Как сделать протон
Добавил пользователь Алексей Ф. Обновлено: 05.10.2024
На самом деле существует способ получения золота из ртути .
Ещё в марте 1924 года профессор Токийского университета Хантаро Нагаока на протяжении 4 часов воздействовал электрическим
напряжением 150 000 вольт на изотоп ртути, покрытый диэлектрическим слоем парафинового масла. Тогда ему удалось получить несколько миллиграммов золота и платины.
Однако получать золото искусственным путём гораздо сложнее,
чем алмазы .
В отличие от углерода, золото встречается только в единственной форме. Располагая атомы углерода по-разному, можно получать его аллотропные модификации : графит, алмаз, фуллерен, графен и так далее.
Чтобы искусственно создать алмаз, достаточно взять его любую другую аллотропную модификацию и перестроить атомы под алмазную форму (например, используя высокое давление).
Но чтобы создать золото , для начала, необходим самый простой , подходящий для этого исходный материал — ртуть . Затем необходимо удалить из него 1 электрон, 1 протон и 3 нейтрона , прорвавшись через 80 электронных слоёв. Невероятно трудно удалить протоны и нейтроны, являющиеся частью очень маленького ядра.
Простое сравнение . Чтобы создать алмаз нужно найти несколько автобусов, длиной 10 м, находящихся на стоянке и припарковать
их в другом порядке. Автобусы связаны между собой цепочками, которые придётся разорвать во время перемещения и снова сцепить, когда всё будет на месте.
Теперь к золоту . Представим, что в распоряжении находится 10-метровая сфера . Сверху, в продольном направлении наблюдается нечто, похожее
на 10-метровый автобус, состоящее из 80 плотных металлических листов.
После того, как будут распилены или разорваны все листы, удастся достигнуть центрального ядра, размером с песчинку (около 0.1 мм). При ближайшем рассмотрении становится понятно, что крошечное ядро состоит из 201 более мелкой части .
Множество этих самых кусочков чрезвычайно сильно связаны между собой (сильное ядерное взаимодействие является самым мощным среди 4 фундаментальных сил на малых расстояниях). Теперь с хирургической точностью нужно удалить 4 кусочка из 201 . Но не любые 4. На самом деле здесь 80 кусочков одного вида и 121 кусочек другого . Нужно удалить 1 из 80 и 3 из 121.
Как только всё будет сделано, 79 из 80 ранее разорванных листов укладываются обратно, и вуаля, золото создано . Вот только на все операции внутри ядра есть всего несколько секунд, иначе всё станет непригодным , часть кусочков разлетится.
Кроме того, кусочки будут перемещаться странным волнообразным образным образом , поэтому с первого раза вряд ли получится подобрать необходимую комбинацию. Можно начать с тысячи подобных сфер
надеясь, что в нескольких случаях удастся всё сделать правильно
и вовремя вернуть на место 79 металлических листов.
На высоком уровне Proton – это уровень совместимости, который позволяет играм Windows запускаться на операционных системах на базе Linux. В прошлом для запуска компьютерных игр на Linux требовалось запускать игры Steam через программное обеспечение под названием Wine (аббревиатура от “Wine – не эмулятор”).
Valve совместно с разработчиками CodeWeavers создала Proton как форк Wine, а затем встроила эту технологию в сам Steam как часть Steam Play – инициативы компании “купи один раз, играй на любой платформе ПК”.
Valve создала Proton после того, как ее инициатива Steam Machine, потерпела неудачу, отчасти из-за того, что компания полагалась на гораздо меньшую игровую библиотеку Linux.
“Со Steam Machine всегда была классическая проблема курицы и яйца”, — сказал IGN дизайнер Скотт Далтон. “Это привело нас на путь Proton, где теперь есть все эти игры, которые действительно запускаются”.
Как настроить Steam Proton?
В настоящее время Steam для Linux не включает Proton по умолчанию. Вам нужно вручную включить его или придерживаться игр, которые предлагают собственный порт Linux. Учитывая, как мало игр предлагают собственные версии для Linux, мы очень надеемся, что Valve включит Proton/Steam Play по умолчанию в Steam Deck, иначе будет много недовольных клиентов.
Если вы уже используете Linux, вы можете включить Proton, открыв настройки Steam и нажав на опцию “Steam Play” в нижней части навигационной панели. (На компьютерах с Windows эта опция будет недоступна). Там вы увидите поле, в котором можно установить флажок “Включить Steam Play для поддерживаемых игр”. Это включит Proton для игр, подтвержденных для работы с технологией и добавленных Valve в белый список. Вы также увидите расширенный вариант “Включить Steam Play для всех остальных игр”, который включит Proton для всех игр после перезапуска клиента.
PortProton – как запустить игры в Linux без Steam
PortProton Linux – позволяет использовать версию WINE от Valve (Proton) без Steam даже для новичка в нашей любимой системе! Включает в себя набор скриптов совмещенных с самим wine-proton и множество уже настроенных оптимизаций для вашего удобства запуска программ и игр под Linux.
Как установить PortProton в Linux
PortProton доступен почти для всех операционных систем на базе Linux. В этом руководстве я буду использовать Kubuntu 21.10.
Для начала вам нужно установить последнюю версию драйверов
Для пользователей AMD введите в терминале следующие команды
sudo dpkg --add-architecture i386 && sudo add-apt-repository multiverse && sudo sudo add-apt-repository ppa:kisak/kisak-mesa && sudo apt update && sudo apt upgrade -y && sudo apt install mesa-vulkan-drivers mesa-vulkan-drivers:i386 libvulkan1 libvulkan1:i386 vulkan-utils mesa-utils -y
Также установите необходимые зависимости
Ubuntu/Linux Mint
sudo dpkg --add-architecture i386
sudo add-apt-repository multiverse
sudo apt update && sudo apt upgrade
sudo apt install bubblewrap curl gamemode icoutils tar vulkan-tools libvulkan1 libvulkan1:i386 wget zenity zstd steam cabextract
Manjaro/ArchLinux
sudo pacman -Sy curl gamemode icoutils wget zenity bubblewrap zstd cabextract tar steam
Deepin OS/Debian
sudo apt install software-properties-common -y && sudo apt-add-repository non-free && sudo dpkg --add-architecture i386 && sudo apt update && sudo apt upgrade
sudo apt install bubblewrap curl gamemode icoutils tar vulkan-tools wget zenity zstd libvulkan1 libvulkan1:i386 steam cabextract
Fedora
Включаем Non-free репозиторий:
Устанавливаем необходимые зависимости:
sudo dnf update && sudo dnf upgrade --refresh && sudo dnf install curl gamemode icoutils libcurl wget zenity bubblewrap zstd cabextract tar goverlay steam
Далее устанавливаем PortProton
Обычная установка:
wget -c "https://github.com/Castro-Fidel/PortWINE/raw/master/portwine_install_script/PortProton-97" && sh PortProton-97
Тихая установка:
wget -c "https://github.com/Castro-Fidel/PortWINE/raw/master/portwine_install_script/PortProton-97" && sh PortProton-97 -rus
После успешной установки, вы найдете у себя в домашней директории новую папку “PortProton”, в которой и будут храниться все ваши установленные игры и приложения windows.
Запустите файл “PortProton.desktop”, который содержит множество настроек (первый запуск будет долгим, потому что он установит дополнительные библиотеки wine gecko, wine mono и т.д)
Вы можете выбрать какую версию DirectX использовать DX11, DX12 или OpenGL
Также, можно выбрать с какой версии запускать игру/приложение – Proton от Steam, или же ProtonGE
Если вы купили игру не в Steam, это не проблема, ведь вы можете установить любой из доступных выше магазинов, таких как – Wargaming, BattleNet, EpicStore и другие
Запустите exe-файл установки игры, и подождите пока скрипт установит дополнительные библиотеки(это только при первом запуске)
После успешной установки, программа спросит вас “Хотите ли вы добавить ярлык в меню приложений”. Это очень удобно.
Вы когда-нибудь мечтали стать богатым в одночасье? А что, если бы вы могли сделать золото из других металлов, таких как свинец?
Именно этого пытались добиться алхимики Средневековья. Их целью был "философский камень", "эликсир" или "настойка", которые даровали бы бессмертие, молодость и избавление от всех болезней, а также несметные богатства тем, кто их употреблял. Одним из самых интересных свойств эликсира было то, что он мог превратить любой неблагородный металл, например, свинец, в сверкающий кусок золота. Превращение одного элемента в другой называется трансмутацией.
Однако об эликсире ходили легенды, и алхимикам никогда не удавалось превратить свинец в золото. Их ждала неудача, поскольку ни одна обычная химическая реакция не может превратить свинец в золото.
Однако смогли бы ученые современного мира, с нашими расширенными химическими знаниями и более совершенными инструментами, совершить этот химический подвиг?
Что такое элемент?
Превращение свинца в золото означает превращение одного элемента в другой. Каждый элемент определяется количеством протонов (называемых атомным номером) и нейтронов (протоны + нейтроны = массовое число), составляющих его ядро; количество электронов не так важно для определения элемента.
Свинец имеет атомный номер 82 (82 протона в ядре), а золото - 79.
Чтобы превратить один элемент в другой, необходимо изменить число протонов в ядре.
Изменение числа нейтронов (при неизменном числе протонов) в ядре приводит к появлению различных видов одного и того же элемента, называемых изотопами. Свинец имеет четыре изотопа, встречающихся в природе, и множество других, созданных в лаборатории.
Превращение одного элемента в другой
Эти субатомные частицы связаны сильными ядерными силами, которые поддерживают стабильность ядра. Попытка преодолеть эти силы требует огромного количества энергии.
Удаление протона или нейтрона из ядра было бы похоже на попытку поднять молот Тора, Мьёльнир, если вы не чисты душой. Добавление субатомной частицы было бы похоже на попытку заставить магниты одного и того же полюса соприкоснуться.
И при добавлении, и при убавлении субатомных частиц выделяется огромное количество энергии.
Но что, если бы вам удалось изменить состав ядра? К сожалению, это дает элементу кризис идентичности, нарушая равновесие сил внутри элемента. Элемент начинает испускать субатомные частицы, чтобы достичь более стабильного состояния, аналогично тому, что происходит при радиоактивном распаде.
Трансмутация посредством радиоактивности
Большинство элементов после висмута в периодической таблице радиоактивны.
Радиоактивный распад - не лучший способ получения золота. Во-первых, радиоактивным элементам требуются месяцы, а то и годы или тысячелетия, чтобы распасться на более распространенные элементы. Радию-226 требуется 1600 лет, чтобы распасться наполовину. Во-вторых, радиоактивные излучения могут вызывать такие заболевания, как рак и проблемы со щитовидной железой.
В-третьих, уран, торий и радий после распада превращаются в свинец. Свинец стабилен и не распадается дальше, что печально, учитывая, что у золота всего на 3 протона меньше, чем у свинца.
Ядерная трансмутация в ядерном реакторе
Если исключить радиоактивность, какой еще метод можно использовать для превращения свинца в золото? Что ж, есть несколько вариантов.
Использование свинца для получения золота - не самая лучшая стратегия, поскольку у свинца на 3 протона больше, чем у золота. Лучше использовать либо ртуть (на 1 протон больше, чем у золота), либо платину (на 1 протон меньше, чем у золота).
Самые ранние эксперименты по превращению неблагородного металла в золото относятся к 1924 году. Независимо друг от друга исследователи Нагоака в Японии и Мите и Штаммрайх в Германии преобразовали ртуть в золото, подвергнув ртуть воздействию высоких электрических токов. Более поздние исследователи, проводившие подобные эксперименты, получили отрицательные результаты, что поставило эти выводы под сомнение. Таким образом, воздействие на ртуть электрическим током, возможно, не является решением проблемы.
Другой вариант - бомбардировка ртути или платины субатомными частицами, такими как протоны и нейтроны. В 1941 году исследователи бомбардировали ртуть быстрыми нейтронами и превратили металл в золото и платину. В 1936 году исследователи бомбардировали платину дейтронами (ядро с протоном и нейтроном; ядро дейтерия), что привело к образованию радиоактивных изотопов платины, которые распались на золото.
Если у вас есть большие запасы свинца, которые вам нужно использовать, то в эксперименте 1996 года было обнаружено золото после облучения свинца протонами с энергией 600 МэВ.
Сколько золота вы можете сделать?
Если вы начали мечтать о том, как разбогатеть, делая золото, позвольте нам разрушить ваши мечты.
Во-первых, большая часть золота была радиоактивной, что означает, что оно, скорее всего, распадется. К сожалению, не существует химического способа превратить радиоактивное золото в обычное.
Во-вторых, во всех этих экспериментах золото было получено в количестве менее 1 мг. Часто золото обнаруживалось лишь в следовых количествах. В одном из отчетов написано, что золото, полученное Мите и Штаммрайхом, стоило всего 1 доллар, но его изготовление обошлось им в 60 000 долларов! Вы были бы очень глубоко в долгах к тому времени, когда получили бы хоть какое-то полезное золото в результате таких экспериментов.
Исследователей, проводивших эти эксперименты, больше интересовало поведение атомов и их субатомных частиц, а не то, чтобы на самом деле заработать состояние на золоте. Даже если бы некоторые из этих исследователей были нацелены на деньги, они скорее разбогатели бы, открыв что-то действительно полезное (например, бесконечный и устойчивый источник энергии).
Ученые использовали свои технологии трансмутации для создания новых элементов. Такие элементы, как прометий, технеций и многие элементы из ряда лантанидов и актинидов, являются рукотворными. В 2020 году исследователи сообщили о создании нового элемента с атомным номером 113 путем слияния атомов цинка с атомами висмута. Один из исследователей, работавших над проектом, сообщил, что потребовалось более 4 миллиардов столкновений, чтобы создать элемент всего три раза.
В общем, кого волнует, что из свинца нельзя делать золото? Ученые работают над еще более крутыми проектами - надеемся, что они принесут пользу всем нам!
Меня уже несколько раз просили подробнее рассказать о термоядерном синтезе, термоядерных реакциях и вот этом вот всём. Тема действительно важная, ведь этот процесс является одним из ключевых источников энергии в современной Вселенной (благодаря нему, например, светит наше Солнце) и, возможно, в будущем станет почти неисчерпаемым источником энергии для Человечества, то есть для нас с вами.
Самая знаменитая формула на свете
Если вы интересуетесь физикой, то, думаю, хоть раз в жизни видели эту формулу:
Например, при столкновении частицы с её античастицей (скажем, электрона и позитрона) они взаимно уничтожаются с выделением энергии. То есть, их масса полностью переходит в энергию, и величина выделившейся энергии в точности определяется вышеупомянутой формулой, где под массой имеется в виду суммарная масса позитрона и электрона.
Но верно и обратное: не только масса способна превращаться в энергию, но и энергия способна превращаться в массу – или по крайней мере всё будет выглядеть так, что тело приобрело дополнительную массу в результате наделения его энергией.
Например, если мы разгоним частицу в ускорителе, то с точки зрения внешнего наблюдателя она начнёт вести себя так, как будто её масса выросла. Более яркий пример – фотоны, или кванты, т.е. мельчайшие порции, электромагнитного излучения. Согласно современным представлениям (с существенной точностью подтверждённым экспериментами) они вообще не имеют массы. Однако они обладают энергией, и поэтому в реальности ведут себя так, как будто масса у них есть.
И более того: в подавляющем большинстве случаев, когда мы говорим о массе, на самом деле мы имеем в виду выглядящую как массу энергию. Объясню, что я имею в виду.
Несуществующая масса
Окружающие нас тела состоят из молекул, молекулы состоят из атомов, а почти вся масса атомов сосредоточена в атомных ядрах. Атомные ядра, в свою очередь, состоят из протонов и нейтронов, то есть, получается, что масса окружающих нас тел в значительной степени определяется исключительно тем, какую массу имеют составляющие их протоны и нейтроны (с некоторыми оговорками, о которых речь пойдёт ниже).
Протоны и нейтроны, в свою очередь, состоят из кварков: в каждом из них их по три. Так вот: если мы просуммируем массу кварков, составляющих, например, протон, то окажется, что их суммарная масса составляет лишь около 1/10 от массы протона. Откуда же берутся остальные 9/10, ведь внутри протона кроме кварков других массивных, т.е. имеющих массу, частиц нет?
Структура протона: два u-кварка и один d-кварк
Всё дело в том, что кварки внутри протона или нейтрона находятся в поле ядерного взаимодействия, которое называется сильным взаимодействием. Это одна из фундаментальных физических сил, известных нам на сегодняшний день, наряду с силой тяжести, электромагнитной силой и ещё одним видом взаимодействия, именуемого слабым: в повседневной жизни мы с ним не сталкиваемся, в нашем тексте о нём речи также не будет, так что пока отложим его в сторону.
Мы знаем, что тело, помещённое в некоторое поле, в результате получает определённую энергию. Например, камень, поднятый над землёй, начинает обладать потенциальной энергией, пропорциональной его массе, ускорению свободного падения (то есть характеристике гравитационного поля Земли) и высоте. Будет обладать потенциальной энергией и заряженное тело, помещённое в электрическое поле.
Точно также и кварки внутри протона и нейтрона обладают определённой (и весьма значительной!) энергией, обусловленной их участием в сильном взаимодействии друг с другом.
2+2=?
Пойдём дальше, и соединим протоны и нейтроны в более сложные структуры – атомные ядра. Например, одно из простейших сложных ядер – это ядро атома дейтерия, состоящее из одного протона и одного нейтрона. Дейтерий – старший брат обычного водорода, ядро которого по сути представляет собой одиночный протон.
Так вот, масса протона составляет примерно 1,0073 т.н. атомной единицы массы, или а.е.м (1/12 массы атома углерода). Масса протона составляет 1,0087 а.е.м. Чему же будет равна масса ядра дейтерия? По идее, 1,0073 + 1,0087 = 2,016 а.е.м, не так ли?
А вот и не угадали. На самом деле масса ядра дейтерия – 2,0136 а.е.м, то есть примерно на 0,0024 меньше, чем должна быть.
Классическим примером является поведение мелких капель воды на оконном стекле или капель жира на поверхности супа. Вы, думаю, видели, как такие мелкие капельки сливаются в более крупные. В целом любые жидкие капли проявляют склонность к такому слиянию. Причина – более крупные капли обладают меньшей энергией, а точнее, меньшей энергией поверхностного натяжения.
При этом надо помнить, что энергия поверхностного натяжения – это, в конечном счёте, энергия взаимодействия молекул внутри жидкости (которая, кстати, имеет электрическую природу, но об этом тоже в другой раз). И вот оказывается, что объект с большим числом частиц (большим объёмом, т.е. в данном случае большей массой) обладает меньшей энергией.
В русскоязычной физической литературе эту разницу принято называть дефектом массы (имея в виду, что масса итогового ядра меньше суммы масс компонентов), в англоязычной же говорят об избытке массы (mass excess), имея в виду, что исходные компоненты по сумме тяжелее, чем получившееся из них ядро.
Больше – значит… легче?
Эта тенденция характера для всех лёгких атомов: чем больше количество протонов и нейтронов в атоме, тем меньшая масса приходится на каждый протон и нейтрон. А значит, при слиянии более простых атомов в более сложные будет выделяться энергия. Именно этот процесс называется ядерным (термоядерным) синтезом.
Последний вариант превращения массы в энергию мы уже освоили и используем в атомных реакторах, радиоизотопных электрогенераторах и других устройствах. Однако эта технология обладает рядом недостатков: для реакторов необходимо достаточно редкое и дорогое топливо, запасы которого к тому же ограничены; кроме того, побочным продуктом реакции являются высокорадиоактивные отходы, обращение с которыми представляет известную трудность.
Ядерный синтез перспективнее, однако освоить его сложнее: если тяжёлые радиоактивные ядра в принципе распадаются сами по себе, и нам остаётся лишь собирать выделившуюся энергию. Но для того, чтобы заставить склеиться лёгкие ядра, надо приложить немало сложностей.
Вопреки кулону
Вернёмся к нашему примеру с каплями на стекле (или, скажем, на поверхности супа): мы видим, что они достаточно легко сливаются без всяких усилий с нашей стороны, так как природа склонна переводить системы в состояние с минимальной энергией. Но если мы придадим нашим каплям некий одноимённый электрический заряд, то мы увидим, что сливаться капли перестали. Причина понятна: сила электростатического отталкивания препятствует их достаточному сближению.
Физики говорят, что электрические силы создают между атомами потенциальный барьер, который ещё называют кулоновским. Для того, чтобы атомы могли преодолеть этот барьер и столкнуться, запустив процесс ядерного синтеза, они, во-первых, должны находиться достаточно близко друг к другу, а во-вторых иметь достаточную скорость. На языке параметров вещества это означает, что для запуска термоядерного синтеза вещество должно находиться под большим давлением и иметь высокую температуру.
Причём высокую – это мягко сказано: речь идёт о миллионах и даже десятках миллионов градусов. Для сравнения, самый жаростойкий материал, сегодня известный человечеству, а именно особый вид карбонитрида гафния (Hf-CN) имеет температуру плавления порядка 4000 градусов. Увы, это примерно в две тысячи раз меньше, чем нужно.
В принципе, мы уже умеем запускать термоядерные реакции в земных условиях – собственно, именно это происходит в термоядерных бомбах. Но там экстремальные давления и температуры возникают в эпицентре ядерного взрыва: огромная энергия выделяется за доли секунды, что отлично подходит для произведения чудовищных разрушений.
Но мирно собрать и использовать выделившуюся таким образом энергию сложновато: в термоядерном реакторе, в отличие от бомбы, энергия должна выделяться постепенно, небольшими порциями, то есть, быть устойчивой.
Устойчивые термоядерные реакции вполне прекрасно идут, например, в недрах звёзд, в том числе нашего Солнца – именно благодаря выделяющейся в результате этих реакций энергии оно и светит. Однако там экстремальные условия (температура и давление) возникли в результате гравитационного сжатия колоссальных масс вещества. Гравитация системы также обеспечивает устойчивость реакции.
Солнечная топка
В Солнце основым видом термоядерной реакции является многоступенчатое превращение водорода в гелий.
Сначала два атома водорода – по сути, обычные протоны – сливаются в нестабильную систему под названием дипротон, т.е. пару протонов, он же изотоп гелий-2. Этот изотоп крайне нестабилен и распадается в среднем через миллиардную долю секунды. Но иногда за это время один из протонов может спонтанно превратиться в нейтрон, и тогда дипротон превратится в стабильный тяжёлый водород – дейтерий (1 протон, 1 нейтрон).
На каждом из этих этапов выделяется энергия, благодаря которой, повторимся, и светит Солнце.
Однако на Земле осуществить подобный цикл невозможно по ряду причин.
Превращение дипротона в дейтерий – процесс вероятностный, причём вероятность того, что это случится, на самом деле невелика с учётом малого времени жизни дипротона. Для того, чтобы такая реакция шла и давала выход энергии, нужны колоссальные массы вещества. Но это полбеды, можно было бы работать, скажем, с уже готовым дейтерием (он в достаточных количествах содержится в любом количестве водорода, например, того, который можно получить из простой воды). К сожалению, это не единственная сложность.
Для того, чтобы в реакторе существовало гравитационное поле, способное создать и поддерживать условия для термоядерной реакции, масса реактора должна быть сравнимой с массой Солнца - строго говоря, быть не меньше 0,078 его массы, или примерно в 26 тысяч раз тяжелее Земли. По понятным причинам, создать нечто подобное нам пока не под силу. Нужно идти другим путём.
Например, можно вместо гравитации использовать для обжатия и нагрева термоядерного топлива электромагнитные поля.
Например, можно поместить топливо в специальную конструкцию в виде полого тора (проще говоря, бублика) покрытую проводящей обмоткой. Если через эту обмотку пропускать электрический ток, то возникнет магнитное поле, которое сдавливать плазму, обжимая её от краёв канала к центру и удерживая в своеобразной магнитной ловушке без непосредственного контакта материалов реактора с раскалённым веществом.
Схема устройства
Вид изнутри.
. и снаружи
На практике же реализовать всё это достаточно сложно, ведь находящееся в столь экстремальном состоянии вещество обладает особенностями поведения, в которых мы пока что недостаточно хорошо разбираемся. И сейчас тысячи учёных по всему миру усиленно работают над тем, чтобы приручить электромагнитные поля и раскалённое вещество, заставив их подчиняться нашей воле.
На пути к искусственному Солнцу
Во-первых, с собой этот нейтрон уносит значительную (80 %) часть энергии, вырабатываемой при реакции синтеза, что сильно уменьшает её КПД.
Например, если бы удалось создать условия, в которых сможет протекать более требовательная к ним реакция между атомами только дейтерия (без трития), то это уже вывело бы перспективы термоядерной энергетики на совершенно новый уровень. Увы, пока мы их запускать не умеем.
Термоядерные реакции в дейтериевом (D) монотопливе: p — протон, n — нейтрон, T — тритий, He — гелий, в конце указана выделяющаяся энергия
Безнейтронные реакции синтеза
К сожалению, гелий-3 на Земле практически не встречается, и его надо либо получать искусственно (возможно, но дорого, хотя и дешевле трития), либо можно привезти с Луны, где его по идее много. Какой путь окажется дешевле –пока неясно (космические технологии тоже не стоят на месте!), но сначала нужно научиться нормально работать с раскалённой плазмой.
Физики на Большом адронном коллайдере изучили партоны — совокупности кварков и глюонов внутри протонов. Это позволило глубже заглянуть во внутреннюю структуру этих частиц.
Исследователи проанализировали внутреннюю структуру протонов и выяснили, как внутри этих частиц взаимодействуют кварки и глюоны
Почему это важно? Протоны наравне с нейтронами составляют ядра атомов и отвечают за большую часть их массы. Также протоны отвечают за заряд ядра. Исследование этих частиц важно не только для понимания фундаментальных свойств составляющих атом нуклонов, но и для поиска новых процессов и сил в физике частиц.
Как проходило исследование? Новая работа показала, что в дополнение к хорошо известным верхним и нижним кваркам, которые находятся внутри протона, в этом нуклоне также существуют пары кварк-антикварк. Таких возможных пар очень много — теоретически они представляют собой пары всех типов кварков, связанных вместе при помощи глюонов. В настоящее время исследования столкновений протонов с протонами на БАК позволяют подробно изучить так называемые функции распределения партронов (частиц из кварков и глюонов), в частности, состав протона глюонного и кваркового типа.
Несколько экспериментов и теоретических групп по всему миру работают над пониманием функций распределения партронов. Хотя их результаты в целом согласуются, в области высоких импульсов наблюдаются некоторые различия, которые могут повлиять на поиск физики за пределами Стандартной модели.
Кроме того, становится все более очевидным, что лучшее понимание функций распределения в средних областях импульсов необходимо, если физики хотят найти доказательства новых физических процессов и отклонений от Стандартной модели таких величин, как масса W-бозона или угол слабого смешения. Для этого потребуется знать функции распределения партронов с точностью ~1%.
Читайте также: