Трактат о вдохновенье, рождающем великие изобретения

Разреженный газ и тем более плазма электропроводны. Пропуская через газ электрический ток, создавая газовые разряды, можно сделать сразу два дела: разогреть плазму до высокой температуры и образовать вокруг теплоизолирующее магнитное поле. При достаточной силе тока здесь могут возникнуть термоядерные реакции.

В лаборатории, напоминающей мастерскую Зевса-громовержца, началось исследование кратковременных, но зато весьма мощных электрических зарядов в газах. У прямых разрядных трубок, попеременно наполняемых разреженным водородом, дейтерием и другими газами и их смесями, собрался отряд разнообразных измерительных приборов, появление которых было подготовлено всем предшествующим развитием электроники и оптики. Пьезоэлементы приготовились измерять давления, а спектрографы — интенсивность отдельных спектральных линий. Миниатюрные катушки и иголочки пробрались даже внутрь разрядной трубки, чтобы зондировать магнитное и электрическое поля. Провода от всех приборов шли к осциллографам — этим «электронным стенографистам» науки, записывающим ход процессов со скоростью в несколько десятков километров в секунду. Здесь присутствуют фотоаппараты с моментальными затворами электровзрывного действия и киноаппараты для сверхскоростной съемки с быстротой в два миллиона кадров в секунду. Если бы им действительно пришлось поработать на протяжении целой секунды, то кинофильм, снятый ими, надо было бы просматривать в обычном кинотеатре по нескольку сеансов в день почти целую неделю. У разрядных трубок расположился многоглазый Аргус современной науки, приготовившись бдительно наблюдать процессы, протекающие за миллионные доли секунды. Он как бы обладал волшебным свойством, описанным Гербертом Уэллсом в рассказе «Новейший ускоритель», — способностью замедлять бег времени и останавливать мгновение.

Только специалист-электрик может оценить по достоинству все остроумие «генератора молний», способного накапливать электроэнергию и создавать электрические разряды более мощные, чем любая небесная стрела. Поражает не только колоссальная сила тока, доходившая в отдельных опытах до мгновенных значений в два миллиона ампер, но и темп ее нарастания, превышающий сотни миллиардов ампер в секунду.

Изучение документов опытов, расшифровка графиков, вычерченных осциллографами, просмотр фотографий доказали, что способ термоизоляции плазмы, изобретенный А. Д. Сахаровым и И. Е. Таммом, в условиях кратковременного динамического процесса реален и действует.

Кадры сверхскоростной киносъемки показали воочию, что широкий сияющий столб газового разряда, заполнявший вначале всю трубку до самых стенок, как в газосветной лампе, постепенно начинает сужаться. Цилиндрическая стенка нарастающего магнитного поля постепенно сжимает горло разряда, теснит плазму с боков, превращая ее в оторванный от стенок сосуда ослепительно яркий плазменный шнур.

Магнитное поле изолировало плазму от стенок, как оболочка незримого термоса. Температура плазмы стремительно повышалась. При силе тока в несколько сотен тысяч ампер, в момент максимального сжатия шнура, температура в плазме достигала порядка миллиона градусов.

То была большая победа науки. В лабораторных условиях столь высоких температур не получал еще никто.

«Только в водородной бомбе, — писал академик И. В. Курчатов, — достигается более высокая температура. Однако в этом случае наблюдатель не рискнет приблизиться к месту взрыва на расстояние меньшее, чем в несколько километров. В опытах, о которых идет речь, тонкая струйка раскаленной плазмы… безопасна для окружающих, так как содержит небольшое количество вещества».

Но, быть может, ничего не ожидали исследователи с таким волнением, как появления специфических ядерных излучений — нейтронов и жестких рентгеновских лучей, этих вестников начавшейся ядерной реакции. Чувства их, вероятно, можно было сопоставить лишь с переживаниями физиков у прообраза первого атомного реактора, у вошедшей в историю кучи графита и урана, ожидавших с бьющимся сердцем появления потока нейтронов, извещавшего о пробуждении энергии ядра.

В 1952 году серебряные пластинки, погруженные в парафин, зарегистрировали залп нейтронов, а специальные приборы — одновременный всплеск проникающего рентгеновского излучения, исходящего из мощного электрического разряда в газах. Что это—термоядерная реакция или отголосок других, не известных еще ядерных процессов, протекающих в плазменном шнуре?

Настоящая наука строга к себе и осторожна в выводах. Эксперименты опрокинули многие привычные представления о свойствах плазмы, укоренившиеся в результате многолетних исследований газовых разрядов в обычных условиях, и, по выражению И. В. Курчатова, «совершенно изменили ландшафт и краски той картины, которая была создана первыми импульсами теоретической мысли».