Вторник, 16.10.2018, 10:08 | Приветствую Вас Гость | Регистрация | Вход
Главная » 2010 » Ноябрь » 25 » Позитронная бомба или как научная фантастика становится реальностью
08:45
Позитронная бомба или как научная фантастика становится реальностью
США разрабатывают научно-фантастическое оружие
Через несколько лет будет готова позитронная бомба
ЧТО ТАКОЕ АНТИМАТЕРИЯ?
Еще в 1929 году великий британский физик Пол Дирак предположил, что каждой частице размером меньше атома соответствует античастица, имеющая противоположный заряд. Первую античастицу - антиэлектрон, или позитрон, - открыл американский физик Карл Андерсон из Калифорнийского технологического института. В 50-х годах в университете Беркли были открыты антипротоны. Основное свойство частиц и античастиц - взаимное уничтожение (аннигиляция) при столкновении. При этом высвобождается значительное количество энергии.
Из античастиц в принципе может быть построено "антивещество" точно таким же образом, как вещество из частиц. Однако возможность аннигиляции при встрече с частицами не позволяет античастицам сколько-нибудь длительное время существовать в веществе. Античастицы могут долго "жить" только при условии полного отсутствия контакта с частицами вещества. Свидетельством наличия антивещества где-нибудь вблизи от известной нам части Вселенной было бы мощное аннигиляционное излучение, приходящее из области соприкосновения вещества и антивещества. Но пока астрофизике неизвестны данные, которые говорили бы о существовании во Вселенной областей, заполненных антивеществом.
Американские военные хотят понять принципы использования антиматерии - практически неисчерпаемого источника энергии. На тридцатилетние фундаментальные исследования затрачены гигантские средства. На базе ВВС Эглин в штате Флорида в рамках Директората боеприпасов создано подразделение под красноречивым названием "Революционные боеприпасы" (Revolutionary Munitions), которое занимается проблемой использования антиматерии в военных целях. Его руководитель Кеннет Эдвардс выступил в марте на конференции в институте Передовых концепций NASA (NASA Institute for Advanced Concepts) в Вашингтоне с докладом о возможных путях практического применения антиматерии, а именно позитронов, в военных целях. Еще зимой члены команды Эдвардса охотно давали интервью. Летом Пентагон, образно говоря, надел на них намордник. С тех пор ВВС США ни словом не обмолвились об исследованиях в области антиматерии. Поэтому проблемой заинтересовалась пресса, в частности, американская газета San Francisco Chronicle. Вернемся теперь к докладу Эдвардса. По его словам, у позитронной бомбы имеется целый ряд преимуществ по сравнению с ядерным и термоядерным оружием. Во-первых, количество энергии, выделяющейся при аннигиляции, больше, чем в ходе ядерной или термоядерной реакции.
Достаточно одного примера: одна миллионная грамма позитрона содержит столько же энергии, сколько 38 килограммов тротила. Простые расчеты показывают, что пятидесяти миллионных грамма позитронов было бы достаточно для взрыва здания Alfred P. Murrah Federal Building в Оклахома-Сити в 1995 году (девятиэтажное здание было практически полностью уничтожено взрывом, эквивалентным 1800 килограммам тротила). Во-вторых, взрыв позитронной бомбы не оставляет радиоактивных продуктов, которые будут разлагаться в течение десятков и сотен лет. Впрочем, не исключается и создание комбинированных боеприпасов, использующих антиматерию наряду с обычным ядерным зарядом. Пока работы над позитронным оружием еще очень далеки от завершения. Расчеты, сделанные учеными NASA, работающими в Glenn Research Center в Кливленде, показали, что для получения одного миллиграмма антиматерии сейчас потребовалось бы около ста миллиардов долларов - слишком дорого, чтобы этот проект был интересен с коммерческой точки зрения. Впрочем, полагает Эдвардс, позитроны в достаточных количествах можно было бы получать на ускорителе элементарных частиц в Лаборатории имени Ферми и на линейных ускорителях в Национальной лаборатории имени Лоуренса в Ливерморе и в Стэнфордском университете. Помимо проблемы производства существует проблема безопасного хранения позитронов. Без ее решения говорить об их практическом применении нет смысла. Для этого требуется надежная изоляция античастиц от обычной материи, при столкновении с которой античастицы аннигилируют. В настоящее время для хранения античастиц используются так называемые ловушки Пеннинга. В них частицы удерживаются от столкновения со стенками ловушки с помощью магнитного поля. Однако поскольку позитроны заряжены одинаково и отталкиваются друг от друга, со временем все они вырываются из магнитного поля и благополучно исчезают, сталкиваясь с обычной материей. Проблемой хранения позитронов занимается фирма Positronics Research LLC под руководством бывшего профессора Университета штата Пенсильвания Джеральда Смита. В качестве альтернативы ловушкам Пеннинга ученые предлагают использовать квазистабильные образования - позитронии. Позитроний представляет собой систему из вращающихся друг вокруг друга позитрона и электрона, которые удерживаются от столкновения электромагнитными полями. За это открытие фирма получила от военного ведомства США 3,7 миллиона долларов. Есть и другие проекты. Например, ВВС активно работают вместе с входящим в систему NASA Центром космических полетов имени Маршалла, где была разработана ловушка антиматерии High Performance Antimatter Trap (HiPAT). Естественно, антиматерию заманчиво использовать и для производства двигателей различного рода космических аппаратов. Например, достаточно далеко продвинулась американская фирма Hbar Technologies . Она получает финансовую поддержку от NASA и разрабатывает концепцию двигателя на антиматерии для космического корабля. Такой двигатель позволит запускать космические корабли на значительные расстояния. При этом летать они будут значительно быстрее тех, что существуют сейчас. Например, по расчетам Hbar Technologies, 17 граммов антиматерии достаточно, чтобы непилотируемый космический аппарат за 40 лет долетел до звезды Альфа Центавра, то есть преодолел расстояние в 4,3 световых года или 4,068 х 1013 километров. Для сравнения можно вспомнить, что расстояние от Земли до Солнца составляет 1,496 х 108 километров, что в 272000 раз меньше. Кстати, Кеннет Эдвардс на мартовской конференции в Вашингтоне заявил, что такой двигатель можно было бы построить в течение пятнадцати лет всего за два миллиарда долларов. Естественно предположить, что американские специалисты накопили достаточно информации, чтобы от теории перейти к практике. Не зря же военное ведомство США наложило запрет на публикацию материалов об исследованиях в области антиматерии. Дело идет к тому, что через пару десятков лет научная фантастика типа Star Track будет смотреться как детская забава. Ведь когда-то фантастикой казалось деление атома. Михаил Витебский
Просмотров: 1252 | Добавил: Администратор | Рейтинг: 0.0/0
Всего комментариев: 0
Имя *:
Email *:
Код *: