Невозможность второго рода. Невероятные поиски новой формы вещества

Для установки требовалось три компонента: крошечная “наковальня” – ячейка из карбида вольфрама размером менее дюйма для создания давления, ускоритель элементарных частиц с длиной окружности около пяти километров, способный разгонять электроны до скорости 99,9999998 % скорости света и направлять их по кругу, заставляя испускать рентгеновские лучи высокой интенсивности, а также сложные магниты и детекторы, позволяющие очень точно направлять эти лучи на материал в ячейке и фиксировать получаемую рентгеновскую дифракционную картину.

Подобные ускорители и детекторы есть только в пяти местах в мире. Институт Карнеги имеет в своем распоряжении канал с рентгеновским излучением высокой интенсивности в Аргоннской национальной лаборатории близ Чикаго, где и были выполнены пробные эксперименты. Окончательные измерения были проведены на аналогичной установке под названием SPring-8 (Super Photon ring-8 ГэВ) в префектуре Хёго примерно в четырехстах километрах к юго-западу от Токио.

Наш план заключался в том, чтобы окружить синтетические образцы икосаэдрита, квазикристалла того же типа, который мы обнаружили в Хатырке, графитовым нагревательным устройством и поместить его в ячейку-“наковальню” из карбида вольфрама, стенки которой можно сжимать с помощью пресса и таким образом сдавливать все, что находится между ними. Рентгеновские лучи, испускаемые электронным пучком, направлялись бы на квазикристалл, и по мере постепенного роста давления и температуры можно было бы непрерывно отслеживать любые изменения в дифракционной картине. На планирование и проведение этого изящного эксперимента потребовалось полтора года, но результаты того стоили.

Выводы были убедительными и бесспорными. Икосаэдрит не трансформировался даже в экстремальных условиях – при давлении и температуре, которые метеорит Хатырка испытал во время высокоскоростного удара.

Это означало, что в принципе икосаэдрит мог быть частью Хатырки с момента образования более 4,5 миллиарда лет назад, как предполагал Гленн, и впоследствии выдержал все столкновения, которые метеороид пережил в космосе. Но даже если так, этих результатов было недостаточно, чтобы доказать правильность теории Гленна. Альтернативное объяснение Линкольна все еще оставалось возможным. Вполне можно было предположить, что кристаллические сплавы металлов и икосаэдрит образовались в результате сильного столкновения в космосе. Икосаэдрит все еще мог оказаться прямым результатом такого удара.

Благородные газы

Мы знали, что некоторые части метеорита Хатырка образовались 4,5 миллиарда лет назад и что через какое-то время после этого в космосе произошло высокоскоростное столкновение между Хатыркой и другим объектом. Но когда именно?

Чтобы разобраться в этом вопросе, нам понадобилось провести еще один чрезвычайно сложный эксперимент с участием другой группы высококвалифицированных специалистов. Лука отправился в Швейцарский федеральный технологический институт в Цюрихе и передал крошечные кусочки силиката из метеорита Хатырка Хеннеру Бизмэну, Маттиасу Мейеру и Райнеру Уилеру (на фото справа). Уилер специально создавал свою лабораторию для измерения содержания в метеоритах редких изотопов гелия и неона. Бо́льшую часть экспериментов провели его ученики Маттиас и Хеннер. Маттиас был особенно увлечен проектом и вызвался руководить измерениями.

Гелий и неон известны как благородные газы. Это два из шести элементов в крайнем правом столбце таблицы Менделеева. У них нет ни запаха, ни цвета и очень низкая химическая активность.

Путешествуя в космосе, метеороиды бомбардируются космическими лучами – энергичными субатомными частицами, движущимися почти со скоростью света. Соударяясь с атомными ядрами в породе, частицы космических лучей порождают изотопы гелия и неона, отличающиеся числом нейтронов от ядер гелия и неона, которые обычно встречаются на Земле. Измерив процент атипичных ядер, можно определить, как долго метеороид подвергался в межпланетном пространстве воздействию космических лучей.

При сильном столкновении в космосе накопленные в Хатырке гелий и неон должны были потеряться из-за повышения давления и температуры при ударе. Если затем метеороид продолжил свое путешествие, то бомбардировка космическими лучами снова стала наполнять его атипичными изотопами гелия и неона. Этот процесс шел до тех пор, пока метеороид оставался в космосе. Но с того момента, как он достиг своего конечного пункта назначения и упал на Землю, наша атмосфера начала защищать его от любых дальнейших бомбардировок.

Маттиасу предстояло начать с разрушения образца для извлечения изотопов. Сложность эксперимента заключалась в том, что ему нужно было поймать и изолировать каждый выделившийся при этом атом гелия или неона. Затем следовало измерить концентрацию этих изотопов.