Антиматерия плазма и нейтрино главные секреты физики

Смотрели «Интерстеллар» и ничего не поняли? Или читали про антиматерию в книгах и думали, что это чистая выдумка? А вот и нет. За каждым фантастическим эффектом стоит реальная наука, иногда очень странная. Я объясню главные физические понятия из кино и книг так, как будто мы сидим на кухне.

Антиматерия

У каждой частицы есть злой близнец — античастица. Такая же масса, но обратный заряд. Встречаются — взрываются (аннигилируют), оставляя только свет. Поэтому космические корабли на антиматерии пока не летают. Но антиматерия ближе, чем вы думаете. Позитроны (анти-электроны) постоянно рождаются вокруг нас, например, при распаде калия в бананах. А ПЭТ-томографы в больницах используют препараты, которые распадаются с выделением позитронов. То есть вам вводили антиматерию!

Термоядерный синтез

В «Интерстелларе» корабль летал на термоядерном синтезе — это когда лёгкие атомы сливаются в тяжёлые, выделяя энергию. Звёзды именно это и делают. На Земле учёные пытаются повторить это в управляемой реакции. Международный проект ИТЭР (с участием Росатома) — попытка создать «звезду на Земле». А в России в Троицке строят свой токамак — прототип промышленного реактора.

Если всё получится — получим почти бесконечную чистую энергию. Но пока до «почти» далеко.

Плазма

Плазма — это не просто «светящийся газ» из фантастики. Это четвёртое состояние вещества, когда электроны отрываются от атомов и летают свободно. Именно в таком состоянии вещество нужно удерживать, чтобы запустить термоядерную реакцию. И да, эффективный плазменный ракетный двигатель — это не фантастика, а ближайшее будущее. В России такие технологии уже исследуют.

Нейтрино или нейтрон?

В фильме «2012» всё началось с того, что «мутировали нейтрино». Нейтрино — частицы-призраки. Они почти не имеют массы и пролетают сквозь всё на свете. Через вашу ладонь каждую секунду проходят миллиарды нейтрино от Солнца. Их очень сложно поймать, но учёные это делают. А вот нейтроны — это тяжеловесы, часть атомного ядра. На тепловых нейтронах работают обычные АЭС. А будущее — за быстрыми нейтронами. В Северске строят реактор БРЕСТ-ОД-300, который сможет перерабатывать отработавшее топливо и использовать его повторно. Это почти вечный цикл. А в Димитровграде строят Многоцелевой Быстрый Исследовательский Реактор (МБИР) — установку для экспериментов на ближайшие 50 лет.

Квантовая физика и лазеры

Квант — это неделимая порция чего-либо. Фотон — квант света. Лазер — это квантовый генератор. Его «брат» мазер работает в микроволновом диапазоне и используется в системах точного времени и радиотелескопах. Лазеры уже повсюду: от коррекции зрения до резки металлов. И даже на Сахалине! Там мобильным лазером от специалистов Троицкого института (ГНЦ РФ ТРИНИТИ) разрезали затонувший корабль и убрали нефтяное пятно. Вот вам и фантастика в реальной жизни.