В наши дни специалисты особое внимание стали обращать на нанотехнологии и получаемые с их помощью нано материалы. По это еще не все. Как полагает наш соотечественник, доктор технических наук, известный по работе в НАСА и научных лабораториях ВВС США, профессор Александр Александрович Болонкин, следующий шаг материаловедов — обращение к ядерной материи.

Как известно, любой материал в мире можно составить примерно из сотни атомов элементов, входящих в таблицу Д. И. Менделеева. Атом, в свою очередь, состоит из ядра и вращающихся вокруг него электронов. Ядро состоит из протонов и нейтронов, и количество протонов, нейтронов и электронов определяет тип атома и его свойства.

Размер атома — доли нанометра (нанометр — одна миллиардная доля метра, 10-9 м). Но размер ядра в нем еще в миллион раз меньше и равен нескольким фемтометрам (10-15 м). То есть практически все вещества состоят в основном из пустоты, в которой частицы материи связаны друг с другом ядерными и электромагнитными силами.

Развивающаяся в последние 15 лет нанотехнология занимается проектированием новых материалов из атомов и молекул. Главное ее достижение — это нанотрубки — искусственные волокна из графита, а также графен — тончайшая (в один атом) графитовая пленка. Они теоретически примерно в 10–50 раз прочнее стали. Но это предел прочности атомных материалов.

В 2008 году А. А. Болонкин разработал теорию проектирования материалов из ядер. Ядерные силы в миллионы раз больше атомных и молекулярных сил, и соответственно прочность ядерных материалов в миллионы раз выше прочности нанотрубок. Кроме того, ядерная материя как показывают расчеты, обладает удивительными свойствами, например, способностью не терять прочность при температуре в миллионы градусов.

Ядерная материя уже существует в природе на нейтронных звездах, напоминает исследователь. Но там она собрана в единый большой комок и очень тяжела. Ядерная материя профессора Болонкина, которую он еще именует АБ-материей — по первым буквам своего имени, — должна отличаться тем, что она будет производиться в виде ажурных конструкций — нитей, пленок, сеток, которые будут обладать фантастической прочностью.

«На поверхности нейтронных звезд давление равно нулю, — говорит профессор Болонкин. — Эго значит, что ядерная материя может существовать и в нашем мире. Известно, что протоны (частицы ядерной материи) ученые получают и используют в своих экспериментах. Надо научиться составлять из них ядерные конструкции…»

По мнению исследователя, ядерная материя должна также иметь почти нулевую теплоемкость и теплопроводность. Это следует из того, что обычные атомы не способны передать часть своей энергии плотной ядерной материи, как мячики пинг-понга не способны раскачать стальную стенку, ударяясь о нее. Кроме того, по его мнению ядерная материя абсолютна химически стабильна, а значит, может существовать практически вечно.

«Ядерная материя может быть практически невидимой, — добавляет профессор. — Ведь если расстояние между нитями АБ-материи в несколько раз больше, чем длина волны видимого света (400…800)х10-9 м, свет будет беспрепятственно проходить через такую конструкцию и она станет невидимой. Если автомобиль, самолет или космический корабль будет сделан из такого материала, вы будете видеть человека, но не будете видеть корабль, в котором он летит. Вместе с тем материал будет совершенно непроницаем для газов, жидкостей и твердых тел, поскольку ячейки сетки ядерной материи меньше расстояния между атомами — 10-10 м. Поэтому такая сетка может не только быть защитой от радиации, отравляющих газов, но также послужит надежной броней против пуль, снарядов и ракет. А кроме того, будет обладать сверхпроводимостью при обычных температурах, гигантской электрической прочностью, нулевым коэффициентом трения и многими еще удивительными свойствами.

Некоторые формы АБ-материи — нити, стержни, балки в представлении А. Болонкина .

Исходя из выше сказанного, получается, что из ядерной материи можно будет строить всевозможные механизмы, обладающие немыслимыми ныне свойствами. Так, к примеру, полагает профессор Болонкин, автомобиль, имеющий 2-граммовый маховик, сможет всю свою жизнь ездить на одной раскрутке. А самолет летать многие десятилетия, имея всего лишь 100-граммовый маховик. Космические корабли смогут развивать скорость в 10 тысяч раз больше, чем нынешние ракетные двигатели, и достигать скорости 0,1 от скорости света.

В общем, ядерная материя — практически идеальный материал, о котором можно только мечтать. Только пока неизвестно, как его можно создать. На нейтронных звездах получению такой материи способствует гигантское тяготение. Как его добиться в условиях нашей планеты?

При современном развитии науки и техники это кажется невозможным. Однако исследователь утверждает, что его задумка может быть осуществлена в скором будущем. Физики научились расщеплять ядра атомов на протоны и нейтроны, разгонять частицы до неимоверных скоростей и сталкивать их. И потому чего-то сверхъестественного при изготовлении АБ-материи не потребуется. По мнению профессора, все должно происходить примерно по той же технологии, по которой сейчас производятся микросхемы. Например, один из вариантов производства АБ-нитей и сеток может выглядеть так. «В вакуумный контейнер нужно с одной стороны поместить экран, своеобразную матрицу, в которую с противоположной стороны будут стрелять протонные и нейтронные пушки, — рассказывает профессор. — В свою очередь элементарные частицы станут дополнительно ускорять при помощи металлических сеток, на которые подадут необходимое напряжение. Оседая на матрице, протоны и нейтроны благодаря своей скорости смогут преодолеть электромагнитные силы, мешающие им сблизиться в обычных условиях. Подлетая друг к другу на минимальное расстояние, они сцепятся под воздействием ядерных сил, и уже мало что сможет их разъединить».

При этом, полагает ученый, можно будет создавать материю любого вида, достаточно только поместить перед матрицей специальную маску, пропускающую частицы в нужных местах, а в остальных — задерживающую их. Например, если производитель захочет создать материал, который сможет пропускать сквозь себя определенное вещество, то нужно сделать ячейку больше, чем молекула этого вещества. Так, мелкая рыбешка не застревает в сети, поставленной на более крупных сородичей, а проплывает сквозь нее. Единственное, что создаст преграду, — это нити, образующие сетку. И если толщину нити сделать меньше атома — например, в 100 раз, — такой материал будет очень полезен при создании сверхпрочной брони, а также для защиты от радиации.

Конечно, Александр Александрович Болонкин — личность известная. Он специалист в области авиации, космонавтики, математики и компьютерной техники. В СССР работал в самолетостроительном ОКБ имени O.K. Антонова, в ракетном ОКБ имени В.П. Глушко… После переезда в середине 80-х годов за океан преподавал в американских университетах, работал старшим научным сотрудником в НАСА, в научных лабораториях ВВС США. Он — автор более 170 научных трудов и книг, 17 запатентованных изобретений, половина из которых засекречены.

Он, к примеру, предложил теорию кабельного запуска кораблей и спутников и электростатического паруса, а также создания бессмертных Е-личностей путем объединения людей и компьютеров… Не менее интересны последние теоретические исследования профессора. Скажем, он разработал теорию получения любого количества энергии из миниатюрной черной дыры…

Что же касается экзотической ядерной материи, то сначала исследователь рассказал о ней своим коллегам по Корнеллскому университету. Физики признали идею хотя и любопытной, но спорной, годящейся пока лишь для фантастического романа.

Наши ученые тоже относятся к рассуждениям Болонкина с известной долей скептицизма. Например, по мнению доктора физико-математических наук, заведующего лабораторией ядерной оптики НИИ ядерных проблем Белоруссии Виктора Тихомирова пока непонятно, как можно получать ядерную материю. Ведь ядра атомов в обычной материи соединяются в молекулы, объединяя свои электронные «облака». А как объединить одни «голые» ядра? Попытки воздействовать на них силой, то есть заставляя одни частицы сталкиваться с другими, разгоняя их в ускорителях, приводят к превращению одних атомов в другие и попутному появлению множества элементарных частиц, многие из которых живут лишь краткие мгновенья. Правда, при термоядерной реакции два ядра атома водорода могут превратиться в гелий. Но такая реакция синтеза, кроме прочего, чревата еще и термоядерным взрывом…

С тем, что процесс получения ядерной материи может оказаться сродни термоядерной реакции синтеза, согласен и доцент лаборатории фемтосекундной нанофотоники физического факультета МГУ им. М.В. Ломоносова Сергей Магницкий. «Идея Александра Болонкина очень интересна, — полагает он. — Тем не менее, само формирование АБ-материи вызывает серьезные сомнения». Создавать ее нужно из нуклонов (протонов и нейтронов). Но известно, что в природе атомы тяжелых элементов, в которых около 100 нуклонов, очень нестабильны. Они быстро распадаются, едва успев образоваться. А профессор Болонкин предлагает делать материю из куда большего количества нуклонов. Как они смогут держаться вместе долгое время?.. Пока непонятно.

Публикацию подготовил С. СЕРЕГИН