الفصل 659 نتائج تجريبية مذهلة
يمكن تعليق فقاعات سائلة بثبات ونبضها دورياً بواسطة مجال صوتي معين. عند انهيارها ، في غضون بيكو ثانية ، يمكن للفقاعة أن تُنتج نسبة ضغط حجمي تبلغ واحداً إلى مليون ، مما يُهيئ بيئة عالية الحرارة والضغط. و عندما يكون ضغط الصوت كبيراً بما يكفي ، يُؤدي تراكم الطاقة إلى إضاءة الفقاعات. تُسمى هذه الظاهرة بالتوهج الصوتي.
في بيئة ضغط قيادة مناسبة ، يمكن أن تبقى فقاعات التوهج الصوتي كروية. تكرر الاهتزاز غير الخطي لملايين ، بل مئات الملايين من الدورات. بفضل هذه الخاصية ، يُمكن تحقيق اندماج قابل للتحكم في درجات الحرارة المنخفضة نسبياً.
داخل معهد جينلينغ للدراسات المتقدمة.
تولى فريقٌ مُتحكَّمٌ فيه لتصغير حجم الاندماج النووي ، بقيادة لو شو ، إدارةَ مختبر الصوتيات في معهد الفيزياء مؤقتاً. ووُضِعَت حاويةٌ شفافةٌ نصف قطرها حوالي ثلاث بوصات على إحدى طاولات المختبر.
مُلئت الحاوية الشفافة بحمض كبريتيك مُركّز لزج. ثُبّتت مولدات فوق صوتية عالية الطاقة على جانبي الحاوية. ووُضعت أجهزة مُتطورة مُختلفة حول الوحدة بأكملها ، وكانت جاهزة لجمع البيانات التجريبية.
وبما أن ظاهرة التلألؤ الصوتي حدثت على مقياس البيكو ثانية ، فقد كان من الصعب على كاميرات المختبر التقاط كل وميض الضوء ، وخاصة في اللحظة التي انهارت فيها الفقاعة إلى أصغر حجم لها.
ولذلك استعار لو شوه لهذه التجربة مجموعة من "الأنظمة التجريبية التكاملية النسبية القائمة على حلقة مقفلة الطور " من معهد الصوتيات بجامعة جين لينغ.
إلى جانب استخدامه في هذه التجارب الصوتية الخاصة ، استُخدم هذا النظام عموماً لدراسة أنظمة السونار المضادة للغواصات. لولا طلب لو شوه الشخصي ، لما أعاره مدير معهد الصوتيات هذه المعدات أبداً.
كان شينغ شيانفو يقف بجانب جهاز التجربة ، ونظر إلى لو شوه.
أومأ لو شوه برأسه.
"لنبدأ. "
"نعم. "
أخذ شينغ شيانفو نفساً عميقاً وسار نحو أقرب جهاز كمبيوتر. ثم ضغط بسرعة على بعض الأزرار.
وبمجرد سماع صوت طنين قصير يشبه صوت البعوض ، بدأ المتجرد بالموجات فوق الصوتية عالية الطاقة في إطلاق موجات فوق صوتية في المحلول ، مما أدى إلى نقل كميات كبيرة من الطاقة.
وعندما وصل ضغط الصوت في السائل إلى خمسة أضعاف الضغط الجوي القياسي ، أمر لو شوه.
"حقن الزينون! "
"نعم! "
تم حقن غاز الزينون ، وبدأت سلسلة من الفقاعات تطفو ببطء من أسفل الحاوية إلى المركز.
وبعد ذلك مباشرة ، بدأت قوة جهاز الإرسال بالموجات فوق الصوتية في الزيادة تدريجياً ، وبدأ أيضاً الضغط الصوتي المطبق على الفقاعة في الزيادة.
عندما وصل ضغط الصوت على الفقاعة إلى 15 ضعف الضغط الجوي القياسي ، انفجرت فقاعة الزينون العائمة في حمض الكبريتيك المركز بضوء أبيض أرجواني!
كان الباحثون الواقفون حول التجربة يبدون فرحاً على وجوههم.
ورغم أن هذا كان مجرد اختبار لجهاز التجربة ، وكانوا بعيدين كل البعد عن النجاح إلا أنه كان بالتأكيد بداية جيدة.
أصدرت الفقاعات المعلقة في السائل عشر مجموعات من أشعة الضوء بشكل مستمر ، والتُقطت الصور بواسطة نظام التصوير التكاملي النسبي القائم على حلقة الطور المقفلة. و بدأ العديد من علماء الفيزياء الصوتية في معهد الدراسات المتقدمة على الفور بتحليل الصور وحساب درجة حرارة التألق وقوته.
بعد أن نظر لو شوه إلى البيانات التجريبية ، ألقى نظرة على شينغ شيانفو.
كانت قوة البرق حوالي ١٣٠ واط. ورغم اختفائها فجأةً إلا أنها كانت مذهلةً للغاية. وصلت ذروة درجة حرارة سطح الفقاعة إلى رقمٍ مُرعبٍ بلغ ١.٥ مليون كلفن. حيث كان الأمر كما لو أن باطن الشمس يطفو في المحلول!
وبطبيعة الحال قد تكون هذه البيانات غير دقيقة.
في النهاية ، حدث انهيار الفقاعة فجأة. فلم يكن من السهل رصد درجة الحرارة أصلاً ، ناهيك عن تقليل خطأ جمع البيانات.
قال لو شوه "نجحت المرحلة الأولى من التجربة ، فلننتقل إلى المرحلة التالية ". وضع تقرير التجربة على الطاولة وقال لشنغ شيانفو "أضف طبقة حماية من النيوترونات إلى الحاوية ، واستعد لحقن غاز الديوتيريوم والتريتيوم! "
أومأ شينغ شيانفو بجدية وقال "حسناً! "
كانت المرحلة الأولى من التجربة اختباراً لما إذا كان تصميم الإعداد ممكناً أم لا وما إذا كان بإمكانه توفير ضغط صوتي كافٍ للفقاعة بحيث تصل درجة الحرارة إلى أكثر من مليون كلفن.
يبدو أن تجربتهم كانت ناجحة جداً.
تم ضغط الزينون العائم في السائل إلى نقطة صغيرة ، وداخل تلك النقطة كانت هناك طاقة تعادل طاقة نجم صغير.
على الرغم من أن درجة الحرارة كانت بالملايين وكانت لا تزال بعيدة عن إمكانية التحكم في الاشتعال الاندماغي إلا أن درجة الحرارة لم تكن الطريقة الوحيدة لتحقيق الاشتعال الاندماغي.
ولم تصل الفقاعة إلى ملايين الكلفن فحسب ، بل كانت أيضاً عند مستوى كثافة مرعب!
وكانت الكثافة هي الشرط الآخر لتفاعل الاندماج!
وضع الباحثون في المختبر حاويةً شفافةً داخل صندوق أسود مصنوع من مادةٍ عازلةٍ للنيوترونات. ثم أوقفوا نظام التصوير التكاملي النسبي القائم على حلقة الطور المقفلة ، وبدأوا في إعادة تشغيل التجربة.
لكن هذه المرة ، حُوِّل الزينون إلى خليط غازي من الديوتيريوم والتريتيوم. و كما زادت قوة الموجات فوق الصوتية بمقدار كبير.
بدأت التجربة.
ورغم أن الصندوق الأسود حجب رؤية الباحثين إلا أن الأمر لم يكن ذا أهمية كبيرة.
بعض الأشياء لم تكن تحتاج إلى رؤيتها بالعين المجردة ، وكانت البيانات التجريبية في كثير من الأحيان أكثر موثوقية.
قام الباحثون بإخراج حاوية حمض الكبريتيك المركز وبدأوا في تحليل الضرر الإشعاعي ومعدل تدفق النيوترونات.
كان لو شوه يقف بجانب الباحثين ، وينتظر بهدوء النتيجة التجريبية.
لقد مرت عشر دقائق.
وأخيرا ظهرت النتائج.
قال أحد الباحثين بسعادة "النتائج هنا! ". وسلّم لو شوه تقرير التجربة المكتمل ، وقال بحماس "من خلال كشف مادة حجب النيوترونات ، هناك أدلة كافية تشير إلى أن سطح المادة تعرض لقصف نيوترونات بقوة 2.5 ميجا إلكترون فولت أثناء التجربة... زاد معدل تدفق النيوترونات بنسبة 1.7%.
"لدينا تأكيد على أن تفاعل الاندماج قد حدث! "
كان الجميع في المختبر متحمسين ، وبدأوا تقريباً في الهتاف.
وخاصة شينغ شيانفو!
لقد قبض على قبضتيه بقوة.
ربما ينجح هذا!
لم يكن هناك أحد أكثر حماسا منه.
ومع ذلك على الرغم من أن النتائج التجريبية كانت مرضية ، فإن معدل تدفق النيوترون لم يكن مثاليا.
لم يلاحظوا سوى علامات حدوث تفاعلات اندماج. وما زالوا بعيدين عن استخدام هذا النظام لتحقيق تفاعلات اندماج مستقرة وقابلة للتحكم.
حدّق البروفيسور لي تشانغشيا في بيانات التقرير التجريبي ، وقال "معدل تدفق النيوترونات منخفض جداً. و إذا أردنا تحقيق تفاعل اندماج مستقرّ وقابل للتحكم... فقد لا يكون هذا القدر من الموجة الصوتية كافياً ".
أومأ لو شوه بجدية ، وقال "أنت محق ، في ظل نظامنا الحالي ، من الصعب تحقيق تفاعلات اندماج مستقرة وقابلة للتحكم. أعتقد أنه يتعين علينا استبدال السائل. "
سأل البروفيسور لي تشانغ شيا "ما نوع السائل الذي تخطط لاستخدامه ؟ "
هز لو شو رأسه وقال "لا أعرف ، لكن لدي فكرة تقريبية. "
"فكرة ؟ "
"نعم. " أومأ لو شوه وقال "بما أن السوائل التقليديه لا تلبي المتطلبات في درجة حرارة الغرفة ، فلماذا لا نجرب المعادن السائلة ؟ أعتقد أن الليثيوم السائل قد يكون جديراً بالتجربة... "
