Вера Черногорова - Беседы об атомном ядре

Будет ли ядро в этом новом состоянии устойчивым или, наоборот, неустойчивым — неизвестно. В обычных ядрах постоянная плотность поддерживается равновесием между силами притяжения и сменяющими их на малых расстояниях между нуклонами столь же мощными силами отталкивания. Но, может быть, при еще большем сближении ядерных частиц они опять начнут притягиваться друг к другу? Тогда естественно предположить, что на этих сверхблизких расстояниях ядерное вещество «схлопывается» в более компактную, более крепко связанную систему нуклонов.

Образование стабильного ядра с повышенной плотностью должно сопровождаться выделением энергии, в десятки раз большей, чем, например, в реакции деления ядра урана. Поэтому открытие сверхплотного состояния ядерного вещества и возможности искусственного получения сверхплотных стабильных ядер произвели бы настоящий переворот в ядерной энергетике.

Первая статья А. Мигдала с подробным изложением основ новой гипотезы о структуре ядра была опубликована в 1971 году, но осталась как-то не замеченной экспериментаторами. Требовался некоторый срок для преодоления «здорового консерватизма» физиков.

На Международной конференции по физике высоких энергий и структуре ядра в Санта-Фе доклад о последних результатах, полученных группой сотрудников Института теоретической физики АН СССР под руководством А. Мигдала, был прослушан с большим интересом. Внимание к этой оригинальной и достаточно глубоко разработанной идее о сверхплотных ядрах в последнее время подогревается быстрым развитием релятивистской ядерной физики. Появилась надежда, что с помощью ускоренных сложных ядер удастся получить сверхсжатое ядерное вещество.

Недавно в Беркли (США) были проведены первые эксперименты по обнаружению ударных волн во взаимодействиях релятивистских ядер. Однако американским физикам не удалось сделать определенного вывода. Более удачной, по-видимому, оказалась попытка ученых из ФРГ. Исследуя параметры треков вторичных частиц в фотоэмульсиях, которые подвергались облучению потоком релятивистских ядер гелия на синхрофазотроне Дубны, немецкие физики пришли к более определенному заключению: соударение релятивистских ядер рождает ударную волну, которая со скоростью, всего в три раза меньшей скорости света, прокатывается по ядерному веществу.

Физики-экспериментаторы из Калифорнийского технологического института воспользовались тем обстоятельством, что на ускорителе Бевалаке можно было получить ядра аргона с релятивистскими скоростями, и попробовали с их помощью создать сверхплотные ядра. Идея эксперимента заключалась в следующем. Налетающее ядро аргона могло, грубо говоря, проделать отверстие в тяжелом ядре мишени, состоящей из химического элемента свинца. Выбитая колонка (цилиндрик) из спрессованных нуклонов, объединившись с ядром аргона, могла образовать сверхплотное ядро с зарядом, бóльшим, чем у ядра аргона.

Американские ученые не обнаружили в этой реакции вторичных быстрых ядер с большим зарядом. Однако отрицательный результат никого не обескуражил — ни теоретиков, ни самих экспериментаторов. Он мог быть связан просто с недостаточно большой энергией ядер аргона либо с необходимостью использовать более тяжелые релятивистские ядра. Возможно, сверхплотные ядра удастся получить только на специальных релятивистских ускорителях атомных ядер, которых еще нет ни в одной лаборатории мира, но которые уже получили свое название — «нуклотрон».

— А не заглянуть ли ядерщикам в космос, подобно физикам-элементарщикам? Вдруг они найдут сверхплотные ядра на Солнце или в какой-нибудь галактике?

— Да, ученые размышляют о том, где можно найти сверхплотные ядра. Но пока межгалактические трассы еще не открыты; релятивистская ядерная физика помогает человеку осваивать ближайшее к Земле космическое пространство.

Ученые еще мало знают, какой конкретно была далекая юность вселенной, да и то, что о ней известно, в основном результат математических расчетов, экстраполяций назад во времени, в прошлое. Тем легче к этому не совсем ясному прошлому относить появление всего того, чему пока нет четких объяснений.

Этому периоду приписывалось рождение античастиц, таинственных кварков, монополей Дирака. И совершенно естественно было предположить, что если в природе существуют сверхплотные ядра, то они, конечно же, возникали в этой начальной стадии развития вселенной, когда ее вещество было еще сверхгорячим и сверхплотным.