені хотіли засекретити відкриття, оскільки воно могло бути надто небезпечним для публіки.

Був вибух? Вчені показали, що дві крихітні частинки, відомі як нижні кварки, теоретично можуть зливатися в потужній спалаху. Результат: велика субатомна частинка, відома як нуклон, і купа енергії випліскуються у всесвіт. Цей «кварковый вибух» міг би стати ще більш потужним субатомным аналогом термоядерних реакцій, які протікають в ядрах водневих бомб.

Кварки — це крихітні частинки, які чіпляються одна за одну, утворюючи нейтрони і протони усередині атомів. Вони бувають шести версій, або «ароматів»: верхній, нижній, зачарований, дивний, самий верхній (справжній) і найнижчий (чарівний).

Енергетичні події на субатомному рівні вимірюються в мегаэлектронвольтах (Мев), і коли два самих нижніх кварка зливаються, фізики виявили, що ті видають колосальні 138 Мев. Це приблизно у вісім разів сильніше, ніж окреме ядерне злиття, яке відбувається у водневих бомбах (повномасштабний вибух бомби складається з мільярдів подібних подій). Водневі бомби синтезують разом крихітні ядра водню — дейтерій і тритій — з утворенням ядер гелію і найпотужнішого вибуху. Але кожна з окремих реакцій усередині такої бомби вивільняє лише 18 Мев, за даними Nuclear Weapon Archive. Це набагато менше, ніж при синтезі самих нижніх кварків — 138 Мев.

«Повинен зізнатися, коли я вперше усвідомив, що така реакція можлива, я злякався», говорить один з учених Марек Карлайнер з Університету Тель-Авіва в Ізраїлі. «На щастя, все виявилося не так страшно».

При всій потужності реакцій синтезу, окрема реакція не так вже й небезпечна. Водневі бомби витягують свою жахаючу силу з ланцюгових реакцій — каскадних злиття безлічі ядер одномоментно.

Карлайнер і Джонатан Рознер з Чиказького університету визначили, що така ланцюгова реакція буде неможлива з участю чарівних кварків, і перед публікацією розділили свої побоювання з колегами, які погодилися з їх висновком.

«якби я хоча б на микросекунду задумався про те, що у такого процесу може бути військове застосування, я б не написав про нього», говорить Карлайнер.

Для запуску ланцюгової реакції виробникам ядерних бомб потрібні значні запаси частинок. Важливою властивістю чарівних кварків є те, що їх неможливо зібрати запаси: вони перестають існувати через одну пикосекунду після створення, а за цей час світло може пройти лише половину довжини гранули солі. Після закінчення цього часу чарівний кварк розпадається на більш менш поширений і енергетичний тип субатомної частинки — верхній кварк.

Можна створити окремі реакції синтезу чарівних кварків в кілометровій трубі прискорювача частинок, каже вчені. Але навіть усередині прискорювача неможливо накопичити достатньо велику масу кварків, щоб завдати світу якоїсь шкоди. Тому хвилюватися не про що.

Саме ж відкриття неймовірно, тому що стало першим теоретичним доказом того, що субатомні частинки можна синтезувати з випуском енергії, каже Карлайнер. Це абсолютно нова територія у фізиці найдрібніших частинок, яка відкрилася завдяки експерименту на Великому адронному колайдері в ЦЕРН.

Ось як фізики прийшли до цього відкриття.

В ЦЕРН частинки мчать по 27-кілометровому кільцю під землею на швидкості світла, а потім стикаються. Потім вчені використовують потужні комп'ютери для просіювання даних цих зіткнень, і в цих даних іноді виникають дивні частинки. У червні, наприклад, в даних здався «дворазово зачарований» баріон, або громіздкий кузен нейтрона і протона, що складається з двох кузенів «чарівного» і «верхнього» кварків — «зачарованих» кварків.

Зачаровані кварки дуже важкі в порівнянні з більш поширеними верхніми і нижніми кварками, складовими протони і нейтрони. Та коли важкі частинки зв'язуються один з одним, вони перетворюють великий шматок своєї маси в енергію зв'язку, а в деяких випадках і залишають енергію, яка випаровується у всесвіт.

Карлайнер і Рознер з'ясували, що коли два зачарованих кварка зливаються, частинки зв'язуються з енергією близько 130 Мев і викидають 12 Мев залишилася енергії. Це злиття зачарованих кварків було першою реакцією частинок такого масштабу, при якій була испущена енергія. Вона і стала головною тезою нового дослідження, опублікованого 1 листопада в журналі Nature.

Ще більш енергійне злиття двох чарівних кварків, які зв'язуються з енергією 280 Мев і викидають 138 Мев при злитті, стало другою і більш потужної з двох виявлених реакцій. Поки вони залишаються теоретичними і недоведеними в експериментальних умовах. Наступний крок незабаром буде. Карлайнер сподівається, що перші експерименти, що демонструють цю реакцію, будуть проведені в ЦЕРН протягом наступних декількох років.

Більше:

Чим відрізняються крилаті і балістичні ракети і які вони бувають?

Чим відрізняються крилаті і балістичні ракети і які вони бувають?

Ракета в повітрі виглядає дуже красиво. Ось тільки ця краса не обіцяє нічого хорошого. Через неспокійну політичної обстановки в світі, новини все частіше рясніють такими словами, як "ракета", "ракетний удар", "балістична ракета", "крилата ракета" та ...

Пентагон розробляє «говорять» лазери. Що це таке і навіщо потрібні?

Пентагон розробляє «говорять» лазери. Що це таке і навіщо потрібні?

Не секрет, що військові відомства всього світу регулярно . Інколи у своїх розробках військові експерти використовують вельми цікаві технології. Так, наприклад, як повідомляє британська Daily Mail, вчені США за замовленням Пентагону працюють над особл...

На радянській підводному човні, затонулої в Норвегії, виник витік радіації

На радянській підводному човні, затонулої в Норвегії, виник витік радіації

К-278 «Комсомолець» — радянська атомний підводний човен (АПЧ), якій належить абсолютний рекорд по глибині занурення серед підводних човнів — майже 1030 метрів. 7 квітня 1989 року човен занурилася в останній раз і затонула. У результаті страшної аварі...

Примітка (0)

Ця стаття не має коментарів, будьте першим!

Додати коментар

Новини

У США створили пересувну лазерну гармату

У США створили пересувну лазерну гармату

Дуже часто те, що ми бачимо у фантастичних фільмах, в тому або іншому вигляді через деякий час втілюється в реальному світі. Лазерне зброя не можна назвати чимось небаченим, тим не менше всі існуючі лазерні установки були стаціона...

У Китаї розробили безпілотний бойовий вертоліт

У Китаї розробили безпілотний бойовий вертоліт

Новітня розробка Авіаційно-промислової китайської корпорації була представлена на виставці China Helicopter Expo, що проходила в місті Тяньцзінь. Безпілотний вертоліт AV500W, створений фахівцями корпорації, розроблений для ведення...

Військові США провели спільні навчання дронов і роботів

Військові США провели спільні навчання дронов і роботів

Армія США продовжує розробляти і впроваджувати нові технології, які можуть допомогти вести військові дії в майбутньому, зводячи до мінімуму втрати особового складу. Велику ставку вчені та інженери, що працюють на американську ...

Чи може інструмент редагування геному стати біологічною зброєю?

Чи може інструмент редагування геному стати біологічною зброєю?

Метод редагування генів CRISPR після того, як вчені повідомили, що використовували його для безпечного видалення хвороби з людських ембріонів, вперше. За цим послідувала «лихоманка CRISPR», яка триває ось уже кілька років, і число...

Як вчені дізнаються про випробування ядерних бомб?

Як вчені дізнаються про випробування ядерних бомб?

Землетрус? Ядерний вибух? Поділ або синтез? Ми дізнаємося, навіть якщо світові лідери брешуть. На міжнародній арені є не так багато речей, які лякають більше, ніж можливість ядерної війни. У багатьох країн є боєголовки – деякі з р...

Серійне виробництво винищувача Міг-35 почнеться в найближчі два роки

Серійне виробництво винищувача Міг-35 почнеться в найближчі два роки

Літак МІГ-35 — легкий надзвуковий винищувач, який є перехідною ланкою між МІГ-29 і винищувачами п'ятого покоління. З ключових особливостей літака творці відзначають збільшену дальність польоту, збільшення точок підвіски збро...

Надзвукові винищувачі МІГ-35 почнуть виробляти в 2019 році

Надзвукові винищувачі МІГ-35 почнуть виробляти в 2019 році

Літак МІГ-35 — легкий надзвуковий винищувач, який є перехідною ланкою між МІГ-29 і винищувачами п'ятого покоління. З ключових особливостей літака творці відзначають збільшену дальність польоту, збільшення точок підвіски збро...

Концерн «Калашников» розробив самонавчальну турель

Концерн «Калашников» розробив самонавчальну турель

Автоматизований бойовий модуль вміє розпізнавати цілі і може приймати рішення і діяти, ґрунтуючись на отриманій інформації, — повідомляє ТАСС з посиланням на прес-службу розробника. Спеціально розроблене для роботизованого...

Американські військові зазнали бойовий лазер на вертольоті

Американські військові зазнали бойовий лазер на вертольоті

Американська компанія Raytheon, що спеціалізується на виробництві зброї, провела днями випробування своєї лазерної установки. Для всебічного тестування буде потрібно набагато більше часу, але гармата вже показала себе дуже добре &...

Ростех представив нові безпілотники і систему наведення зброї для них

Ростех представив нові безпілотники і систему наведення зброї для них

В даний час використання безпілотних літальних апаратів у військових цілях знаходить все більше застосування. Не відстають у цій сфері та вітчизняні фахівці, які нещодавно представили військові безпілотники абсолютно нового типу, ...

Почалися випробування самого скорострільного рельсотронного зброї

Почалися випробування самого скорострільного рельсотронного зброї

Зовсім недавно ми писали про те, що компанія General Atomics перших радіокерованих снарядів з рельсотронной гармати. І ось зараз стало відомо про те, що науково-дослідне управління військово-морського флоту США спільно з компанією...

Казанські авіаконструктори оновили важкий безпілотник «Альтаїр»

Казанські авіаконструктори оновили важкий безпілотник «Альтаїр»

Фахівці казанського дослідно-конструкторського бюро «Сокіл» вже шість років працюють над створенням важкого безпілотного літального апарату «Альтаїр». В минулому році вони створили першу версію апарату і почали...

General Atomics провела перші стрільби керованими снарядами з рельсотронной гармати

General Atomics провела перші стрільби керованими снарядами з рельсотронной гармати

Ще зовсім недавно рельсотронную гармату, або рейлган, можна було зустріти лише у фантастичних фільмах і відеоіграх. Але наука не стоїть на місці, а вчені й справа втілюють в життя неможливі раніше технології. І компанія General At...

Lockheed Martin розкрила деталі бойового вертольота, створюваного на базі Sikorsky X2

Lockheed Martin розкрила деталі бойового вертольота, створюваного на базі Sikorsky X2

На протязі довгого часу компанія Sikorsky Helicopters, що є дочірнім підприємством Lockheed Martin, спільно зі своїми колегами з Boeing займається розробкою абсолютно нового бойового вертольота. За основу взято модель Sikorsky X2 ...

Компанія Lockheed Martin почне поставки лазерної зброї для Армії США

Компанія Lockheed Martin почне поставки лазерної зброї для Армії США

Поки прості люди скаржаться на те, що у нас немає до цих джетпаков і літаючих машин, військовим структурам теж нерідко доводиться вставати «в порядку черги» і смиренно чекати, коли в їх руки потраплять новітні розробки. Як, наприк...

На IDEX 2017 показали українського бойового робота

На IDEX 2017 показали українського бойового робота

Розроблений підприємством «Спецтехноекспорт» прототип бойового робота «Фантом», привезений на виставку озброєнь IDEX 2017, може нести на собі до 400 кілограмів корисного вантажу, оснащений кулеметом калібру 12,7 мм, а також здатни...

В DARPA розробили пристрій захоплення дронов

В DARPA розробили пристрій захоплення дронов

Акуратно і без наслідків посадити дрон досить складно. Ще важче це зробити, якщо літальний апарат сідає на рухому платформу або, наприклад, на що йде по морю авіаносця. В рамках посилення співробітництва між військово-морським фло...

У Китаї зробили мікрохвильову гармату, яка може збивати ракети і виводити з ладу танки

У Китаї зробили мікрохвильову гармату, яка може збивати ракети і виводити з ладу танки

Як повідомляє редакція видання Popular Science, група китайських вчених з Північно-західного інституту ядерних технологій створила робочий зразок мікрохвильової гармати, здатної на відстані виводити з ладу різну техніку. Від всіх ...

Російські фахівці створять систему пошуку і наведення на ціль для дронов

Російські фахівці створять систему пошуку і наведення на ціль для дронов

Інженери Державного Рязанського приладового заводу приступили до розробки і створення лазерної системи пошуку цілей і наведення зброї для безпілотних літальних апаратів і стаціонарних наземних робототехнічних комплексів — пр...