3. ВТОРОЕ СОЛНЦЕ
Гиганты и малютки
Карусельный станок-великан создан для того, чтобы обрабатывать на заводе
огромные детали.
Токарный станочек-малютка создан для того, чтобы вытачивать детали-малютки в часовых мастерских.
Все просто и понятно.
Но вот создается машина, по сравнению с которой и карусельный станок кажется малюткой, вроде токарного приборчика часового мастера. Какие детали будут обрабатывать на новоявленном гиганте? Оказывается, настолько маленькие, что сравнить их просто не с чем. Ученые говорят про них: "исчезающие малые величины". Не подходят к ним слова "обрабатывать", "детали". Гигант не изготовит ни одной сколько-нибудь практической вещи. Вся колоссальная мощь "машины" обращена только на то, чтобы внутри ее огромного кольца с каждым кругом все быстрее мчалось нечто невидимое.
Сместились понятия. Для ничтожно малого создаются гиганты! Зачем?
Речь идет об ускорителях элементарных частиц. Их странные названия стали теперь привычными. Любой школьник, услышав об ускорителях, с гордостью скажет, что в Дубне действует синхрофазотрон на 10 миллиардов электрон-вольт, что диаметр его "арены", по которой несутся заряженные частицы, равен 60 метрам, что вес магнита в ускорителе превышает 36 тонн.
Дубненский гигант помог ученым разгадать многие тайны незримого мира, но он же задал и массу вопросов. Как и какие еще частицы взаимодействуют, слагая невероятные ядерные силы? Какова структура элементарных частиц? При каких условиях образуются античастицы? Ответить на массу подобных вопросов помогут лишь еще более мощные ускорители.
На средства нескольких стран в Швейцарии был построен великан, в котором энергия ускоренных частиц достигает 30 миллиардов электрон-вольт. Такой же великан появился затем в США. И что же? Этого снова оказалось мало. В Советском Союзе сооружается ускоритель, способный "сработать" и за швейцарский, и за американский, вместе взятые. Крупнейший в мире серпуховский (под Москвой) ускоритель еще не вступил в строй. На него ученые возлагают большие надежды. Но они уже проектируют и еще более крупные. Радиусы таких установок будут измеряться километрами.
Неужели для гигантов нет размерных пределов?
Знакомый физик ответил нам шуткой: "Не волнуйтесь, земные условия не позволят создать кольцо больше экватора. Если хотите увидеть мощную установку, побывайте у сибиряков. Они создали очень интересную конструкцию".
Мы оказались не первыми жертвами шутки. Незадолго до нас в Академгородке побывал известный зарубежный ученый. В Институте ядерной физики он осмотрел ускорители. Пояснений гость, казалось, и не слушал, но, когда переводчик назвал очень большое число, гость невозмутимо поправил:
- Вы ошиблись в переводе. Видимо, два миллиарда электрон-вольт...
- Нет, нет, - заверил переводчик, - два триллиона. Две тысячи миллиардов. Все верно.
Недоверчивый взгляд гостя обратился к сотруднику института: худенький, застенчивый и слишком молодой. Уж не намерен ли юнец подшутить над ним, видным специалистом? Триллионы в земных условиях почти немыслимы...
- Все дело в принципе, - это уже нам дает пояснения Александр
Николаевич Скринский. Тот самый молодой сотрудник, который удивил числом
и зарубежного гостя, и нас. По имени и отчеству к нему обращаются только
в письменной форме, когда приглашают на научные конференции. Обычно же
его запросто зовут Сашей. Это привычка. Работать в институте Александр
начал еще студентом-третьекурсником. Внешне он и сейчас изменился мало,
хотя и заведует лабораторией, стал доктором наук. Весной 1965 года итоги
своих исследований Скринский представил в качестве кандидатской диссертации.
Но комиссия единодушно решила: "Достоин докторской степени".
При первом знакомстве Скринский спросил нас:
- Вы представляете себе дубненские ускорители? Тогда пойдемте, посмотрим наши.
Воображение рисует махину каких-то фантастических размеров. Два триллиона электрон-вольт! Интересно, где она поместилась? В Академгородке нет для нее ни одного подходящего сооружения.
Самое большое здание - Институт ядерной физики, где мы находимся. Но и
в нем не расположить даже маленькой ускорительной установки.
Вместе со Скринским мы спускаемся вниз по лестнице. "Ну конечно же, - возникает предположение, - махины расположены в гигантских подземных помещениях, подобных кольцевой линии Московского метро..." Александр Николаевич распахивает первую дверь. В небольшом зале с затемненными окнами перемигиваются десятки электронных глазков.
- Здесь пульт управления новой установки. Она расположена за защитной стеной.
Невольно косим взглядом на стену, которая уберегает людей от невидимого и неосязаемого излучения. Там, за этой стеной...
- Проходите, - приглашает Скринский.
Еще несколько ступеней вниз, и мы оказываемся в зале, который напоминает машинное отделение корабля-электрохода.
- Вот здесь и расположились наши ускорители, - неожиданно сообщает Александр. Он подходит к небольшой установке. - Начнем с ВЭП-1. Встречные электронные пучки.
Несколько минут мы считали себя обманутыми. Эта малютка и есть обещанное
чудо? Не может быть! Наверное, сибиряки делают лишь модели будущих гигантов...
Нет, это не модели.
ВЭП-1 в институте ласково называют "наша маленькая". Если судить по размерам, это действительно так. "Сросшиеся" магнитные кольца (радиус которых всего 43 сантиметра) расположены в установке по вертикали. Вся она чуть выше человеческого роста. Поэтому фантастические силы, заключенные в ускорителе, воображение отказывается совмещать с его размерами. Понятным становится лишь смущение заокеанского ученого. Даже "маленькая" оперирует энергиями в два-три раза большими, чем гигантские синхрофазотроны. Тут все дело, как говорит Скринский, в принципе.
В обычных ускорителях заряженные частицы ударяют по неподвижной мишени. Сибирские ученые первыми реализовали совершенно новую идею. "Мишень" стала
подвижной. Это встречный пучок электронов. А при встречном ударе энергия
взаимодействия резко возрастает. И чем ближе скорость частиц к световой,
тем большим становится это возрастание.
Новая идея потребовала, правда, преодолеть немало трудностей. Прежде всего, высокой должна быть плотность встречных пучков. Чтобы создать ее, приходится предварительно накапливать частицы в постоянном магнитном поле. У ВЭП-1 его образуют два кольцевых магнита. Они-то и заполняются частицами путем "впрыскивания", инъекции из отдельного ускорителя. Кольца имеют общий участок, на котором после накопления частицы взаимодействуют.
- Чтобы не вдаваться в слишком сложные подробности, - предложил Скринский, - я не стану пояснять, как выводятся и вводятся ускоренные электроны, как создается высокий рабочий вакуум в накопительных кольцах. Скажу только, что он достигает одной триллионной доли атмосферы. Это необходимое условие. Иначе ускоренные частицы будут наталкиваться на молекулы оставшегося газа. Но все это для специалистов. Вам интереснее узнать, что успешное решение ряда принципиальных задач позволило
коллективу взяться за установку, предназначенную для накопления не только
электронов, но и позитронов.
Александр Николаевич провел нас в другой зал.
- Вот, взгляните. Это и есть наша вторая установка - ВЭПП-2.
Вторая показалась нам значительно проще. Прежде всего, она имеет только одно накопительное кольцо, хотя и чуть большего размера.
О своем впечатлении мы сказали Скринскому. Он только улыбнулся.
- Да, кольцо одно. Радиус его полтора метра. До поры до времени электроны и позитроны уживаются на одной орбите вполне мирно. Ведь в одном и том же магнитном поле они вращаются в противоположных направлениях.
Техническое решение это облегчает, но другие задачи, связанные со второй
установкой, - гораздо сложнее.
В названии ВЭПП-2 кроме двойки прибавилось одно "П" - позитроны. А их нет у природы в готовом виде. Их надо сначала изготовить. Насколько это трудно, можно представить, если учесть, что из десяти тысяч электронов удается сделать всего один полезный позитрон. Оказывается, такая "овчинка" стоит выделки. На новой установке можно поставить гораздо больше экспериментов, наблюдать рождение и взаимодействие различных мезонов - частиц, которых, так же как и позитронов, нет у физиков "под рукой".
Дополнить нашу земную палитру новыми ядерными красками позволяют колоссальные энергии, которыми оперирует ВЭПП-2. По ее магнитной орбите ринутся пучки частиц с энергией в 700 миллионов электрон-вольт и при встрече дадут эффект, эквивалентный уже двум триллионам электрон-вольт. Таких энергий электронов на ускорителях старого типа, каких бы грандиозных
размеров они ни создавались, получить практически невозможно.
Вокруг второй установки "колдовали" научные сотрудники А.А.Наумов, А.А.Скринский, В.А.Сидоров, В.А.Панасюк, С.Г.Попов, Г.А.Блинов, А.А.Лившиц,
А.В.Киселев. Это их руками созданы чертежи и необычные конструкции, выполнены основные узлы.
В то время монтаж установки еще не был завершен. Еще ни один электрон не "столкнулся" в ней на околосветовой скорости со своей противоположностью - позитроном. Но в удаче уже не сомневались. Ее подтвердила первая установка ВЭП-1.
Когда руководитель работы директор Института ядерной физики академик А.М.Будкер сообщил на международной конференции в Дубне о создании первенца ускорителей на встречных пучках, ученые горячо аплодировали. Многие захотели поехать в Сибирь, убедиться в подлинности сенсации. Что ж, они смогли это сделать. Смотровое окно установки и экран телевизора открыли им изумляющую картину...
Прорыв в антимир
Один из спектаклей Новосибирского академического театра оперы и балета вызвал крайне противоречивые суждения. Многие приветствовали новое режиссерское прочтение оперы и своеобразное художественное решение постановки, а многие осуждали "вольное" обращение с классикой.
На этом спектакле А.М.Будкер был вместе с видным физиком Д.И.Блохинцевым, который прилетал из Дубны, чтобы ознакомиться с работами сибирских коллег-ядерщиков. В антракте Андрей Михайлович высказал шутливое предположение:
- Если в высокоорганизованной материи на каждое мнение есть антимнение, то что же говорить об элементарных частицах? Противоположности среди них неизбежны!
Случайная встреча в театре послужила как бы началом нашей беседы. Через несколько дней мы встретились уже в институте.
- Исследованиями в области сверхвысоких энергий занимаются сейчас во многих странах, - начал Андрей Михайлович, - но наука еще далека от штурма таинственного антимира. Она делает по нему лишь одиночные выстрелы,
совершает первые прорывы. Саша Скринский показал вам две наши установки.
Если хотите, то я расскажу о третьей.
Естественно, мы не возражали.
Изучение элементарных частиц за последние годы сильно продвинулось вперед благодаря быстрому развитию техники ускорения. Но разработка новых технических средств уже сама по себе требует постоянного теоретического и экспериментального поиска новых возможностей. Сибиряки их нашли.
Идея встречных пучков позволила решить двуединую задачу: резко уменьшить габариты и резко увеличить мощность ускорительных установок.
Благодаря этому возможной становится третья установка, разработку которой завершает коллектив института. Предназначается установка для исследования протон-протонных взаимодействий. Это еще и еще расширит
диапазон экспериментальных работ.
Ученые могут теперь создавать элементарные частицы, сходные между собой, как в зеркальном изображении: все так же, но все наоборот. Только в зеркале правое становится левым, а антивещество приобретает другой знак электрического заряда.
Существование антивещества доказано теперь и теоретически, и экспериментально. Оно состоит из частиц, которые имеют знак, обратный присущему им на земле. Экспериментальные исследования обнаружили античастицы в космических лучах. Затем они были получены искусственным путем. При столкновении электронов сравнительно невысоких энергий рождаются позитроны. Как мы уже говорили, 10 тысяч электронов приходится в среднем израсходовать, чтобы получить один-единственный позитрон. А чтобы исследовать процессы электрон-позитронного взаимодействия, надо сначала накопить огромное
количество позитронов и пустить их встречным пучком с огромной энергией.
Только тогда сможет состояться "встреча" частиц с античастицами.
Установка типа ВЭПП-2 станет местом такой "встречи". Слово приходится
брать в кавычки, ибо встреча - это аннигиляция, взрыв взаимоуничтожения, при котором выделяется огромное количество энергии. Конечно, "взрывание"
отдельных частиц не сулит экономического эффекта. Но ведь это лишь дальние
подступы к антивеществу, которое, возможно, будет создано и в земных условиях. Надо сказать, что уже сейчас аннигиляция позитронов и электронов хорошо изучена. А вот практическое взаимодействие многих других частиц вещества и антивещества, особенно мезонов, гиперонов, лишь предстоит изучить.
- Не могу утверждать, что именно двадцатому веку удастся овладеть аннигиляцией, - говорит А.М.Будкер. - Но то, что в познании тайн материи будет сделан крупный шаг, - несомненно.
Антивещество! Фантасты, для которых все доступно, связывают с ним полеты к другим солнечным системам. Ведь аннигиляция предполагает такие грандиозные источники энергии, каких не сможет открыть даже термоядерная реакция, с овладением которой уже не фантазия, а научное предвидение связывает будущее энергетики.
Мы просим рассказать Андрея Михайловича о возможности "обуздания" термоядерных реакций - "термояда", как говорят физики. Когда это случится, когда человек зажжет солнце на земле?
- В недалеком будущем, - живо откликается академик. - Причем земное "солнце" будет ярче тысячи небесных. Солнце небесное горит миллиарды лет и не сгорает! Термоядерное "солнце" - явление куда более величественное. Физики взялись за решение грандиозной задачи: создать "солнца", подвластные людям и отдающие им всю свою энергию. Термоядерное горючее по сравнению с современным химическим имеет на единицу веса энергию в миллион раз большую. Главное же - запасы его неограниченны. Освоение этих источников позволит человеку по своему усмотрению менять климат, течение рек, совершать полеты к другим планетам. В нашем институте проблемами управления термоядерной реакцией и физикой плазмы занят большой коллектив.
- А каковы успехи в изучении плазмы?
Андрей Михайлович взглянул на часы.
В двух словах? Тогда так: успехи есть. Ну, а если хотите не в двух словах, тогда вам придется побеседовать со многими. И в первую очередь с Роальдом Зинуровичем Сагдеевым.
Сто миллионов градусов
Роальдом родители назвали Сагдеева в честь Амундсена. Полярным
исследователем Роальд не стал, но в своем плазменном деле он один из самых
видных первооткрывателей. Студентом он не раз изумлял преподавателей умением
впитывать "в сто раз больше того, что в учебнике", а когда защищал
кандидатскую диссертацию, удостоился наивысшей похвалы от самого Ландау.
Очеркист А.Ливанова приводит слова выдающегося ученого: "Поражает огромная эрудиция и осведомленность Сагдеева во всех тонкостях вопроса. Этот человек лучше всех знает плазму".
Роальд Зинурович протестует:
- Нет, нет. Ливанова напутала. Лев Давыдович сказал, помнится, поскромнее.
Что ж, и с такой поправкой отзыв Ландау не может потерять веса, тем более что Сагдеев подтвердил его своими работами. В пору, когда многие лишь начинают поиск, Роальд уже выступал с научным сообщением на второй Женевской конференции по мирному использованию атомной энергии. О нем поговаривали, как о новой восходящей звезде в знаменитом курчатовском институте. Академик М.А.Леонтович возлагал на него большие надежды. Но сбылись они уже не в Москве, а в Новосибирске. В новом научном центре Сагдеев получил возможность "развернуться". Его новые исследования были высоко оценены при защите докторской диссертации. Оппонентом выступил академик И.Е.Тамм. Старейшина физиков-ядерщиков специально для этого прилетел в Академгородок. А ныне Роальд Зинурович уже и член-корреспондент Академии наук.
Но и высокие звания, которыми он теперь наделен, и частые приглашения на международные встречи ученых, и страстное желание фоторепортеров сделать "кадр с Сагдеевым" - все это внешняя сторона. А в чем же суть его исследований, что составляет цель его поисков?
Плазма.
Школьный учебник говорит о ней лишь то, что это не твердь, не жидкость и не газ. В качестве примера приводится плазменный шар солнца. Можно понять авторов учебника: рассказать об исследованиях плазмы и о связанной с ней проблеме управления термоядерными реакциями очень не просто, особенно в популярной форме. Даже Сагдеев, беседуя с нами, чаще обычного протирает очки. Видимо, это помогает ему подыскивать подходящие слова и образы для перевода с языка "термояда".
Физики раскрыли тайну строения ядра и наметили пути практического
использования внутриядерной энергии. Оказалось, что она выделяется при двух различных типах превращений. Ядра тяжелых элементов - таких, как уран, радий, плутоний, - могут самопроизвольно распадаться, делиться на несколько других ядер более легких элементов. Реакция деления одного килограмма урана высвобождает столько энергии, сколько выделяется при сгорании многих тысяч тонн каменного угля. Иначе говоря, ядерное горючее более чем в сотни тысяч раз эффективнее химического топлива.
Казалось бы, заполучив такого могущественного "джина", человечество должно отказаться от химического топлива. Но дело в том, что урана и его "делящихся" собратьев в земной коре не так уж много. Кроме того, получение таких веществ крайне трудоемко.
Выходит, атомный "джин" не так всемогущ?
Да, если забыть, что существует второй тип ядерных превращений, так называемые реакции слияния, или синтеза. В этом случае ядра легких элементов, соединяясь друг с другом, образуют ядра более тяжелых элементов. Процесс сопровождается выделением громадной энергии. Пример такой реакции - слияние двух ядер тяжелого водорода (дейтерия) в одно ядро гелия.
Тяжелый водород по своим химическим свойствам не отличается от обычного, но он тяжелее в два раза. Запасы его на земле чрезвычайно велики, а о калорийности можно судить хотя бы по тому, что использование дейтерия, содержащегося в одном литре воды, дает такое же количество электроэнергии,
которое получают при сжигании трехсот литров бензина. Ясно, что, овладев
регулируемой термоядерной реакцией, человечество обретет в морях и океанах
неистощимый запас топлива.
Но на пути практического использования реакции слияния встает огромная трудность. Для того чтобы, скажем, два ядра дейтерия соединились, образовав ядро гелия, они должны сначала подойти друг к другу на очень близкое расстояние. Ученые установили, что это расстояние должно быть в тысячи раз меньше размеров атома. Но атомные ядра несут на себе одноименные электрические заряды, все они заряжены положительно и поэтому взаимоотталкиваются. Силы электрического отталкивания возрастают по мере
сближения ядер и мешают им подходить на то минимальное расстояние, которое
необходимо для возникновения реакции слияния.
Можно ли преодолеть эти силы отталкивания и осуществить реакцию слияния? Да, если разогнать летящие навстречу друг другу ядра до скоростей более тысячи километров в секунду.
Роальд Зинурович невольным жестом показал, как это может получиться. Он
широко развел руки, сжал в кулаки и быстро свел вместе, соединив пальцы.
Заметив свой жест, ученый улыбнулся: наглядно, мол, но уж очень элементарно.
Если бы в физике все было так просто!
Нет, процессы в плазме - удивительно сложны.
Для того чтобы атомные ядра дейтерия разогнать до таких скоростей,
необходимо нагреть его до температуры порядка 15 миллионов градусов. Такие
высокие температуры характерны для недр звезд, Солнца. И это как раз тот
порог, за которым начинается термоядерная реакция - реакция слияния.
Если продолжить аналогию с Солнцем, то придется учесть не только солнечную температуру, но и давление, которое достигает внутри светила сотен миллионов атмосфер и надежно удерживает солнечное вещество от разлета.
На земле подобные температуры и давление были получены всего на миллионные доли секунды во взрывах водородных бомб. Источником энергии там служили неуправляемые и потому смертоносные термоядерные реакции.
Как сделать их управляемыми? Как удержать дейтерий, нагретый до сотен миллионов градусов, от разлета, а выделяющуюся от его "сгорания" энергию использовать для мирных целей?
На первый взгляд задача кажется неразрешимой. Действительно, как удержать водород, нагретый до десятков и сотен миллионов градусов? Из какого бы материала мы ни сделали стенки сосуда, они моментально испаряются при контакте с плазмой такой температуры. Нужно найти другой путь.
Давление магнитного поля! Нельзя ли его использовать для того, чтобы оторвать нагретую плазму от стенок сосуда? Эта чрезвычайно простая и вместе с тем изящная идея термоизоляции была предложена в 1951 году советскими физиками А.Д.Сахаровым и И.Е.Таммом.
Создать магнитную термоизоляцию поначалу казалось несложным делом.
Действительно, магнитное поле не боится никаких температур. Надо только
"поместить" его между стенками термоядерного котла и горячей плазмой. Многие физики в то время считали, что для управления земным солнцем осталось
решить лишь непринципиальные технические задачи. Еще чуть-чуть поработать и...
С тех пор прошло более десяти лет, а плазма осталась непокоренной.
На решение проблемы направлены сейчас усилия ведущих ученых и инженеров
многих стран. Все трудности исходят от особых свойств вещества, нагретого до сверхвысоких температур.
Так что же собой представляет плазма?
Оказывается, сверхвысокие температуры сопровождаются "разрушением" атомов. Они распадаются на электроны и положительно заряженные частицы - ионы. Газ, в котором произошел такой распад, приобретает новые, неожиданные свойства, которые и превращают его в плазму.
Ионизированный газ - плазма - сохраняет, правда, и некоторые свойства обычного газа, состоящего из незаряженных молекул и атомов. Если плазму, занимающую некоторый объем, "предоставить самой себе", то она будет неограниченно расширяться. Плазму звезд и Солнца от расширения удерживают гигантские силы всемирного тяготения. А как смоделировать этот процесс в лабораторных условиях? На помощь приходит магнитное поле и... сама плазма. На сей раз, уже в отличие от обычного газа, она оказывается великолепным проводником.
Проводить электрический ток - самое важное свойство плазмы. Как и на всякий проводник, по которому протекает электрический ток, на плазму действует сила со стороны магнитного поля. Чем больше напряженность поля, тем больше его давление. Наиболее высокое давление, которое удалось получить в лабораторных условиях (правда, на очень короткое время), достигло 10 миллионов атмосфер.
За последние годы физики придумали большое количество "магнитных бутылок", в которых могла бы возникать и сохраняться плазма. Но уже во время первых экспериментов плазма стала "капризничать": непонятным образом она ускользала из самой, казалось бы, герметической магнитной бутылки. Ученые назвали это явление неустойчивостью плазмы.
Название дать просто, а можно ли преодолеть "врожденный порок" плазмы, ее неустойчивость?
Несколько лет назад мировую печать облетело сообщение о достижении академика Л.А.Арцимовича и группы его сотрудников в Институте атомной энергии имени И.В.Курчатова. Советским ученым удалось получить плазму с температурой около 40 миллионов градусов и удержать ее в "магнитной бутылке" хитроумной конструкции в течение сотой доли секунды. Этот результат имел не только выдающееся научное, но и психологическое значение. Он придал ученым уверенность в окончательном успехе.
О проблемах обуздания "термояда" мы беседовали с Роальдом Зинуровичем летом 1963 года. Он рассказывал нам о достижениях советских и зарубежных ученых и лишь вскользь упомянул о тех работах, которые ведутся в сибирском Институте ядерной физики. Нам хотелось узнать о них подробнее.
- Не время, - сказал тогда Сагдеев. - Говорить лучше о том, что сделано, а не о том, что делается.
Нам осталось одно - ждать. А как долго? Мы поинтересовались у Роальда Зинуровича, велика ли дистанция от "делается" до "сделано".
- В наше время, кажется, уже не бывает больших дистанций, - отшутился ученый.
Верно. Спустя год в Академгородке побывал Первый секретарь СЕПГ, Председатель Государственного совета ГДР Вальтер Ульбрихт. Сибирские ученые рассказали ему о своей работе, показали ускорители элементарных частиц и установки, на которых ведутся исследования плазмы. А.М.Будкер представил высокому гостю одного из заведующих лабораториями.
- Вот самый горячий человек Сибири, - отрекомендовал Андрей Михайлович смущенного Юрия Нестерихина. - Он имеет дело с температурой в сто миллионов градусов.
Сто миллионов были названы тогда впервые. Значит, уже "сделано"?
Улучив свободную минуту, мы стали расспрашивать кандидата наук Юрия Нестерихина (теперь уже доктора) о событии. Как, когда, на какое время удалось удержать сверхсолнечную плазму?
Юрий Ефимович Нестерихин, так же как Сагдеев, старательно прячет в тень свою фамилию. Называет других сотрудников, говорит о решающем значении новых идей, предложенных "китами" института - академиком А.М.Будкером, членами-корреспондентами Академии наук Р.3.Сагдеевым и С.Т.Беляевым.
Уклонившись от общих разговоров, Юрий Ефимович показал нам "эмбрионы земных солнц". Они возгораются на установках, созданных в сибирском институте. Действующие модели этих установок демонстрировались в 1964 году на третьей Международной конференции по мирному использованию атомной энергии в Женеве. Они вызвали сенсацию. Западные газеты писали о достижениях физиков из "невероятной Сибири".
В дни работы конференции мы обратились за интервью к Сагдееву. Встретились с Роальдом Зинуровичем у него дома. Беседа началась с тем, далеких от физики. Внимание наше привлекла отличная репродукция в журнале, который лежал на столе.
- Нравится? - перехватил наш взгляд Сагдеев. - Правда, много солнца?
На картине не было солнца, но оно уже угадывалось и в длинных тенях, и в легкой утренней дымке.
- Отражает положение дел в исследовании плазмы... - пошутили мы.
- А что? Возможно, - согласился Сагдеев.
Действительно, в лаборатории вспыхнул первый луч "земного солнца". Разве не значит это, что и восход скоро?
На одной из установок исследуются процессы в горячей плазме с температурой порядка ста миллионов градусов. Нагрев осуществляется пропусканием ударных волн со скоростью в тысячи километров в секунду. Подобные скорости ударных волн существуют в космосе. Теперь их воссоздали в лабораторных условиях за счет быстро нарастающего магнитного поля. Осуществлен своеобразный "обходный маневр". Экспериментаторы и теоретики решили нагревать плазму за время, меньшее, чем требуется для развития ее неустойчивости.
Чтобы осуществить свой смелый замысел, ученым пришлось разработать и создать сложнейшую технику. На свет появились чудо-батареи и разрядники, способные за десятые доли микросекунды увеличить мощность до 200 миллионов киловатт. Трудной задачей была и разработка системы наблюдения за сверхбыстрой плазмой. Скоростная съемка дала за тысячные доли секунды десятки кадров. По ним удалось проследить, как ударные волны сжимали плазму в шнур. Специальная аппаратура в это время зарегистрировала температуру свыше 100 миллионов градусов.
Создана в институте и другая установка. Она представляет собой магнитную ловушку для удержания горячей плазмы в течение длительного времени. Оригинальный принцип ловушки предложен академиком А.М.Будкером. Плазма создается в установке потоком электронов, движущихся со скоростью, близкой к световой. Электроны плазмы "живут" здесь около минуты. Для плазмы это огромное время.
Теперь важно увеличить количество частиц в магнитном поле. Это открыло бы реальную перспективу получения плазмы с температурой электронов уже в миллиарды градусов. Такие температуры, как думают ученые, возникают при грандиозных космических катастрофах - вспышках сверхновых звезд.
Мы вспомнили, с каким увлечением говорил Роальд Зинурович о плазме в 40 миллионов градусов. Странным после этого показалось, что о новом достижении он рассказывает слишком по-деловому, слишком скупо. Впрочем, может быть, такая деловитость соответствует новой ступени исследований. Теоретик начинает говорить о приближающемся практическом использовании необычайно смелых идей.
|
