Мир на пике – Мир в пике

Например, врачи и ученые долго возились с искусственным человеческим сердцем. Почти 40 лет люди пытались выдумать различные клапанные и пульсирующие системы, которые должны были досконально копировать сложный ритм работы человеческого сердца. Пока, наконец, в 2011 году не решились создать-таки «сердце без клапанов, человека без пульса».

Крейг Льюис (Craig Lewis) 55 лет, находился в предсмертном состоянии из-за амилоидоза, сердечного заболевания, вызванного нарушением белкового обмена, которое сопровождается скоплением в тканях специфического белка, разрушающего мышцы. Состояние мужчины было настолько серьезным, что даже электрокардиостимулятор не мог спасти его жизнь. Сердце Крейга перестало бы биться в течение месяца-двух, и он решился на эту смелую операцию.

До операции на Льюисе такие вспомогательные насосы, похожие на небольшие турбины, лишь помогали больным с сердечной недостаточностью, подталкивая кровь к больному сердцу и все. Хотя счет пациентов с такими насосами уже шел на тысячи и тысячи, но заменить двумя микротурбинками полное человеческое сердце решились только в апреле 2011 года. И — получилось!

Жена Льюиса была удивлена, когда она попыталась нащупать его пульс. «Я хотела почувствовать пульс Крейга, но услышала лишь странное жужжание», — сообщила она журналистам. «У него не было пульса», собственно и сердца как такового не стало, но появилась жизнь.

В общем, конечно, не термоядерный реактор рядом с сердцем, как у «Железного человека» Тони Старка-Дауни младшего, но зато — в реальности. И не как в Голливуде, где термоядерный реактор можно собрать в горах Афганистана из консервных банок, синей изоленты и коробки спичек. Ну а потом вставить себе в грудь рядом со своим шалящим и барахлящим биологическим сердцем.

Впрочем, мы ведь говорили о Солнце. И о том, что строить солнечный термоядерный реактор в земных условиях нам не стоит. Почему?

Да потому, что в Солнце идет очень специфическая ядерная реакция и стараться повторить ее на Земле — это пытаться прикрутить термоядерный реактор посередине грудной клетки с помощью синей изоленты, как в Голливуде.

Вот эта реакция. Я вначале нарисую ее в упрощенной форме, а потом покажу вам, где нам категорически не хватает магической синей изоленты, чтобы прикрутить где-нибудь на Земле этот природный термоядерный реактор к прочному бетонному фундаменту.

Рис. 175. Упрощенная схема ядерной реакции.

Два ядра атомов водорода, простые протоны, которые рано или поздно встречаются между собой где-нибудь в центре нашего Солнца, в результате этой реакции образуют… снова водород. Правда, уже не обычный, «легкий» водород, еще называемый протием, а «тяжелый» водород, дейтерий.

Самое интересное, что нейтрон, который образуется из одного из протонов в результате этой реакции, чуть тяжелее протона. Масса нейтрона — 939,57 МэВ, а масса протона –938,27 МэВ.

Один МэВ — это очень маленькая масса, 1 МэВ равен 1,7810^–30 килограмма. Поэтому-то и получается, что в одном килограмме водорода собрана такая бездна атомов, которые и состоят, в основном, из своих ядер — протонов. Для того чтобы собрать килограмм комариных крылышек атомов водорода приходится оперировать числом с 26-ю нулями. Скажу лишь, что число людей на всей нашей Земле — это число с девятью нулями. Комаров по всей Земле я не считал, но думаю, что тоже не больше, чем протонов в килограмме водорода.

Но как же получается, что образовавшийся нейтрон тяжелее протона, вступившего в реакцию? Все дело в том, что это масса покоя нейтрона. И если взять «сферический нейтрон в вакууме», то он будет весить именно 939,56 МэВ. Точно так же, как и одинокий «сферический протон в вакууме» будет весить 938,27 МэВ. А вот вместе они будут весить меньше, чем по отдельности, в одиночестве друг от друга.

И да, одинокий нейтрон без протона — не жилец.

Время жизни свободного нейтрона без протона вблизи него — всего около 15 минут. За это время большая часть нейтронов успевает распасться обратно на протон, электрон и антинейтрино.

Но в рамках ядра дейтерия нейтрон «связан» с протоном силами сильного взаимодействия. Это взаимодействие и в самом деле очень сильное — настолько, что значительно меняет массу участвующих в нем частиц. И не просто меняет, а уменьшает их наблюдаемую массу.

Если брать «сферический» протон и «сферический» нейтрон, то для ядра дейтерия (дейтрона) у нас получится по математике вот такой формальный расчет:

938,27 + 939,57 = 1877,84 МэВ.