Fizikai atrado tokią sprogią sintezę, kad net sudvejojo ar reikia skelbti rezultatus

Tai galėjo būti naujo subatominio amžiaus aušra. Bet tyrinėdami nuodugniau, išsiaiškino, kad procesas turi potencialo ribas, kas gali būti tiek liūdna, tiek ir gera žinia.

Ši atrasta itin energingos sintezės forma turi ribas, neleisiančias jai tapti ateities energijos šaltiniu. Bet tuo pačiu ji negalės tapti ir naujos kartos branduoliniu ginklu.

„Prisipažįstu, iš pradžių suvokęs, kad kas tokia reakcija įmanoma, išsigandau," Live Science sakė Marek Karliner iš Tel Avivo universiteto. „Bet, laimei, šis ponis temoka vieną triuką.“

Daugiau nei šimtmetį žinome, kad atomo branduolį sudarančioms dalelėms išsilakstyti neleidžia įspūdingai didelė energija.

Kai branduoliai skyla, vykstant radioaktyviajam skilimui, dalis šios energijos išlaisvinama. Lengvesnių atomų branduolius jungiant termobranduoline sinteze, energijos išsiskiria dar daugiau.

Abiejų tipų reakcijas galima panaudoti tiek taikiam energijos gavimui, tiek ir visa griaunančių ginklų gamybai, tad Karlinerio ir jo kolegos Jonathan L. Rosner negalima kaltinti perdėtu atsargumu.

Fizikai tyrinėjo ne protonų ir neutronų, o juos sudarančių mažesnių dalelių – vadinamųjų kvarkų – pertvarkymus.

Kvarkai būna įvairių skonių, masių ir keistai pavadinti: viršun (up – u), apačion (down – d), žavingieji (charm – c), keistieji (strange – s), aukščiausieji (top – t), ir žemiausieji (bottom – b). Kvarkai gali jungtis į trejetus, vadinamuosius barionus.

Pavyzdžiui, barionas Xi cc++, yra sudarytas iš dviejų c kvarkų ir vieno u kvarko, kuris daug masyvesnis už neutronus ir protonus sudarančius u ir d kvarkus.

Iš masės virtimo energija (E=mc² ) galios semiasi atomų skilimo ir sintezės reakcijos, tad palyginant atominę energiją su šio naujai atrastu subatominiu procesu, galima susidaryti įspūdį, kiek ten tūno galios.

Paėmus deuterį (protonas ir neutronas) ir energingai suspaudus su tričiu (protonas ir du neutronai), susidarys helis (du protonai ir du neutronai). Dar vienas neutronas iš nusikaltimo vietos pasprunka.

Šios pastangos atlyginamos 17,6 MeV energijos ir vandeniline bomba.

Karlinerio ir Letzterio apskaičiavo neseniai LHC atrasto c kvarko sintezės energiją 12 MeV. Kaip dviems mažutėlaitėms dalelėms, toks rezultatas netgi labai neblogas.

O ką, jei panaudotume kitą, sunkių kvarkų, porą? Pavyzdžiui, b kvarkų? Išsiskirtų pribloškianti 138 MeV energija.

Tikriausiai tokius skaičius išvydę fizikai įnirtingai stukseno skaičiuotuvo ekranus.

Matant tokius įspūdingus energijos rezultatus, pirmoji reakcija būtų džiaugsmas dėl naujo atrasto tokio milžiniško energijos kiekio gavimo iš mažo objekto būdo. Ir paskui dar atominių grybų debesų vaizdai.

Bet, pasirodo, nebus nei to, nei kito.

Kitaip nei atomai, b kvarkai negali būti sulašinti į buteliuką ir sumontuoti į raketą. Jie egzistuoja maždaug pikosekundę po atominės avarijos dalelių greitintuve, o paskui transformuojasi į daug lengvesnį u kvarką.

Tad kvarkų bombos ir kvarkų sintezės varikliai lieka mokslinės fantastikos kūrėjams, ir, laimei, nepaklius į teroristų ar priešiškai nusiteikusių valstybių rankas.

Bet kol – priklausomai nuo požiūrio taško – griežiame dantimis nepatenkinti, ar braukiame palengvėjimo prakaito lašus, tai išties stulbinanti masės ir energijos prigimties ir kvantinio mastelio keistenybių įžvalga.

Tyrimas publikuotas Nature .

Mike Mcrae
sciencealert.com