В поисках кота Шредингера. Квантовая физика и реальность

Теперь забудьте об отдельных нуклонах в оболочках и представьте ядро в качестве капли жидкости. Капля воды принимает разные формы, и точно так же некоторые общие свойства ядра можно объяснить его изменяющейся формой. Можно представить, что большое ядро выгибается в разные стороны, то становясь похожим на сферу, то на гантель. Если такому ядру придать энергии, колебания могут стать столь существенными, что ядро распадется надвое, сформировав два меньших по размеру ядра и разбрызгав вокруг крошечные капли - альфа- и бета-частицы и нейтроны. В некоторых ядрах такой распад может быть запущен столкновением быстро двигающегося нейтрона с ядром, после чего запускается цепная реакция, в процессе которой каждое ядро, разделенное таким образом, выпускает достаточное количество нейтронов, чтобы произошел распад еще как минимум двух соседних ядер. В случае с ураном-235, который содержит 92 протона и 143 нейтрона, всегда создаются два неравных ядра с атомными числами в диапазоне от 34 до 58, в сумме дающими 92, и испускаются свободные нейтроны. В результате каждого распада

Тот же процесс происходит в обратном порядке при синтезе ядер. Когда два легких ядра сталкиваются под действием давления внутри звезды, синтез происходит только в том случае, если ядра переходят потенциальный барьер снаружи. Количество энергии, которым обладает при этом каждое из ядер, зависит от температуры в центре звезды, и в 1920-х годах астрофизики были озадачены тем, что рассчитанная температура в центре Солнца немного ниже, чем она должна быть - ядра в центре Солнца не обладают достаточной энергией, чтобы перейти потенциальный барьер и произвести синтез в соответствии с классической механикой. Разгадка этого кроется в том, что некоторые ядра пробиваются через барьер, обладая несколько меньшей энергией, что согласуется с принципами квантовой механики. Среди прочего квантовая теория объясняет, почему Солнце светится, в то время как классическая теория утверждает, что оно на это не способно.

высвобождается примерно 200 МэВ энергии, и каждый запускает еще несколько распадов, при условии, что количество урана достаточно велико, чтобы нейтроны не вылетели из него разом. Процесс идет по экспоненте и представляет собой принцип действия атомной бомбы. Управляя им при помощи материала, который поглощает нейтроны, чтобы процесс шел медленно, мы можем построить контролируемый ядерный реактор, который используется для нагрева воды, выработки пара и производства электричества. И снова энергия, которую мы извлекаем, является энергией звездного взрыва, давным-давно произошедшего очень далеко от нас.