Hа рубеже исследований в теоретической физике было принято бросать частицу в непредсказуемую xаотическую систему.
Затем по движению частицы можно было косвенно проанализировать систему.
На самом деле идея эксперимента возникла у Лу Чжоу из его раннего опыта работы в ЦEРНе.
Всю систему плазмы можно рассмотреть, как игру в бильярд, где по первому удару можно предсказать, где будет каждый из шаров.
Что же касается того, кто возьмет на себя роль "белого шара", то не было лучшего варианта, чем гелий-3.
Прежде всего, его атомный диаметр достаточно мал. Oн состоял из двух протонов и одного нейтрона, его атомная масса близка к тритию, но структура его атомного ядра более стабильная! Он мог не только избежать неразличимых многоатомных столкновений, но и легче проходить сквозь плазму.
Для достижения термоядерной реакции между гелием-3 и дейтерием нужна температура в сто раз больше существующей, поэтому он мог использоваться на стеллараторе.
Поэтому для этого эксперимента нет варианта лучше гелия-3!
Из-за большого количества частиц в системе плазмы влияние от атома гелия-3 будет практически незаметно. В конце концов поместить один атом в систему — намного проще, чем поместить в нее атомный зонд!
Атом гелия-3 пройдёт через плазму и столкнётся с частицами в системе. Электромагнитные волны, возникающие при столкновении, будут подобны "звукам", которые сможет уловить устройство наблюдения. Используя эти данные, можно проанализировать параметры системы плазмы.
После этого атом гелия-3 столкнётся с мишенью, а данные об ударе также будут зафиксированы.
Если по итогу всех этих манипуляций Лу Чжоу получит данные, то, несомненно, сможет проанализировать их с помощью математической модели.
Mожно привести простую аналогию.
Если взять в пример измерение показателя преломления воды, то непосредственное изучение всей системы воды — сложная задача, но изучение одного луча света, проникающего в воду, и наблюдение за изменением угла преломления будет гораздо проще.
Идея эксперимента Лу Чжоу в том, чтобы ввести гелий-3 в систему плазмы!
— Нам нужна только большая мишень, чтобы захватить частицу гелия-3, запущенную с помощью атомной пушки. Мы можем записать сигнал электромагнитной волны и данные момента попадания в мишень. Тогда косвенно мы сможем проанализировать состояние высокотемпературной плазмы.
— Я не говорю, что это невозможно, — профессор Лазерсон взглянул на Лу Чжоу. — Но вы уверены, что сможете обработать полученные данные? Если запустить определённое число частиц, то будет столько же переменных в процессе. Мы также должны учитывать возмущение магнитного поля…
При большом числе переменных даже суперкомпьютер не сможет справиться с расчётами.
Однако слова Лазерсона не испугали парня, и он со всей уверенностью ответил:
— Я уверен более чем на девяносто процентов, что все получится.
Хотя построение подобной математической модели выглядело как что-то столь утомительное и необычайно огромное, что даже суперкомпьютер не решит, Лу Чжоу верил в свои способности создать математическую модель.
В глазах профессора Лазерсона промелькнуло колебание, и он всё ещё не мог принять решение.
Теоретически эта идея должна сработать, однако только в том случае, если Лу Чжоу сможет завершить теоретическую модель, основываясь на данных от электромагнитных волн, создаваемых гелием-3.
Если собранные данные нельзя использовать, то всё напрасно, а если данные нельзя проанализировать, то они ничем не лучше простых помех.
— Дайте мне повод доверять вам.
— Гипотезы Гольдбаха не достаточно?
— Недостаточно! Это только говорит о том, что вы разбираетесь в теории чисел, для меня это ничего не значит.
— Тогда что насчёт теоретической модели структуры электрохимического интерфейса? — спросил Лу Чжоу. — Я догадываюсь, что вы сейчас скажете, будто это лишь означает, что я разбираюсь в химии, а не физике плазмы, да?
Профессор ничего не ответил, но по его глазам можно было понять, о чём он думал.
Лу Чжоу продолжил говорить:
— Но хочу сказать, что все мои исследования основаны на данных. На обработке данных, их анализе... Я уже обработал гораздо больше данных, чем будет в этом эксперименте!
Лазерсон потерял дар речи и глубоко задумался.
Видя, что он молчит, Лу Чжоу продолжал напирать.
— Доверьтесь мне! Это звучит трудно, но это не невозможно! Нам нужно только ввести в плазму атомный зонд под названием гелий-3. Если нам это удастся… — Лу Чжоу пристально взглянул в глаза профессора и с предельной серьёзностью произнёс:
— Тогда это несомненно будет изобретение, достойное Нобелевской премии.
Нобелевская премия — награда не только за теоретические открытия, но и за крупные изобретения, которые меняют цивилизацию.
Например, в октябре 2017 года Нобелевскую премию по химии получили три учёных, которые изобрели криоэлектронный микроскоп.
Cогласно словам Яу Шинтуна, если кто-то придумает метод наблюдения параметров системы высокотемпературной плазмы, то это потрясёт всю отрасль физики. А также, однозначно, подтолкнёт вперед проект управляемого термоядерного синтеза.
— Это звучит…
Профессор Лазерсон снял очки и, с трепетом вытащив платок из кармана, начал протирать линзы.
Он становился всё более воодушевлённым.
Однако он всё ещё не был уверен.
Лу Чжоу взглянул на часы и увидел, что прошло уже десять минут.
Он уже хотел сдаться и найти для сотрудничества кого-то другого, как внезапно профессор Лазерсон вновь надел очки.
Он посмотрел на парня и больше не колебался.
Теперь…
Его переполняло возбуждение!
— Это звучит интересно!
Лу Чжоу облегчено вздохнул и улыбнулся, после чего протянул правую руку.
— Рад это слышать.
Наконец, ему не говорили, что идея — нереалистична.
…………
Убедив профессора Лазерсона, парень избавил себя от многих неприятностей.
Принстонская лаборатория физики плазмы — лаборатория мирового уровня, которая сотрудничала с другими исследовательскими институтами термоядерного синтеза со всего мира и обладала огромным количеством ресурсов и талантов.
Это то, что есть у немногих исследовательских институтов.
Если же профессор Лазерсон в конечном итоге вдруг всё же передумает, то Лу Чжоу придётся написать письмо в Общество Макса Планка и обратиться к ученым оттуда.
Что же касается строительства лаборатории с такими же возможностями, то это будет гораздо дороже нескольких сотен миллионов.
Договорившись о сотрудничестве с профессором Лазерсоном, Лу Чжоу проконсультировался с другими экспертами в институте по этому вопросу и решил назвать эту технологию "Атомный зонд гелий-3".
Название команды проекта состояло всего из трёх символов:
"He3".
В течение следующих нескольких дней Лу Чжоу, в основном, ездил туда и обратно между Институтом перспективных исследований и Лабораторией физики плазмы. Он либо читал литературу по исследованию плазмы, либо работал с профессором Лазерсоном над проектом. Он также встретился с экспертами по физике плазмы и инженерами, чтобы обменяться мнениями по плану эксперимента.
И хотя парень закончил теоретические исследования, он всё ещё был очень занят.
Kогда он работал над новым проектом, его последнюю статью опубликовали в "Математическом ежегоднике", и она наконец-то стала доступна общественности.
Лу Чжоу не уделял внимания на реакции математического сообщества на его работу.
По крайней мере, он не считал, что получил какие-то выдающиеся результаты, а лишь подкрепил основы, заложенные предшественниками.
Впрочем, судьба порой любит поражать.
Парень не ожидал, что всё пойдёт в точности наоборот.
Камень, который он бросил в пруд математики, не утонул. Вместо этого он поплыл наверх...
