Токамак и поиск антиматерии: «космическая» физика академика Сахарова

Как происходит термоядерный синтез? Что такое тороидальная камера с магнитными катушками (токамак)? Почему антиматерии почти нет в нашей Вселенной? Эти и другие вопросы в режиме телемоста обсудили гости Public talk «Вселенная физика Сахарова», который прошел 14 мая.

Мероприятие состоялось в честь 100-летнего юбилея академика Андрея Сахарова и организовано Информационным центром по атомной энергии (ИЦАЭ) Мурманска совместно с Мурманской государственной областной универсальной научной библиотекой.

Экспертом встречи, обозревателем научной деятельности Андрея Дмитриевича выступил доцент Института ядерной физики и технологий НИЯУ МИФИ Егор Задеба.

Егор начал свое выступление с рассказа о детстве и юношестве известного физика, акцентируя внимание на том, что именно отец, школьный учитель физики, привил сыну любовь к своему предмету.

«Однокурсники и коллеги Сахарова поражались скорости, с которой физик решал даже самые трудные задачи, - рассказал Егор. - Однажды на сложнейшей лекции, которую вел Яков Борисович Зельдович, выдающийся физик-теоретик, Андрей Сахаров сразу выдал решение задачи, на что Зельдович предложил ему пойти покурить, пока они, простые смертные, попробуют в ней разобраться».

Рассказывая про термоядерный синтез, Егор Задеба отметил: «Термоядерный синтез – это процесс, при котором выделяется большое количество энергии. При этом, чтобы он произошёл, ядра атомов нужно максимально приблизить друг к другу. Для этого им нужно дать много энергии, и это уже сложно… И вот представьте: частицы должны быть настолько быстрыми, чтобы термоядерный синтез запустился, что нам нужно преодолеть барьер в 1 мегаэлектронвольт (МэВ). Эта величина соответствует примерно 10 миллиардам градусов. Это чудовищная температура, которая во Вселенной практически не встречается».
Несмотря на все трудности, учёные продолжают работать и создавать реактор, работающий на термоядерном синтезе, так как он будет в три раза эффективнее атомного реактора. На четыре единицы топлива в термоядерном реакторе будет приходиться 17 единиц энергии.

Токамак, или тороидальная камера с магнитными катушками – передовая идея Андрея Сахарова. Такая камера необходима для удержания плазмы с целью достижения условий, необходимых для протекания управляемого термоядерного синтеза. Первый работоспособный токамак Т-3 создан в 1968 году. Он смог впервые в мире разогреть плазму до 12 миллионов градусов.

В конце встречи Егор Задеба рассказал участникам о научных трудах Андрея Сахарова в космологии. Советского физика интересовал вопрос: почему материи во Вселенной больше, чем антиматерии? Андрей Дмитриевич в своей научной статье первым предложил и обосновал три условия.
«Первое – должна быть асимметрия между миром и антимиром, выражаемая на научном языке как нарушение С- и СР-симметрии. Второе – должен нарушаться закон сохранения барионного заряда (иными словами, числа барионов за вычетом числа антибарионов). Третье – на начальной стадии расширения Вселенной должно быть нарушено термодинамическое равновесие», - объяснил Егор.

«В конце 60-х годов прошлого века Андрей Сахаров практически перестал заниматься наукой. Тем не менее, он выдающийся советский физик, который внес значительный вклад в развитие физики термоядерного синтеза, во многом определивший лидерство нашей страны в науке», - подытожил Public talk «Вселенная физика Сахарова» Егор Задеба.

Запись Public talk «Вселенная физика Сахарова» с Егором Задебой доступна на странице ИЦАЭ Мурманска в социальной сети ВКонтакте: vk.com/myatom_murmansk