«Кварковий синтез» виробляє в вісім разів більше енергії, ніж ядерний синтез
Кращий, ніж ядерний
Щоб скоротити викиди, що заправляють зміни клімату, і розробити більш ефективні способи отримання енергії, зосередивши увагу на суті, уряду і приватні установи в усьому світі звертаються до поновлюваних джерел енергії. І хоча сонячна енергія та енергія вітру просуваються і стають все більш широко прийнятими, вчені продовжують вивчати можливість стабілізації ядерного синтезу як по-справжньому поновлюваного джерела енергії, що набагато перевершує існуючі варіанти.
Але що, якщо є ще кращий джерело енергії, який також потенційно менш летючий, ніж ядерний синтез? Ця можливість полягає в тому, що дослідники з Тель-Авівського університету і університету Чикаго запропонували в новому дослідженні, опублікованому в журналі Nature.
Цей новий джерело енергії, на думку дослідників Марека Карлайнера і Джонатана Роснера, походить від злиття субатомних частинок, відомих як кварки. Ці частинки зазвичай утворюються в результаті стикаються атомів, які рухаються з великими швидкостями всередині Великого адронного коллайдера (LHC), де ці складові частини розщеплюються від їх батьківських атомів. Однак це не зупиняється, оскільки ці диссоційовані кварки також схильні стикатися один з одним і зливаються з частинками, званими баріонами.
Саме це злиття кварків, на які зосередилися Карлайнер і Роснер, оскільки вони виявили, що це злиття здатне виробляти енергію, навіть більшу, ніж те, що виробляється при злитті водню. Зокрема, вони вивчили, як сконденсовані кварки сконфігурує в так званому дворазове баріонів. Заряджають кварки вимагають 130 МеВ, щоб стати двічі зачарованими баріонами, що, в свою чергу, вивільняє енергію, яка на 12 МеВ більше енергії. Звертаючи свої обчислення до більш важким нижнім кваркам, які потребують 230 МеВ для плавких запобіжників, вони виявили, що отриманий баріон може виробляти приблизно 138 МеВ чистої енергії - приблизно у вісім разів більше, ніж те, що виділяє водневе взаємодія.
Кварковий синтез може виявитися істотною частиною виробництва енергії. Зображення: Природа (2017). DOI: 10.1038 / nature24289
Менше ядерного, ніж ядерного
Карлінер і Роснер спочатку не наважувалися публікувати свої висновки, почасти тому, що вони були здивовані ними, але головним чином тому, що водневе злиття - це те, що створює водневі бомби. Однак їхні побоювання щодо того, що це злиття кварків можуть бути скорострільними, незабаром вийшли з ладу, оскільки в наступних експериментах вони зрозуміли, що кварки існують тільки близько однієї пікосекунди. Це занадто короткий час, щоб створити ланцюгову реакцію, щоб виставити більше баріонів, оскільки кварки швидко розпадаються на менш леткі, легші кварки.
Однак це властивість також робить цей «кваркової синтез» ще в значній мірі теоретичним. «Ми пропонуємо деякі експериментальні установки, в яких може проявитися висока екзотермічна природа злиття двох важких кваркових баріонів», - пишуть дослідники в абстрактної статті. «Проте в даний час дуже короткі часи життя важких дна і вогнищевих кварків виключають будь-практичне застосування таких реакцій».
Поки команда ще не сплавляє нижні кварки, які, на їхню думку, технічно можливі з використанням LHC, їх дослідження є ще один потенційно поновлюване джерело енергії, який може бути більш потужним, ніж будь-хто, доступний в даний час. Оскільки теорія в значній мірі доведена, зараз мова йде лише про розробку технології, яка могла б перетворити синтез кварків в реальність.
Література: Фізика, природа
