Тэмми Ма собиралась сесть в самолет в международном аэропорту Сан-Франциско, когда телефонный звонок изменил ее жизнь. Она работает физиком плазмы в Национальном центре зажигания (NIF), на самом большом и самом мощном лазере в мире. Эксперимент на этом объекте на этой неделе осуществил прорыв в термоядерном синтезе, которого ученые пытались достичь десятилетиями.
«Я расплакалась и прыгала в зале ожидания», — сказала Ма журналистам на техническом брифинге по поводу достижения в Вашингтоне, округ Колумбия.
NIF выстрелил 192 лазерными лучами в крошечную мишень, заполненную топливом, и впервые на Земле добился позитивного выхода энергии в ходе синтеза атомов.
Это означает, что ученые смогли генерировать больше энергии чем ее было затрачено на работу лазеров. Создавая термоядерные реакции в лаборатории, Ма и ее коллеги, по сути, воссоздают процесс генерации энергии в звездах. Однажды, пусть и через длительное время, этот процесс сможет обеспечить наш мир чистой и практически безграничной энергией.
Издание The Verge решило узнать про дальнейшее развитие событий после достижения успеха в термоядерном синезе, для чего взяло интервью у Тэмми Ма, возглавляющей Институциональную инициативу по инерционной термоядерной энергии в Ливерморской национальной лаборатории Лоуренса.
Как бы вы описали свою повседневную работу в Ливерморской национальной лаборатории Лоуренса?
Будем честны. Сейчас у нас есть набор данных за собранных за последние десятилетия, так что мы не берем новые идеи из воздуха. Но как узнать, как нам улучшить последнюю серию экспериментов? Какие изменения условий мы хотим сделать?
Мы работаем с учеными-лазерщиками, чтобы попытаться определить лучший лазерный импульс, который мы можем использовать. Мы должны работать с материаловедами, чтобы создать материалы для наших целей. Мы работаем с экспериментаторами, которые должны настроить все наши диагностические приборы так, чтобы они точно улавливали нейтронную вспышку, когда она исходит. У нас одни из самых быстрых рентгеновских камер в мире, поэтому мы можем записывать происходящее в режиме реального времени. В общем, это огромная команда, которая объединяет все это.
Моя конкретная роль прямо сейчас, однако, на самом деле состоит в том, чтобы перейти к следующему этапу термоядерной энергии. Мы пытались подготовиться, вы знаете, после того, как мы получим «возгорание», как мы можем извлечь выгоду из этого великого открытия? И вот мы здесь.
Каково было получить известие о том, что ваша лаборатория добилась успеха?
Это было потрясающе, потому что NIF работает круглосуточно и без выходных — мы проводим эксперименты каждый божий день. И это построено на десятилетиях работы, верно? И мне очень повезло быть здесь в это время. Но были гиганты, которые пришли до нас. И я все еще не уверена, что мы полностью осознали, что мы этого достигли. Так что это захватывающе.
И когда вы попытаетесь добиться этого снова?
Мы собираемся постоянно не только пытаться повторить «выстрел», но и внедрять улучшения в будущем. Мы постоянно пытаемся улучшить качество целей — это имеет огромное значение. У нас есть планы продолжать увеличивать мощность лазера в будущем. Каждые пару недель мы проводим новые эксперименты.
Какие трудности необходимо преодолеть дальше?
Мы должны создать многие базовые технологии, которые будут поддерживать термоядерную электростанцию в будущем. Но это означает более дешевые цели, которые мы генерируем в больших объемах и которые очень надежны и хорошего качества. Использование лазеров, которые могут работать с высокой частотой повторения. NIF срабатывает только раз в четыре-восемь часов или около того. Но предполагается, что термоядерная электростанция должна будет осуществлять синтез 10 раз в секунду или больше. Итак, как вы можете себе представить, мы должны найти способ ускорить все. Это большой вызов. Поэтому нам приходится работать не только с огромной командой в лаборатории, но и с университетами и академическими кругами. Частный сектор тоже проявляет интерес. И поэтому нам нужен весь этот опыт, чтобы собраться вместе и воплотить это в жизнь.