Глава 376: Атомный зонд He3
На переднем крае теоретической физики было обычным делом бросать частицу в непредсказуемую хаотическую систему.
Тогда систему можно было наблюдать косвенно по движению частицы.
На самом деле, идея экспериментального предложения Лу Чжоу возникла из его более ранней работы в ЦЕРНе.
Всю систему плазмы можно было рассматривать как бильярдный стол, где по удару можно было узнать, где находятся шары.
Что касается частицы, которая будет играть роль «белого шара», то лучшего варианта, чем гелий-3, не было.
Во-первых, его атомный диаметр был мал. Он состоял из двух протонов и одного нейтрона, что было близко к атомной массе гелия-2, а структура ядра была стабильнее гелия-2! Он не только мог избежать неразличимых многоатомных столкновений, но и мог легче проходить сквозь плазму.
Чтобы достичь температуры, при которой происходила реакция синтеза гелия-3 и дейтерия, потребовалась бы температура, в сто раз превышающая магнитное поле.
Поэтому лучшего варианта, чем гелий-3, не было!
Из-за большого количества частиц в плазменной системе влияние атома гелия 3 на всю систему было незначительным. В конце концов, бросить один атом в систему было гораздо лучше, чем ввести атомный зонд!
Атом гелия-3 прошел через плазму и столкнулся с частицами в системе. Электромагнитные волны, генерируемые при столкновении, будут действовать как «звуки», которые сможет услышать прибор наблюдения. Используя эти данные, можно было анализировать макро- и микроскопические параметры плазменной системы.
После этого атом гелия-3 столкнется с материалом мишени, и данные о столкновении также будут записаны.
Пока атом гелия-3 сталкивался с плазменной системой и можно было собирать данные об электромагнитных волнах, генерируемых столкновением, и данные о воздействии на материал мишени, Лу Чжоу был уверен, что сможет косвенно проанализировать систему, используя математические методы.
Это можно привести к простой аналогии.
Если бы кто-то измерял показатель преломления воды, изучение всей водной системы было бы слишком сложным. Однако изучить один пучок света, инжектированный в воду, и наблюдать за изменением угла было бы гораздо проще.
Эксперимент Лу Чжоу состоял во введении частицы гелия-3 в плазменную систему!
«… Нам нужно только установить большой материал-мишень в форме ладони на первой стенке стелларатора, чтобы уловить частицу гелия-3, испускаемую атомной пушкой, которая может образоваться при столкновении гелия-3 с атомами трития в эмиссионный цикл. Сигнал электромагнитной волны и данные ударного углового момента при попадании конечного гелия-3 в цель могут быть зарегистрированы. Тогда мы сможем косвенно анализировать состояние плазмы под высокотемпературным давлением!»
«Я не говорю, что это невозможно сделать, — профессор Лазерсон посмотрел на Лу Чжоу и сказал, — но вы уверены, что сможете обработать данные? Если мы запустим N частиц, то будет задействовано N переменных! Мы также должны учитывать возмущение магнитного поля в плазме…»
При достаточном количестве переменных даже суперкомпьютер не смог бы рассчитать модель.
Однако Лу Чжоу не был шокирован словами Лазерсона.
Лу Чжоу был уверен и сказал: «Я на 90% уверен, что это сработает».
Хотя построение математической модели звучало утомительно, суперкомпьютер не мог ничего решить.
Лу Чжоу верил в свою способность строить теоретические модели.
Профессор Лазерсон немного колебался и не мог принять решение.
В теории идея должна работать. Однако предполагалось, что Лу Чжоу сможет завершить свою теоретическую модель и что атом гелия-3 будет производить электромагнитные волны.
Затем им нужно будет успешно проанализировать собранные данные.
Данные, которые нельзя было проанализировать, ничем не лучше случайного шума.
«… Дай мне повод доверять тебе».
«Достаточно ли гипотезы Гольдбаха?»
Профессор Лазерсон сказал: «Недостаточно! Это только доказывает, что вы эксперт в теории чисел, для меня это ничего не значит!
«Тогда как насчет «теоретической модели структуры электрохимического интерфейса»?» Лу Чжоу сказал: «Я знаю, вы скажете, что это означает только то, что я эксперт в теоретической и вычислительной химии, а не в плазме, верно?»
Профессор Лазерсон ничего не сказал.
Лу Чжоу продолжил: «Но я хочу сказать вам, что все мои исследования основаны на данных. Обработка данных, анализ данных… Я обработал гораздо больше данных, чем может дать этот эксперимент!»
Профессор Лазерсон потерял дар речи и глубоко задумался.
Лу Чжоу увидел, что он не говорит, и продолжил: «Поверьте мне! Звучит сложно, но это не невозможно! Нам нужно только использовать атомный зонд, чтобы ввести гелий-3 в плазму.
«Если мы добьемся успеха…»
Лу Чжоу посмотрел на него и сказал: «Тогда это, несомненно, будет изобретение, достойное Нобелевской премии».
Нобелевская премия была не только наградой за теоретические открытия, но и крупными изобретениями, которые произвели революцию в мире.
Например, в октябре 2017 года Нобелевская премия по химии была присуждена трем ученым, которые изобрели криоэлектронный микроскоп.
Согласно тому, что сказал Старый Цю, если бы кто-то смог разработать метод наблюдения за параметрами высокотемпературной плазменной системы, влияние на физику было бы огромным.
Это также, несомненно, подтолкнуло бы проект управляемого ядерного синтеза!
«Это звучит…»
Профессор Лазерсон снял очки и вытер очки носовым платком.
Он становился все более и более возбужденным.
Однако он не был уверен.
Лу Чжоу посмотрел на часы; прошло десять минут.
Лу Чжоу уже собирался сдаться и найти кого-нибудь еще, чтобы сотрудничать, но вдруг профессор Лазерсон надел очки.
Он больше не колебался в отношении Лу Чжоу.
Вместо этого…
Он был взволнован!
«… Звучит интересно!»
Лу Чжоу вздохнул с облегчением и улыбнулся, протягивая правую руку.
"Я рад слышать, что."
Наконец, ему не сказали, что «идея нереалистична».
…
Убедительность профессора Лазерсона избавила Лу Чжоу от многих неприятностей.
Принстонская лаборатория физики плазмы была лабораторией мирового класса. Они также сотрудничали с научно-исследовательскими институтами ядерного синтеза по всему миру и обладали огромным количеством ресурсов и талантов.
Они были одним из немногих научно-исследовательских институтов, обладающих таким качеством.
Если профессор Лазерсон все еще не желает, Лу Чжоу придется написать письмо в Институт Макса Планка и проконсультироваться с учеными из Института физики плазмы Макса Планка.
Что касается самого строительства лаборатории с такими же возможностями, как у PPPL…
Это будет стоить намного больше, чем несколько сотен миллионов.
Лу Чжоу достиг соглашения о сотрудничестве с профессором Лазерсоном. Он посоветовался с другими экспертами по этому вопросу и решил назвать эту технологию «атомным зондом гелия-3».
Название команды проекта состояло всего из трех букв.
«Не3».
В течение следующих нескольких дней Лу Чжоу ходил туда-сюда между Институтом перспективных исследований и Лабораторией физики плазмы. Он либо читал литературу по исследованию плазмы, либо работал с профессором Лазерсоном над He3. Он также встретился с экспертами по физике плазмы и инженерами проектной группы, чтобы обменяться идеями по плану эксперимента.
Хотя Лу Чжоу закончил свои теоретические исследования, он все еще был занят.
Пока Лу Чжоу работал над проектом He3, его диссертация была опубликована в Annual Mathematics.
Его диссертация по дифференциальным уравнениям в частных производных наконец-то стала достоянием общественности.
Лу Чжоу не обратил внимания на реакцию математического сообщества на его диссертацию.
По его мнению, особо выдающихся результатов исследований он не дал. Это было лишь укреплением фундамента, заложенного предшественниками.
Однако судьба иногда была прекрасна.
Лу Чжоу не ожидал, что все пойдет в противоположном направлении.
Камень, который он бросил в пруд математики, не утонул. Вместо этого он всплыл наверх…