Александр Гордон - Диалоги (октябрь 2003 г.)

А.Г.Квантовая механика, как бы её ни объясняли и какие бы ни приводили логики для внушения принципов квантовой механики всему человечеству, это всё-таки уже инженерная наука, она работает, с её помощью исчисляются вещи, которые заставляют работать приборы и целые технологии. Вы сказали, что на основе ваших открытий тоже возникает новая технология. А нельзя ли сказать подробнее о перспективах ее развития, что, грубо говоря, наш колхоз может получить от этого явления?

Г.М.Во-первых, из-за того что все приборы работают в импульсном режиме за очень короткие времена, то все приборы – очень компактны. Я могу сказать, что при импульсе напряжения в 200 киловольт требуется обычная высоковольтная линия передачи, огромная, вы знаете, стоят железные столбы и так далее. Так вот, в наносекундном диапазоне такой импульс можно подавать по кабелю в 5 миллиметров, и кабель не будет пробиваться. То есть все приборы становятся очень компактными. Прибор в миллион вольт напряжения имеет размер с этот стул. Это означает, что все высоковольтные технологии, которые известны при постоянных напряжениях, становятся простыми, компактными и дешевыми. При постоянном напряжении для миллиона вольт нужна огромная высоковольтная система размером с эту студию. То есть, фактически, все обычные высоковольтные технологии становятся очень простыми и доступными. Это колоссально, это очень важно.

Второе, это то, что есть параметры, например, электронных пучков, которые другими способами принципиально не достижимы. Какие способы извлечения электронов существуют? Термоэлектронная эмиссия – в лучшем случае можно получить амперы на квадратный сантиметр. Автоэлектронная эмиссия, которая очень устойчива из-за того, что при ней ток сильно зависит от напряженности электрического поля. И существует ещё вторичная электронная эмиссия, это побочный эффект, который мешает.

А здесь – эффект, который позволяет получать огромные, я повторяю, до миллионов ампер, электронные токи, превращать их в энергию высокочастотного излучения, в энергию лазерного излучения, в энергию рентгеновского излучения – фактически, во всех направлениях произошел переворот. Если мы получали раньше рентгеновский импульс для того, чтобы просветить человека, сейчас мы получаем рентгеновский импульс, при помощи которого можем просвечивать, положим, стены толщиной во много метров и рассматривать, что там происходит. То есть, просто трудно переоценить всё это.

Я не говорю уже о лазерах, потому что появление так называемых газовых лазеров с электронной накачкой позволило в миллион раз поднять мощности лазеров. Потому что если раньше лазеры работали при очень маленьких давлениях, порядка несколько миллиметров ртутного столба, то сейчас они работают при десятках атмосфер. А мощность примерно пропорциональна квадрату давления. Это настолько уже всё широко продвинулось, что за это уже стали и премии давать, и ежегодные международные конференции организовывают, и прочее, и прочее.

И надо сказать, что в этой области нам удалось сохранить лидирующие позиции, потому что мы этим стали заниматься в 50-х годах. Это моя студенческая работа была, когда я начал заниматься этой наносекундной техникой. В 63 году, 40 лет назад, была опубликована первая в мире книжка. И у нас сохранилась школа, которая идет от наших физиков, которые работали когда-то в Сибири, в Томске. Многому мы учились у академика Будкера, выдающегося физика, который основал ядерный институт в Новосибирске в 50-х годах.

А.Г.Вы упоминали о том, что это используется и в военных технологиях. Не открывая государственных тайн, вы могли бы привести примеры…

Г.М.Над этим во всём мире работают. Например, все попытки реализации так называемых «звездных войн», по существу, основывались на том, чтобы использовать мощное лазерное излучение. Первоначально предполагалось, что мощное лазерное излучение будут получать от мощных газовых лазеров высокого давления. Это уже проехали – проехали в том смысле, что показано, что напрямую это использовать нельзя. Но сейчас такие лазеры используют для других технологий.

Но, кроме того, используются мощные кольцевые пучки в диодах с магнитной изоляцией, это тоже открытие наше, отечественное. В 1973 году это была работа академика Гапонова-Грехова и академика Прохорова. Они показали, что такие пучки можно использовать для генерации очень мощного источника излучения – в сотни тысяч раз по мощности, превосходящие то, что было, например, в радиолокационных станциях, но тоже за очень короткое время. И такие мощные пучки электромагнитного излучения используются для того, чтобы разрушать радиоэлектронное оборудование, выводить его из строя. Эти работы ведутся; детали, тонкости, конечно, никто не разглашает, потому что огромная проблема, как провести эти потоки, как сфокусировать. А сама идеология, в общем, она очевидна.

А.Г.После всех ваших объяснений я всё равно гадаю над тем, что могло бы означать ваше высказывание «эктон является первопричиной всякой порционности». То есть, здесь есть попытка обобщения, которая выходит за рамки…

Г.М.Нет, нет, это вырвано из контекста. Я, конечно, имею в виду конкретные процессы. Я вообще не принадлежу к числу людей, которые пытаются делать такие мировые обобщения и сказать, что процесс в колодце и процесс во вселенной – это одно и то же. Нет, я совершенно здравый человек.

А.Г.Еще вопрос о технологии. Наверное, просто в самой природе материала есть ограничения на эмиссию электронов. Какой материал является, с этой точки зрения, наиболее подходящим?

Г.М.Понимаете, ограничения по самой эмиссии в природе имеется, но оно связано не столько с материалом, сколько с самим электронным пучком. Есть так называемая формула Чайльд-Ленгмюра, которая показывает, что плотность тока пропорциональна приложенному напряжению в степени три вторых – «закон трёх вторых». Когда электроны идут, собственный объемный заряд мешает тому, чтобы была большая эмиссия. Но дело всё в том, что, во-первых, этот барьер можно преодолевать нейтрализацией пучка, положим, ионными потоками, плазмой и так далее.

С другой стороны, если говорить о величине тока, то сейчас можно получать электронные пучки размером 6 метров на 1 метр. С таких площадей можно получать сплошной электронный пучок. Для какой цели такая установка разработана? Она разработана американцами в Лос-Аламосе для того, чтобы в огромных объемах накачивать и получать очень мощные лазерные излучения.

Поэтому можно говорить о плотности тока. По плотности тока есть совершенно фантастическая вещь, состоящая в том, что когда мы получаем большой ток, то собственное магнитное поле пучка этот пучок пережимает. То есть, кулоновская сила расталкивания электронов становится меньше, чем магнитная сила сжатия, и пучок начинает сам фокусироваться. И вот как раз на этом были основаны идеи использования таких пучков в термоядерном синтезе. Эти очень интересные эксперименты начинались академиком Завойским, проводились в Курчатовском институте, потом их продолжала группа академика Велехова, профессора Рудакова и так далее.