• Valdemārs,
  • Valdis,
  • Voldemārs,
  • Василий,
  • Григорий,
  • Федор
Гороскоп
Поиск на VESTI.LV Поиск на VESTI.LVRSSFacebookЛента новостей
Люблю! Люблю!
«Сегодня» «Сегодня»
Reklama.lv Reklama.lv
Видео Видео
bb.lv bb.lv
telegraf.bb.lv Telegraf
Программа Программа


Гороскоп
Люблю! Люблю! «Сегодня» «Сегодня» Reklama.lv Reklama.lv Видео Видео bb.lv bb.lv telegraf.bb.lv Telegraf Программа Программа


«Хорошо, что кварки связаны». Ученые рассказали о субатомном оружии

Размер текста Aa Aa
Техно / наука
РИА Новости 11:38, 3 августа, 2018

Теоретики полагают, что во Вселенной существует кварковое вещество. Оно образует звезды, блуждает по космосу, достигая Земли в виде страпелек, на мгновение возникает в ускорителях. Найдется ли кваркам и энергии их взаимодействия практическое применение — в материале РИА Новости.



Все, что мы видим вокруг — почва, деревья, животные, люди, — на базовом уровне состоит из кварков. И у них очень необычные свойства.

Кварки не существуют по отдельности, а образуют агрегаты, например, протоны и нейтроны в ядрах обычного вещества. Между собой кварки связаны чудовищными силами, разорвать которые способны только мощнейшие ускорители. Ничего более крепкого, чем удерживающее кварки сильное взаимодействие, в природе нет.

«Вакуум — это наша среда обитания, в которую мы все погружены. Раньше считали, что пространство абсолютно пустое. Теперь поняли: так не бывает. Пространство всегда чем-нибудь заполнено. Его можно очистить от посторонних частиц, но не до конца. Что-то в любом случае остается, в том числе хиггсовский, глюонный конденсаты», — рассказывает доктор физико-математических наук Сергей Баранов, ведущий научный сотрудник лаборатории взаимодействия излучения с веществом ФИАН.

Вакуумные конденсаты равномерно разлиты в пространстве, словно вода в пруду, приводит аналогию ученый. Когда вода спокойная, мы ее не замечаем. Подул ветер — пошла волна, которую мы и наблюдаем.

Если в хиггсовском конденсате вязнут частицы с электрическим зарядом, то в глюонном — только с цветным. У кварка есть оба, поэтому его масса складывается из двух источников.

Кварки неделимы, их по праву можно назвать истинными кирпичиками мироздания. Стандартная модель описывает шесть типов кварков в трех поколениях. Самый тяжелый — топ-кварк — может появиться только в мощнейших ускорителях (Теватрон, БАК).

Можно ли расщепить кварки

Кварки и глюонный конденсат взаимодействуют благодаря особой характеристике — цвету. Конечно, это совсем не то, что мы называем цветом в нашей реальности.

«Цветной заряд похож на электрический, только сложнее устроен. Силовые электрические линии располагаются гуще или реже — в зависимости от расстояния до носителя заряда. У цветного заряда картина иная. Все силовые линии стянуты в узкий шнурок, соединяющий два цветных заряда. Толщина у него постоянная. Это означает, что напряжение поля между зарядами не меняется с расстоянием. Строго говоря, разъединить кварки нельзя, потому что нужно затратить бесконечную энергию», — поясняет Баранов.

Однако природа устроена более хитро. В ускорителе кварки растягивают связывающий их силовой шнурок, и в какой-то момент он просто рвется, потому что так энергетически выгоднее. При этом на концах шнурков образуются новые кварки с массой, равной затраченной на разрыв энергии. И возникает всегда тоже пара — на цветном шнурке. Это называется конфайнментом.

«Очень хорошо, что кварки так связаны. Если бы они вылетали из ядра, образовалась бы ужасная кварковая бомба с энергией больше, чем при ядерном взрыве. Дефект массы близок к ста процентам», — говорит Олег Теряев, начальник отдела физики высоких энергий ОИЯИ (Дубна).

Конфайнмент ставит крест на кварковой бомбе. Расщепить кварковые агрегаты и запустить цепную реакцию их распада с выделением энергии, по аналогии с ядерным распадом, нельзя.

«Энергия в кварках не запасается, а превращается во множество родившихся в этом столкновении частиц. Пока это игрушки для ума, от которых практической выгоды не видно», — заключает Сергей Баранов.

Что если рассмотреть не распад кварков, а их синтез? Согласно опубликованной в Nature статье физиков из Израиля и США, слияние двух странных кварков (так называют одну из их разновидностей) с образованием дикварка сопровождается выходом энергии 12 мегаэлектронвольт. Это чуть меньше, чем при слиянии ядер дейтерия и трития с образованием ядра гелия — реакции, используемой в водородной бомбе. Слияние двух более тяжелых B-кварков даст 138 мегаэлектронвольт.

Однако кварковый синтез слишком стремителен, чтобы успеть его куда-то упаковать или как-то удержать.

Идею кваркового или мезонного (кварк-антикваркового) оружия обсуждали в годы холодной войны, но быстро признали несостоятельной. Ее удел — научная фантастика.

Вот как говорится об этом в романе Сергея Лукьяненко «Лорд с планеты Земля»: «Кварковая бомба использовалась для одной-единственной цели. И применяли ее лишь дважды, после чего самые воинственные миры галактики присоединились к договору о запрещении такого оружия. Кварковая бомба уничтожала целую планету. Защиты от нее не существовало».

«Если кидать в кварковое вещество обычное, то оно превратится в кварковое, причем с выделением энергии. Часть унесет нейтрино, часть пойдет в тепло», — рассуждает доктор физико-математических наук Сергей Попов, ведущий научный сотрудник Государственного астрономического института имени П. К. Штернберга.

И добавляет, что совсем поглотить наш мир кварковое вещество не сможет. Оно заряжено положительно, как и атомные ядра. Следовательно, заряд будет накапливаться, и кварковое пожирание материи в какой-то момент затормозится.

«От заряда придется избавляться. Можно, в принципе, придумать как. Почему бы и нет? Ученые пытаются обсуждать даже, как черпать энергию из расширяющейся Вселенной. Мы не знаем, реализуется ли такой процесс в природе, удастся ли им манипулировать. Но понимая, что проблемы технические, а не фундаментальные, я не могу не допустить эту идею в фантастическом романе», — говорит ученый.

Гипотезу о кварках выдвинули в 1964 году американские ученые. Уже через год советские физики Дмитрий Иваненко и Дмитрий Курдгелаидзе предположили, что при некоторых условиях кварки могут существовать по отдельности (произойдет деконфайнмент). Следовательно, они способны образовывать вещество и звезды. Попытки найти в космосе такие объекты пока не увенчались успехом, однако это не значит, что их нет.

«Возможно, какие-то из нейтронных звезд — кварковые с тоненькой оболочкой обычного вещества», — объясняет Сергей Попов.

Нейтронные звезды очень плотные. Их радиус — всего десятки километров. Не исключено, что внутренняя часть состоит из отдельных кварков. Теоретически возможны и целиком кварковые звезды с радиусом шесть-восемь километров.

«Если сближать нейтроны, произойдет обобществление кварков, образуется кварковое ядро во внутренней части звезды. В разных моделях такие ядра возникают. Но на нынешней стадии развития наблюдательной астрофизики ни подтвердить, ни опровергнуть это нельзя», — уточняет Олег Теряев.

Как устроены компактные звезды
Зачерпните мне кварков

«На очень короткое время кварковое вещество возникает в столкновениях тяжелых ионов, например, золота. Как образуются разные фазы у воды — жидкость, лед, пар. Кварковое вещество представляет собой такую фазу. Примеси ее возникают в разных процессах — как маленькие капельки», — продолжает ученый.

Эксперименты с кварковым веществом и кварк-глюонной плазмой уже проводятся. Принципиально новый подход к проблеме применят в Дубне на строящемся коллайдере NICA. Но все это очень короткоживущие процессы, о которых физики узнают косвенным путем. Наблюдать кварковое вещество напрямую, скорее всего, не получится.

Можно ли его вообще как-то обнаружить?

«Была красивая идея — найти вещество, вылетающее при слиянии кварковых звезд. В отличие от нейтронного, кварковое вещество способно оставаться в стабильном состоянии. Оно разлетается в виде страпелек — странных капелек — от английского термина strangelet. Возникают такие аномальные штуки, которые могут зафиксировать детекторы космических лучей по необычному отношению массы к заряду», — говорит Сергей Попов.

Другая идея состояла в том, чтобы уловить следы страпелек, пробивающих Землю насквозь.

Масса меняет структуру пространства-времени

«Их плотность, если округлить, в десять раз больше ядерной. При большой массе они могут быть очень компактными, почти как черные дыры. Страпелька, пролетев Землю со скоростью примерно пятьсот километров в секунду, вызовет слабую сейсмичность. Соответственно, искали сигналы сейсмографов, расположенных далеко друг от друга на прямой линии», — рассказывает астрофизик.

Какое-то время общественность волновал вопрос, не опасны ли страпельки. Эдварду Виттену, американскому физику-теоретику, автору гипотезы о кусках кварковой материи, блуждающей во Вселенной со времен Большого взрыва, пришлось разъяснять, что странные капельки не опаснее кислорода в атмосфере. Впрочем, их так и не обнаружили.

«Изучение кварков — это приобретение фундаментального знания, применимого в ядерной энергетике», — считает Олег Теряев.

По его мнению, кварковую материю следует рассматривать как нечто промежуточное, катализатор чего-то. Капельки кварков хоть и маленькие, возможно, пригодятся в каком-то типе реакций.

Читать все комментарии (0)

Читать все комментарии

Добавить комментарий

Анонимные комментарии

Добавить

Ответить

Анонимные комментарии

Добавить


Также в категории

Читайте также

«Сегодня» «Как здорово нести добро и свет!»

Только вчера отзвучал 7-й Международный молодежный фестиваль-конкурс песни Rīgas Symphony («Рижская симфония»), на котором собралось рекордное число участников — 300 человек. Из них 150 — дети и юношество из 32 стран мира.

Техно Земля уже пережила глобальное потепление: тогда умерло 96% видов

Около 252 млн лет назад Земля едва не погибла. В океанах умерло 96 % всех видов. Сложнее определить, сколько наземных видов исчезло, но потери были подобными. Это массовое вымирание в конце пермского периода было самым масштабным за всю историю планеты и продолжалось на протяжении нескольких тысяч лет.

Техно «Вояджер-2» вышел за пределы Солнечной системы

Пришло время попрощаться с одним из самых легендарных космических кораблей нашего века: «Вояджер-2» вышел в межзвездное пространство, объявило НАСА 10 декабря.

«Сегодня» Звонки должны подешеветь

Европарламент установил новые потолки цен на все виды телефонной связи в ЕС. Поэтому сделаем осторожное предположение: тарифы на стационарную и мобильную связь могут снизиться в следующем году, пишет латвийская газета «СЕГОДНЯ».

В мире Почему Тереза Мэй отложила голосование по «брекситу»?

После 18 месяцев переговоров и нескольких недель консультаций Тереза Мэй признала, что она не смогла убедить поддержать соглашение о выходе из Европейского союза как депутатов-однопартийцев, так и многих граждан.

В мире «Жёлтые жилеты» завоёвывают Европу. Когда начнется протест в Латвии?

От Франции напасть «жёлтых жилетов» перекидывается на другие европейские страны. Как пишет Le Figaro, протестовать против слишком высокой стоимости жизни и заоблачных цен на топливо выходят в Бельгии, Германии, Нидерландах. Каждая страна интерпретирует движение под свои реалии, но факт остаётся фактом: «жёлтые жилеты» захватывают Европу, сообщает ИноТВ.

«Сегодня» 500 000 за информацию об убийстве Бункуса

Семья убитого присяжного адвоката и администратора Мартиньша Бункуса объявила награду в 500 000 евро за информацию о заказчиках и исполнителях убийства. Объявление размещено в прессе и социальных сетях сразу в 30 странах, пишет латвийская газета «СЕГОДНЯ».

Наша Латвия KNAB задержало бизнесмена Мариса Мартинсонса

Бюро по предотвращению и борьбе с коррупцией (KNAB) задержало предпринимателя Мариса Мартинсонса, свидетельствует поступившая в распоряжение агентства ЛETA информация.

Политика Неофициально кандидатом на должность премьера назван Кариньш

В неофициальных переговорах в качестве потенциального компромиссного кандидата на должность премьер-министра назван представитель «Нового Единства» Кришьянис Кариньш, свидетельствует информация, имеющаяся в распоряжении агентства ЛЕТА.