По поводу ХЯС из ноб лекции Альвареса:
«Как раз в это время мы обнаружили одно интересное обстоятельство, которое иллюстрируется рис. 10 и состоит в том, что между концом трека первичной частицы и началом трека вторичной часто существует зазор, величина которого измеряется миллиметрами. Это означало, что какая-то долгоживущая отрицательная частица, диффундируя через водород, садится на орбиту какого-либо протона, в результате чего образуется нейтральная система. Выяснилось, что мы проглядели множество треков с подобными зазорами. Это объяснялось тем, что никто из нас не сталкивался раньше с подобным явлением и поэтому мы просто не придавали значения таким конфигурациям треков, подсознательно полагая, что это не что иное, как пары не связанных друг с другом событий в очень засоренной пузырьковой камере. Как-то вечером один из сотрудников нашей группы, Гарольд Тичо, обедал с Джеком Кроуфордом, астрономом из Беркли, которого он знал по совместной учебе в университете. Они довольно подробно обсуждали наши наблюдения, и Кроуфорд высказал предположение, что, возможно, они объясняются тем, что происходит какая-то реакция ядерного синтеза. Они подсчитали энергию, которая освобождается в ряде подобных реакций и обнаружили, что ее величина согласуется с экспериментальными данными, если допустить, что остановившийся мюон вместе с протоном и дейтоном объединяются в μ-мезомолекулу HD. В такой «молекуле» протон и дейтон находятся в непосредственной близости в течение времени, достаточно продолжительного для того, чтобы превратиться в атом Не, а освобождающуюся при этом энергию передать посредством внутренней конверсии мюону. Однако они никак не могли придумать какой-либо механизм который объяснял бы весьма большую вероятность подобной реакции, так как примесь дейтонов в заполнявшем камеру жидком водороде была всего лишь 0,05%. Тем не менее они все же правильно установили реакцию, хотя ключевой пункт в теоретическом объяснении всего происходящего все еще не был найден.
На следующий день, когда мы уверовали в идею, что остановившиеся моюоны являются катализаторами синтеза протонов с дейтонами, вся наша группа отправилась с визитом к Эдварду Теллеру, который принял нас в своем доме. Вскоре после знакомства с экспериментальной ситуацией и предполагаемым ее объяснением с помощью соответствующей реакции синтеза, он следующим образом объяснил большую вероятность этой реакции. Остановившийся мюон садится на нижнюю боровскую орбиту протона. При этом многие свойства получающегося в результате μ-мезоатома водорода роднят его с нейтроном, так что он легко может диффундировать в жидком водороде. Когда в образующейся затем молекуле HD он подходит близко к дейтону, мюон переходит на дейтонную орбиту, так как из-за эффекта приведенной массы основное состояние μ"D-мeзoмoлeкyлы ниже, чем основное состояние μ-ρ-мезоатома. Получающийся при этом тяжелый нейтрон μ~ρ может вследствие реакции обмена испытать отдачу, чем и объясняется наблюдаемый зазор между треками. Окончательный захват протона с образованием μ-мезомолекулы ρDμ- также энергетически выгоден, поэтому теперь уже протон и дейтон, будучи связаны общим тяжелым отрицательным мюоном, могут сближаться настолько, чтобы превратиться в ядро 3 Не, передав посредством внутренней конверсии освобождающуюся при этом энергию мюону.
Мы пережили короткий, но радостный период, в течение которого нам казалось, что мы навсегда решили энергетические проблемы, стоящие перед человечеством. Результаты нескольких поспешных прикидок свидетельствовали в пользу того, что в жидком состоянии HD каждый отрицательный мюон мог бы за время своей жизни катализировать последовательность ядерных реакций синтеза, достаточную для того, чтобы обеспечить энергию, необходимую для генерации дополнительных мюонов и производства жидкого HD из морской воды. В то время как все пытаются решить эту проблему, нагревая водородную плазму до миллионов градусов, мы, казалось бы, вместо этого натолкнулись на ее решение в условиях очень низких температур. Однако вскоре более надежные оценки показали, что в действительности нам не достает нескольких порядков — очень «небольшой просчет» в подобного рода физике! [48] .
Как раз перед опубликованием своих результатов [49] (статья Phys. Rev. 105, 1127 (1957)) мы обнаружили, что возможность мюонного катализа была предложена Франком [60] еще в 1947 г. в качестве альтернативного объяснения того, что Пауэлл и др. считали (и правильно) распадом зх + -мезона с образованием положительного мюона. Франк предполагал, что это могла бы быть как раз та реакция, которую мы обнаружили в жидком водороде, но только с участием положительного пиона, а не отрицательного мюона. Впоследствии эти идеи Франка были развиты Зельдовичем [61] , однако в Беркли их работы никому не были известны и мы успели испытать гордость первооткрывателей, чего были бы лишены в противном случае.
Заканчивая историю этого эпизода, я только скажу еще, что мы немедленно увеличили примесь дейтерия в жидком водороде и обнаружили ожидаемое увеличение числа реакций синтеза, причем наблюдали даже два случая последовательного катализа одним и тем же мюоном (рис. 11). Мы обнаружили также, что в чистом жидком дейтерии мюоны выступают в качестве катализатора реакции D + D -*- 3 И + 1 Н.
Через несколько месяцев после того, как мы сообщили о наших результатах по мюонному катализу, физики, занимающиеся элементарными частицами, были потрясены открытием несохранения четности при β-распаде».
Конец цитаты.
- реакция синтеза гелия3 в водородно-дейтериевой смеси с участием в качестве катализатора отрицательного мюона – экспериментальный факт,
- в обсуждаемых здесь реакциях синтеза излучение нейтронов не упоминается вообще,
- вероятность протекания реакции синтеза очень высокая,
- к энергетическому балансу реакции претензий нет.
Мое мнение о «небольшом просчете» о нехватке нескольких порядков. Речь не об энергиях, а о варианте, когда в процессе собственно синтеза могли бы рождаться новые отрицательные мюоны, которые нужны для подержания реакции. Новых рождается на несколько порядков меньше, чем первоначально ожидали, но мюон – долгоживущая частица – «наблюдали даже два случая последовательного катализа одним и тем же мюоном». Попросту говоря, для поддержания холодной реакции синтеза гелия3 в водородно-дейтериевой среде нужен незатейливый источник мюонов взамен ускорителя
, так что тут большой простор для творчества.
Еще один аспект «небольшого просчета». Обнаруженная реакция ХЯС – экспериментальный факт и умолчать о нем было бы преступлением. А вот тормознуть всех остальных в направлении ХЯС, в интересах некоего сообщества – это задача номер один. Трудно сказать, большую ли роль в качестве тормоза сыграла эта фраза «Однако вскоре более надежные оценки показали, что в действительности нам не достает нескольких порядков — очень «небольшой просчет» в подобного рода физике! [48]» в деле развития ХЯС, но ведь она была. Кусочек правды тут где? Поначалу как бы в спешке ошиблись на несколько порядков, потом уточнили… кто-то перепроверил?