Читать книгу О мироустройстве, коллайдере и токамаке - Афанасий Ким - Страница 6

1. Общая информация.

Европейский центр по ядерным исследованиям – CERN обнародовал план нового гигантского ускорителя частиц, который должен стать намного мощнее существующего сегодня Большого адронного коллайдера (БАК). Концептуальный проект называется Циклический коллайдер будущего (Future Circular Collider – FCC). Длина его окружности должна быть около 100 километров [1], [9].

Большой адронный коллайдер, самый мощный построенный на данный момент ускоритель частиц, был запущен в 2008 году. Его длина составляет 27 километров, что позволяет ему сталкивать протоны на энергиях до 13 ТэВ (10¹² эВ).

Большая надежда физиков на обнаружение новых частиц не оправдалась. БАК не нашел никаких принципиально новых физических явлений.

В 2015 году детектор Большого адронного коллайдера MoEDAL произвёл поиск магнитных монополей при энергии столкновений 13 ТэВ. Никаких следов магнитных монополей с массой вплоть до 6 ТэВ и магнитным зарядом вплоть до 5 дираковских единиц обнаружено не было, вопрос их существования остался открытым.

В 2013 году началась разработка нового циклического коллайдера. В его обоснованиях подробно описана реализация задумки, а также возможные физические результаты, которые удастся с его помощью получить.

Первым этапом должно стать строительство электрон-позитронного коллайдера (FCC-ee) с длиной окружности около 100 километров. Энергия частиц в нем будет постепенно увеличиваться от 91 до 360 ГэВ, что позволит на принципиально новом уровне детализации исследовать W- и Z-бозоны, бозон Хиггса, а также t-кварки – самые массивные частицы в Стандартной модели. Следующим этапом станет строительство в том же 100 километровом туннеле протон-протонного коллайдера – FCC-hh.

Этот ускоритель будет использовать БАК в качестве вспомогательного ускорителя для предварительного разгона частиц. Максимальная энергия должна составить около 100 ТэВ (10¹³ эВ). Срок службы установки должен составить по крайней мере 25 лет, то есть практически до конца XXI века.

2. Технические особенности планируемых экспериментов

2.1. Физики надеются на то, что FCC-hh сможет подтвердить или опровергнуть существование вимпов – гипотетических частиц Темной материи.

Как можно обнаружить частицы ТМ_ч по методологии физической науки?

Только разрушением частиц пространственной материи – ПМ = ТМ), которое предсказуемо коллапсом поглощения Тёмной материей барионной части в частицах Пространственной материи.

Возможно ли этот процесс удержать в рамках эксперимента?

Очень сомнительно. Объясним ниже.

2.2. Еще одним направлением будет исследование кварк-глюонной плазмы, для создания которой в ускоритель будут отправляться не протоны, а тяжелые ядра.

Этот процесс опасен в ещё большей степени. При разрушении частиц Пространственной материи ещё есть какая-то надежда на локальный исход событий без лавинного захвата процессом всего и вся. Но при разрушении кварк-глюонной плазмы, которое непременно случится при планируемых к использованию энергиях, произойдёт грубое вторжение в основы процессов образования материи нефизическими системами, вмешательство в установившуюся программу обеспечения устойчивости кварк-глюонного соответствия нуклонов и их разрушение вплоть до порчи их кодов. И если процесс перейдёт локальные границы случайных событий, допускаемых системой, это уже повлечёт разрушение Мироздания.

Конечно, Создатель Всего Сущего, не допустит такого развития Событий, если мы с Вами, каждый на своём месте, поможем Ему в этом. И не важно, как мы с Вами сейчас представляем себе Создателя Всего Сущего – Бог это или Природа. Важно, что мы должны все вместе не допустить разрушения основ нашей среды обитания.

2.3. О российской термоядерной установке токамак Т-15МД

Российская программа по ИТЭР должна включать в себя отработку технологий, необходимых для создания нейтронных источников. Это идеология нейтронных источников для выжигания актинидов и наработки топлива для атомной энергетики.

В России была создана установка токамак Т-15МД с длинным импульсом стационарного горения плазмы с высокими параметрами и перехода на неиндуктивное поддержание тока, с мощным дополнительным нагревом плазмы, вытянутым сечением и дивертором. Согласно техническому описанию, установка Т-15МД имеет вытянутую конфигурацию плазменного шнура с аспектным отношением 2.2, током плазмы 2 МА в тороидальном магнитном поле 2 Tл с квазистационарной системой дополнительного нагрева суммарной мощностью до 20 МВт. Установка рассчитана на длительность импульса до 30 с.

В статье [2] «Экспериментальная термоядерная установка токамак Т-15МД» (ВАНТ, Сер. Термоядерный синтез, 2019, т. 42, вып. 1), представлены технические обоснования и подробные описания проведённых исследований, обеспечивающих надёжную работу установки во всех режимах её проектного функционирования.

Научный руководитель П. П. Хвостенко заверил, что в экспериментах с замкнутым контуром циркуляции лития и изотопов водорода в квазистационарном режиме работы длительностью 30 с ожидается достижение рекордной, превышающей в 3 раза известные зарубежные аналоги, энергонапряжённости первой стенки токамака-реактора на уровне 0,3 МВт/м2, что обеспечивает технологический переход к промышленным термоядерным и гибридным реакторам УТС.

В результате проведённых исследований получена физическая и технологическая база в обоснование создания стационарных термоядерных реакторов [24] и перспективных гибридных систем на основе токамаков. Установка оборудована системой дополнительного нагрева плазмы и поддержания тока при уровне вводимой в плазму мощности Pдоп ≈ 15—20 MВт, которая позволит достичь высокой температуры (Ti – Te ~ 5—9 кэВ) и плотности плазмы (n_e ~ 10²⁰ м^-3) в разряде с длительностью импульса до 30 с.

Указанные особенности осуществляются в установке, имеющей следующие основные параметры: одно- и двухнулевая (SN, DN) конфигурация плазмы со значениями аспектного отношения А~2, вытянутостью плазмы по уровню 95% потока k₉₅ ≈ 1,7—1,9 и треугольностью δ₉₅ ≈ 0,3. Основные геометрические размеры выбраны следующими: большой радиус тора R₀ = 1,48 м, малый радиус плазмы – а = 0,67 м. Эти параметры при значении магнитного поля на оси плазмы B_ТО = 2,0 Тл определяют максимальную величину тока плазмы I_р = 2 MA. Требуемый запас магнитного потока в центральном соленоиде ΔΨ_cs = 6 Вб. Для параметров установки Т-15МД предел Гринвальда для плотности плазмы n_е составляет n_е, _G = Ip/πa² ≈ 1,4·10²⁰ м^-3.

Перечень технических параметров сложнейшей установки, предназначенной для работы в составе FCC-hh, показывает её научную фундаментальность и высокий класс инженерных разработок, по которым гарантируется расчётная безопасность её функционирования.

К сожалению, опасности, которые нами представлены в п.2.1. и п.2.2. совершенно реальны независимо от декларируемой безопасности. И это связано с тем, что земные учёные и конструкторы не знают и не учитывают наведённые нефизические параметры на физические процессы.

3. Об опасности экспериментов на коллайдерах

3.1. Применяемые энергии.

БАК, 13 ТэВ (10¹² эВ)

• способен разгонять протонные пучки и сталкивать их с энергией до 14 тераэлектронвольт 40 млн раз в секунду;

• протоны будут сталкиваться на энергиях до 30 ТэВ в Международном линейном коллайдере (International Linear Collider, ILC в составе БАК;

• по светимости в области до 200 ГэВ циклические коллайдеры превосходят линейные;

• пучок протонов с импульсом 26 ГэВ/c (кинетическая энергия ~ 1,4 ГэВ), выпущенный из протонного синхротрона PS, сбрасывается на мишень и рождает ливни;

• максимальная энергия протонов в ISR составила 31.5 ГэВ.

FCC. 100 ТэВ (10¹³ эВ), по мощности – на порядок выше, чем БАК.

3.2. Основная критика по БАК.

Некоторые специалисты и представители общественности высказывают опасения, что существует вероятность выхода из-под контроля, проводимых в коллайдере экспериментов, и развития цепной реакции, которая при определённых условиях теоретически может уничтожить всю Планету. Многие ученые считают недостаточно обоснованным обзор безопасности CERN «Review of the Safety of LHC Collisions» группы безопасности (LHC safety assessment group (LSAG), и требуют прекратить эксперименты на коллайдере и рассмотреть все аспекты безопасности экспериментов независимой междисциплинарной комиссией.

В связи с опасностью экспериментов на БАК наиболее часто упоминается теоретическая возможность появления в коллайдере микроскопических Чёрных дыр, а также теоретическая возможность образования сгустков антиматерии и магнитных монополей с последующей цепной реакцией захвата окружающей материи.

3.3. Основная антикритика

В качестве основных аргументов в необоснованности катастрофических сценариев приводятся ссылки на то, что Земля, Луна и другие Планеты постоянно бомбардируются потоками космических частиц с гораздо более высокими энергиями. Природные частицы, энергии которых эквивалентны и даже на порядки выше энергий на БАК, обнаруживают в космических лучах, такие, как Зэватрон – гипотетический источник элементарных частиц с энергией в 1 зеттаэлектронвольт (10²¹ эВ, или 1 ЗэВ) и более. Название придумано по аналогии с существующими в США ускорителями Бэватроном (10⁹ эВ) и Теватроном (10¹² эВ). Это от лукавого. И ответчики понимают, что природные частицы в установившихся условиях взаимодействий не опасны, так как они не разрушают основы материи – единство физического и нефизического в частицах материи. Потому что, для космических лучей пространство и материя просто раздвигаются, материальные частицы отскакивают и не подвергаются прямому разрушительному массовому воздействию на внутренние связи частиц. Потому, что в Природе нет такого прицельного сталкивания пучков частиц и их разрушения, как это происходит в коллайдерах. При прицельном сталкивании встречных пучков в коллайдерах, массово разрываются внутренние связи между физическим и нефизическим состоянием материй за такой промежуток времени, когда система её обновления не успевает отреагировать на восстановление своих процессов. Именно это и опасно для Природы.

В качестве гарантии безопасности упоминается успешная работа ранее введённых в строй коллайдеров RHIC и Теватрон. Но концентрация протонов и тяжелых ионов в БАК на порядок выше, чем в этих ускорителях, а энергии разрушения в FCC выше чем в БАК на порядок! Поэтому коллайдеры, подобные LHC и FCC, представляют глобальную опасность, как реакционные системы, генерирующие уже не единичные явления, а экстремальные процессы, отсутствующие в земных условиях.

Такой довод о значительно более высоких концентрациях активных веществ и энергий уже приводился для того, чтобы остановить работы на БАК, но на практике ничего катастрофического по экспериментам по БАК, не произошло.

Нам очень повезло, что названные концентрации веществ и энергий в БАК ещё не достигли критических значений.

Но это не повод для того, чтобы забыть про опасности экспериментов на FCC коллайдере. Пока ещё не было сделано теоретического обоснования экстремальных процессов, происходящих во взаимосвязанных пространствах эксперимента и внутриатомного. Сейчас мы уже знаем много о Едином мире, и можем выполнить ориентировочные расчёты по пределу допустимого в применяемых энергиях и предсказать возможный сценарий событий.

Возможность образования микроскопических Чёрных дыр не отрицается специалистами CERN, однако при этом заявляется, что в нашем трёхмерном пространстве такие объекты могут возникать только при энергиях на 16 порядков больших энергии пучков в БАК. Гипотетически микроскопические Чёрные дыры могут появляться в экспериментах на БАК в предсказаниях теорий с дополнительными пространственными измерениями. Эти теории пока не имеют каких-либо экспериментальных подтверждений.

Когда появятся экспериментальные подтверждения, будет поздно.

Если Чёрные дыры будут возникать при столкновении частиц в БАК, предполагается, что они будут чрезвычайно неустойчивыми вследствие излучения Хокинга и будут практически мгновенно испаряться в виде обычных частиц [10]. Излучения Хокинга слишком маломощны, чтобы так кардинально повлиять на микродыры. Более существенны излучения, образуемые гидроциклонным разделением потоков уплотняемой материи в Чёрной дыре и образованием значительного разряжения давления в центрально-осевом направлении, противоположном основному направлению движения материи, и выбрасывающего на большую высоту мелкодисперсную и про-физическую часть уплотняемого вещества. Подозреваем, что из этого излучения формируются квазары.