Ученые жаждили засекретить открытие «кваркового синтеза»

    На изображении ниже можно узреть грибное туча от взрыва Айви Майк в 1952 году, первой бомбы термоядерного синтеза, которую когда-либо взрывали. В ходе синтеза и деления ядер выделяется колоссальная энергия, благодаря которой мы сейчас перед началом дрожи боимся ядерного орудия. На деньках предстало понятно, что физики нашли еще больше энергетически сильную субатомную реакцию, чем ядерный синтез, которая протекает в масштабах кварков. К счастью, похоже, она и не особо адаптирована для сотворения орудия.

    Когда пара физиков заявила о открытии мощного субатомного процесса, предстало понятно, что ученые жаждили засекретить открытие, так как оно могло быть очень небезопасным для публики.

    Был ли взрыв? Ученые продемонстрировали, что две крохотные крупицы, узнаваемые как только нижние кварки, на теоретическом уровне умеют соединяться в сильной вспышке. Итог: объемная субатомная частичка, популярная как только нуклон, и куча энергии выплескиваются во вселенную. Этот «кварковый взрыв» мог бы предстать еще больше сильным субатомным аналогом термоядерных реакций, кои протекают в ядрах водородных бомб.

    Кварки — это крохотные крупицы, кои зацепляются друг за друга, образуя нейтроны и протоны снутри атомов. Они бывают шести версий, либо «ароматов»: верхний, нижний, очарованный, странноватый, самый верхний (настоящий) и самый нижний (очаровательный).

    Энерго действия на субатомном уровне измеряются в мегаэлектронвольтах (МэВ), и когда два самых нижних кварка соединяются, физики нашли, что те самый выдают колоссальные 138 МэВ. Это же приблизительно в восемь раз мощнее, чем отдельное ядерное слияние, которое происходит в водородных бомбах (полномасштабный взрыв бомбы состоит из млрд схожих обстоятельств). Водородные бомбы синтезируют совместно крохотные ядра водорода — дейтерий и тритий — с образованием ядер гелия и мощного взрыва. Однако любая из отдельных реакций снутри этакий бомбы выпутывает только 18 МэВ, по заданным Nuclear Weapon Archive. Это же намного все меньше, чем при синтезе самых нижних кварков — 138 МэВ.

    «Должен признаться, когда я в первый раз понял, что такова реакция вероятна, я испугался», разговаривает один из ученых Марек Карлайнер из Вуза Тель-Авива в Израиле. «К счастью, все оказалось и не эдак страшно».

    При всей мощности реакций синтеза, отдельная реакция и не так и небезопасна. Водородные бомбы извлекают собственную ужасающую мощь из цепных реакций — каскадных слияний огромного количества ядер мгновенно.

    Карлайнер и Джонатан Рознер из Чикагского вуза обусловили, что такова цепная реакция будет невозможна с ролью очаровательных кварков, и перед публикацией разделили свои опаски с сотрудниками, кои согласились с них выводом.

    «Если бы я хотя бы на микросекунду призадумался об фолиант, что у этакого процесса возможно военное применение, я бы и не написал об нем», разговаривает Карлайнер.

    Для пуска цепной реакции производителям ядерных бомб надобны импозантные припасы частиц. Немаловажным свойством очаровательных кварков будет то, что них нереально собрать в припасы: они перестают существовать спустя одну пикосекунду опосля сотворения, а уж за этот период времени свет может пройти только половину длины гранулки соли. По истечении сих пор очаровательный кварк распадается на наиболее всераспространенный и наименее энергетичный тип субатомной крупицы — верхний кварк.

    Можно сделать отдельные реакции синтеза очаровательных кварков в километровой трубе ускорителя частиц, разговаривает ученые. Однако даже снутри ускорителя нереально накопить довольно огромную толпу кварков, дабы нанести миру какой-нибудь вред. Потому переживать и не об чем.

    Само же открытие неописуемо, так как предстало первым теоретическим подтверждением тамошнего, что субатомные крупицы можно синтезировать с выпуском энергии, разговаривает Карлайнер. Это же совсем новенькая территория в физике мелких частиц, которая открылась благодаря тесту на Огромном адронном коллайдере в ЦЕРН.

    Ах так физики пришли к этому открытию.

    В ЦЕРН крупицы мчатся по 27-километровому кольцу под планетой земля на скорости света, а уж впоследствии сталкиваются. Потом ученые задействуют массивные компы для просеивания заданных этих столкновений, и в этих заданных время от времени появляются странноватые крупицы. В июне, к примеру, в заданных показался «двукратно очарованный» барион, либо массивный кузен нейтрона и протона, состоящий из двух кузенов «прелестного» и «верхнего» кварков — «очарованных» кварков.

    Очарованные кварки максимально томные по сопоставлению с наиболее общераспространенными верхними и нижними кварками, составляющими протоны и нейтроны. И когда томные крупицы связываются вместе, они конвертируют объемной фрагмент собственной массы в энергию взаимосвязи, а уж в энных вариантах и оставляют энергию, которая улетучивается во вселенную.

    Карлайнер и Рознер узнали, что когда два очарованных кварка соединяются, крупицы связываются с энергией порядка 130 МэВ и выбрасывают 12 МэВ оставшейся энергии. Это же слияние очарованных кварков существовало первой реакцией частиц этакого масштаба, при которой существовала испущена энергия. Она и предстала первостепенным тезисом новенького научные исследования, размещенного 1 ноября в журнальчике Nature.

    Еще больше энергичное слияние двух очаровательных кварков, кои связываются с энергией 280 МэВ и выбрасывают 138 МэВ при слиянии, предстало второй и поболее сильной из двух найденных реакций. Пока что они остаются теоретическими и недоказанными в экспериментальных критериях. Последующий этап скоро последует. Карлайнер уповает, что первые опыты, демонстрирующие эту реакцию, будут проведены в ЦЕРН в течение последующих пары лет.