Уильям Лоуренс - Люди и атомы

Таким образом, ядерная энергия может быть высвобождена двумя диаметрально противоположными способами. Первый—это деление, т. е. расщепление ядра тяжелого элемента на ядра двух более легких элементов. Второй — синтез, или соединение ядер двух легких элементов в одно ядро более тяжелого элемента. Как при расщеплении, так и при синтезе конечные элементы легче, чем исходные. А потеря массы проявляется в высвобождении громадного количества ядерной энергии.

Практически синтез в условиях Земли возможен только для двух изотопов водорода — дейтерия и трития, а расщепление — только для одного естественного элемента, урана-235, и двух искусственных элементов — урана-233 и плутония.

Итак, при синтезе двух легких атомов в один более тяжелый один плюс один дает меньше двух, а половина от двух — больше чем один.

Напротив, при расщеплении тяжелых элементов один плюс один дает больше двух, а половина от двух — меньше чем один. Такой сумасшедшей арифметикой приходится пользоваться, чтобы понять фантастический мир атомного ядра.

Формула Эйнштейна показала, что и массу, и энергию можно создавать и разрушать, но только в том смысле, что масса может превращаться в энергию и энергия в массу.

При горении угля в тепловую энергию превращается микроскопическое количество — треть миллионной части грамма на килограмм, т. е. треть миллиардной части всей сжигаемой массы. При этом не уничтожается ни одного атома, но каждый атом в процессе горения теряет треть одной миллиардной части своей первоначальной массы, которая и превращается в тепло.

При расщеплении урана в энергию превращается до тысячной части всей расщепляемой массы, что в три миллиона раз больше массы, превращаемой в энергию при сгорании угля. И в этом случае не уничтожается ни одного протона или нейтрона, но каждый из 92 протонов и 143 нейтронов теряет одну тысячную часть массы, которой он обладал до расщепления.

Когда атомные частицы разгоняются в гигантских ускорителях до скоростей, приближающихся к скорости света, т. е. до 297 000 километров в секунду, и затем ударяются о мишень из подходящего элемента, то громадная энергия, заключенная в этих частицах, превращается в пары материальных частиц, называемых мезонами. Мезоны— это цемент 'Вселенной, скрепляющий составные части атома.

Еще более замечательным достижением было превращение чистой энергии в протоны и нейтроны — эти «кирпичики Вселенной», из которых состоит материальный мир *. Этот эксперимент был впервые проведен в 1955 г. в Калифорнийском университете (г. Беркли) в радиационной лаборатории Эрнеста О. Лоуренса на беватроне — гигантском ускорителе, который разгоняет ядер- ные частицы до энергий, превышающих шесть миллиардов электронвольт, что вполне достаточно для создания самых тяжелых элементарных частиц материи из чистой энергии.

Эмилио Сегре, в свое время бывший одним из первых помощников Ферми, и его группа создали не только строительные кирпичики материи, но одновременно и строительные кирпичики «антивещества»,— понятия, противоположного тому, что мы понимаем под массой. Вместе с протоном они создали антипротон — эту неуловимую частицу, которую безрезультатно искали в природе и которая несет на себе не обычный положительный, а отрицательный элементарный заряд электричества. Вместе с отрицательным протоном они также создали антинейтрон, частицу, обладающую магнитными и другими свойствами, противоположными свойствам обычного нейтрона нашей Вселенной.

Другими словами, Эмилио Сегре и его коллеги сумели создать основные строительные кирпичики «антимира»— мира из атомов с положительно заряженными электронами, отрицательно заряженными протонами и антинейтронами, мира, который, как сейчас предполагают, существует где-то па окраинах космического пространства.

* Ни о каком превращении «чистой энергии» в протоны и нейтроны не может быть и речи. Лоуренс неправильно излагает ядерные процессы, имевшие место в проводившемся эксперименте.— Прим, научн. ред.

Если бы такой мир «антивещества» приблизился на достаточно близкое расстояние к миру нашей материи, то это привело бы к моментальной гибели как нашей Вселенной, так и ее зеркального отражения, оба мира в незримый промежуток времени превратились бы в чистую энергию *.

В мире атомов и особенно в атомном ядре миллионная доля секунды — очень большой промежуток времени, миллиардная доля сантиметра — громадное расстояние, а триллионная доля грамма — огромная масса. -