Техника - молодёжи 1959-01, страница 18

через «пустоту». Тек он овладел ионным «и электронным газом. Вместе с тем он создал оптические инструменты и прожекторы и стал делать первые шаги в управлении газом фотонным.

Однако как ни велики успехи человека в перечисленных областях, в целом он находится еще в начале пути к овладению всеми газами вместе. Он только начал учиться овладевать плазмой.

(Перенесемся на миг в седое прошлое, когда человек делал свои первые шаги, чтобы подняться над зверями и начать, хотя бы немного, управлять силами природы. Сколько опасностей подстерегало людей на каждом шагу! Например, надо было пробираться к реке млн к озеру на водопой. Но у воды подстерегали хищные звери.

И вот нашлись гениальные по тем временам люди. Они догадались не рвать с плодов и овощей кожу беспорядочными кусками, как это делают обезьяны, а, выскребая внутренность их острым камешком или сучком, сохранять целой внешнюю оболочку. Они изобрели первые сосуды для переноски и хранения воды! в те времена, наверное, это казалось чудом.

Научившись делать глиняные сосуды для воды, люди открыли нечто большее, чем просто одно из бытовых удобств. Они овладели принципиально новой вершиной познания, которая соответствовала уровню и потребностям человека того времени.

Сможем ли мы, люди атома и космоса, совершить подобный скачок — найти, создать сосуд не для воды, а для современного нам нового вещества — плазмы? Оказывается, это далеко не так просто. (Больше того: эта задача нам еще не по силам.

Рассмотрим этот вопрос по существу. Характерной особенностью плазмы при очень высоких температурах. является то, что она состоит в основном из частиц, заряженных положительным и отрицательным электричеством. Именно эти частицы несут на себе основную энергию, содержащуюся в плазме. Уже при такой концентрации энергии плазма начинает разрушать все твердые тела, соприкасающиеся с ней. Почему? Всякое твердое тело состоит из молекул, атомов или ионов, более или менее «прочно связанных друг с другом. Связь эта осуществляется при помощи электронных оболочек. Если оболочки разрушаются, то разрушается и твердое тело, превращаясь в пар.

Таким образом, независимо от того, имеет ли плазма высокое давление или не имеет его, она обладает неотвратимой способностью разъедать и превращать в пар любое твердое тело.

Значит, создать из обычного вещества сосуды, трубы для <плазмы принципиально невозможно. Сейчас человек, получивший в свои руки многообещающую, насыщенную энергией плазму, находится примерно в таком же положении, как его древние предки, которые стояли у воды и не имели сосудов, чтобы зачерпнуть ее.

Чтобы создать сосуд для плазмы, необходимо найти вместо вещества такую форму материи, которая безразлична к температуре. Такой формой материи человек начал уже овладевать. Это электромагнитные поля и

волны. Известно, что если частица, имеющая электрический заряд, движется в сильном магнитном поле, то движение частицы искривляется, ее путь становится спиралью, вьющейся подобно плющу вокруг магнитных силовых линий или наматывающейся на эти линии, как нитка на катушку.

(Преграда из магнитного поля, своеобразный «забор» из магнитных силовых линий, задерживает заряженные электричеством частицы плазмы. Если создать замкнутую трубку из кольцевых магнитных линий, то мы получим своеобразный сосуд, в котором можно было бы попытаться удержать раскаленную плазму.

Нечто подобное происходит и в шаровой молнии, а также и в окружающем нас космическом пространстве. Магнитное поле Земли образует вокруг нее своеобразный барьер, затрудняющий проникновение в атмосферу Земли ионов и электронов, выбрасываемых Солнцем. Этим частицам легче всего прорваться к Земле только со стороны южного и северного магнитных полюсов, где силовые линии образуют «воронки». Здесь частицы входят в верхние слои воздуха и вызывают их свечение, известное под названием полярного сияния.

Итак, принцип «бутыли» для плазмы найден. В некоторых лабораторных устройствах его уже начали осуществлять. Казалось бы, задача решена. К сожалению, это не вполне так.

Описанное решение годится только для плазмы, имеющей сравнительно малую температуру, когда она состоит в основном из положительных ионов и электронов. Электромагнитный сосуд способен удержать ионный газ и электронный газ, то есть газы, состоящие из частиц вещества. Электромагнитное поле потому-то и способно удерживать частицы вещества в принципе при любой температуре, что оно коренным образом отличается от вещества.

Однако, как уже было сказано выше, по мере повышения температуры плазма Насыщается все более фотонами. При температурах в миллиарды градусов и выше фотоны становятся весьма многочисленными и берут на себя основную энергию плазмы.

Фотоны являются как бы частицами электромагнитного поля, но именно поэтому они не Могут быть удержаны магнитным полем. Они беспрепятственно пронизывают магнитные лйЬии Их не может удержать в себе электромагнитная «бутыль».

БИП-БИП: Теперь я понимаю, почему на севере и юге планеты мне встречаются полярные сияния... Но я вижу, что электромагнитная «бутыль» уже создана природой?!

ЛЮБОЗНАЯКИН: Далеко не совершенная. Мы создадим лучшую. У меня тоже задуман один проектик...

В природе и я приборе

На цветной ькладке автор, профессор Г. И. Покровский, изобразил Солнце, выбрасывающее поток заряженных частиц (голубые линии). Достигнув магнитного поля Земли (оно охватывает весь земной шар в виде условных бело-розовых линий), поток заряженных частиц раздваивается и направляется н полюсам. Человек использовал эту своеобразную «подсказку», встретившуюся ему в природе, для создания новейших экспериментальных установок, применяемых при исследованиях плазмы.

Врезка на вкладке изображает искусственно созданное магнитное поле, замкнутое в виде кольца (тора). Внутри магнитных силовых линий (бело-розовые витки) заключена раскаленная плазма. Положительные ионы, стремящиеся вырваться наружу, искривляют свой путь и закручиваются вокруг магнитных силовых линий (красные кольца). Электроны проделывают тот же путь, закручиваясь в противоположном направлении (голубые кольца). Свобод-, но уходят из тора только не имеющие заряда фотоны (желто-зеленые змейии) и нейтроны (белые точки с серыми хвостиками).

Но в науке нет безнадежных тупиков. Эта задача, несомненно, будет решена.

На этом борьба не кончается. При температурах в сотни миллионов градусов в плазме к ионному, электронному и фотонному газу начинает примешиваться нейтронный газ. Атомные ядра начинают разрушаться, и это сопровождается выбиванием из них отдельных составных частей, в частности нейтронов. Нейтрон не несет на себе электричества, он не взаимодействует с магнитными линиями. Поэтому нейтронный газ нельзя удержать электромагнитным полем, он ускользает из электромагнитной «бутыли» подобно газу фотонному.

Плазм

16