▲ Старый способ разделения атома. Эрнест Резерфорд обстреливал альфа-частицами (атомами гелия) золотую фольгу и наблюдал за результатами. Большинство частиц прошли сквозь фольгу, не претерпев особых изменений. Некоторые отклонились под очень большими углами. Одна или две частицы практически вернулись назад по первоначальной траектории. Из этого Резерфорд сделал вывод, что атомы золота состоят из ядра, окруженного преимущественно пустым пространством, в котором разбросаны электроны. Ученому удалось с высокой точностью вычислить размеры ядра атома золота.
▲ Новый способ разделения атома. Когда протоны сталкиваются с большой скоростью в Большом адронном коллайдере, принадлежащем европейской организации ЦЕРН[90], то создается еще более 10 других частиц, которые оставляют свои следы на фотографии[91].
Точные и изящные эксперименты Резерфорда позволили раскрыть потрясающую тайну строения атомов. В основном внутри них находится пустое пространство, а значительная часть их массы заключена в положительно заряженном ядре, вокруг которого вращаются в облаках «пустоты» электроны.
Сегодня делением атомов уже никого не удивишь. Современные последователи Резерфорда в искусстве «ускорения» частиц добились деления атомов на частицы, а тех, в свою очередь, на еще более мелкие элементарные частицы. Мы знаем десятки элементарных субатомных частиц, от старых друзей вроде протонов и нейтронов до новых (и очень трудно уловимых) бозонов Хиггса, за которыми ученые охотятся десятилетиями, а человечество тратит на это миллиарды евро, вложенных, в частности, в огромный ускоритель, построенный недавно под Женевой: Большой адронный коллайдер (БАК)[92].
А ведь для того чтобы разделять атомы, не нужно особых затрат времени и денег. Вплоть до недавнего времени большинство из нас занималось этим каждый вечер дома в гостиной. Старые телевизоры с катодными трубками работают на принципе нагревания специальных металлических элементов, которые излучают пучки электронов (исторически за ними закрепилось название «катодные лучи»), которые разгоняются по специальным стеклянным трубкам и с помощью магнитов направляются на покрытый фосфоресцирующим составом экран, высвечивая на нем изображение.
Что служит топливом для топлива?
Чтобы сблизить атомы, нужно приложить действительно большие усилия. И чем сильнее вы их сближаете, тем это труднее. Если с достаточной силой сжать пар, можно получить воду. Если сжимать ее дальше, то можно получить лед. Если точно так же постепенно сжимать необозримое множество атомов углерода, водорода и кислорода, то в конце концов можно получить необходимые нам нефть, каменный или древесный уголь. Заключенная в этом топливе энергия, которую вы высвобождаете, когда сжигаете эти субстанции, является как раз той самой энергией, которая пошла на сближение в них атомов для создания молекул углеводорода. Изготавливать это топливо своими руками бессмысленно: нам вернулось бы ровно столько энергии, сколько мы в него вложили. К счастью, топливо для нас создает природа: энергия Солнца, естественных сжатий и естественного тепла внутри Земли. Так что мы получаем энергию от природы, не прикладывая усилий к ее производству.
