Я ещё раз повторяю, вначале катод холодный, но в результате взрыва плазма нагревается практически до миллионов градусов, сам катод нагревается до тысячи градусов, до таких температур, которые приводят к плавлению и испарению. Но этот процесс очень кратковременный – именно процесс нагрева, процесс взрыва длится всего единицы наносекунд, то есть миллиардные доли секунды. Взрыв произошел, смотришь, а на катоде ничего нету, и если не поглядишь в микроскоп, то ничего не увидишь.
Что нужно было для того, чтобы исследовать это явление? Что нам потребовалось, и почему, собственно говоря, взрывная эмиссия была открыта в 66 году? Мы смогли посмотреть всё это в очень мощный усилитель света, использующий электронно-оптические преобразователи, когда можно было регистрировать отдельные кванты. Потому что взрывающаяся масса здесь ничтожная – 10-13 грамма, такова масса, которая при взрыве уходит, и поэтому свечение очень слабое. В 30-е годы обычно смотрели при помощи ячейки Керра так называемой, она очень ослабляла свет, ничего увидеть было нельзя. Только благодаря тому, что мы стали смотреть с экспозицией в наносекунды и с усилением света в миллион ампер, мы смогли наблюдать, как на катоде появляется первое свечение.
Когда потом стали смотреть в электронный микроскоп, мы увидели, что это свечение сопровождается появлением кратера – кратера не видели, пока не было электронных микроскопов. Фактически, наличие электронных микроскопов, то есть прибора, который позволяет иметь высокое пространственное разрешение, и высокоскоростной фотографии, которая позволяет иметь очень большое временное разрешение, наносекундное, позволило это явление открыть. А потом уже, когда появился радиационной метод, методы определения массы и так далее, мы смогли уже определить, сколько граммов на кулон уносится. Но самое главное, я считаю, – это усилитель света с электронно-оптическим преобразователем и очень мощный микроскоп. И осциллограф, естественно, потому что нужно регистрировать очень короткий ток. Я уже говорил, что вся наша электроника работала в наносекундном диапазоне. Сейчас мы перешли уже в пикосекундный диапазон, и тут, конечно, нужен осциллограф с очень высоким временным разрешением.
А.Г. Разве хватает временного разрешения осциллографа для того, чтобы зафиксировать эти процессы с допустимой погрешностью?
Г.М. Сейчас есть осциллографы, которые позволяют регистрировать времена порядка пикосекунд. Но импульсы, которые мы получаем, это электронные пучки, световые пучки, рентгеновские пучки длительностью в сотни пикосекунд. Это уже стало нормальным, обычным явлением. И фактически сейчас появилось новое направление, которое называется «техника мощных пикосекундных импульсов», «техника пикосекундных электронных пучков». Там появляются совершенно новые возможности.
А.Г. Мы об этом чуть-чуть позже поговорим. А пока я хотел задать вам вопрос. Верно ли, что далеко не все разделяют ваш подход к объяснению того, что происходит в вольтовой дуге, несмотря на экспериментальное подтверждение вашей теории?
Г.М. Понимаете, какая ситуация. Когда, например, Лавуазье доказывал, что горение связано с окисление, его идею при жизни так и не признали, считали, что это флогистон… Люди, с которыми мы сейчас живем, всю свою научную карьеру сделали на утверждении, что дуга начинается оттого, что разогревается катод, из катода идет обычная термоэлектронная эмиссия, и так далее. И поэтому очень трудно сейчас признать, что кто-то пришел из другой области, вдруг всё исследовал и всё открыл. Я-то их очень хорошо понимаю, и, в общем-то, есть вещи, о которых мы дискутируем.
Во всяком случае, даже самые отчаянные, так сказать, противники сейчас однозначно признают, что как минимум должен существовать первый взрыв. Потому что всегда есть кратер. Откуда кратер появился? Потом – откуда берутся ионы? При взрыве совершенно очевидно, почему ионы двигаются в другую сторону. Потому что при самом взрыве, очень кратковременном, выделяется энергия до ста тысяч джоулей в грамме, это уже энергия существенно большая, чем энергия взрывчатки. Там уже образуется плазма, плазма образуется при самом процессе разогрева. И там имеются и ионы, и электроны, то есть обычная плазма. И в результате взрыва по инерции ионы летят в противоположную сторону. Этот непонятный эффект так называемых «аномальных ионов» был открыт ещё в 30-х годах. Сначала думали, что это просто пар, а потом наш ученый Плютто в Сухумском физико-техническом институте обнаружил, что это не пар, а ионы. А сейчас мы понимаем, откуда эти ионы происходят.
Во всяком случае, по моим оценкам, было 15 абсолютно непонятных, разрозненных фактов, которые никто не мог объединить в единой теории. Принятие идеологии порционности, эктонности этого процесса привело к тому, что я смог объединить все 15 фактов в единое целое. Ведь квантовая механика тоже не сразу была признана, и, кстати, человек, который получил Нобелевскую премию за теоретическое доказательство квантовой природы света – Эйнштейн – до конца жизни сомневался в том, что кванты – это реальность. И сейчас есть люди, которые сомневаются. Но я опираюсь на факты, причем, на факты, полученные самыми современными методами.
А.Г. Квантовая механика, как бы её ни объясняли и какие бы ни приводили логики для внушения принципов квантовой механики всему человечеству, это всё-таки уже инженерная наука, она работает, с её помощью исчисляются вещи, которые заставляют работать приборы и целые технологии. Вы сказали, что на основе ваших открытий тоже возникает новая технология. А нельзя ли сказать подробнее о перспективах ее развития, что, грубо говоря, наш колхоз может получить от этого явления?
Г.М. Во-первых, из-за того что все приборы работают в импульсном режиме за очень короткие времена, то все приборы – очень компактны. Я могу сказать, что при импульсе напряжения в 200 киловольт требуется обычная высоковольтная линия передачи, огромная, вы знаете, стоят железные столбы и так далее. Так вот, в наносекундном диапазоне такой импульс можно подавать по кабелю в 5 миллиметров, и кабель не будет пробиваться. То есть все приборы становятся очень компактными. Прибор в миллион вольт напряжения имеет размер с этот стул. Это означает, что все высоковольтные технологии, которые известны при постоянных напряжениях, становятся простыми, компактными и дешевыми. При постоянном напряжении для миллиона вольт нужна огромная высоковольтная система размером с эту студию. То есть, фактически, все обычные высоковольтные технологии становятся очень простыми и доступными. Это колоссально, это очень важно.
Второе, это то, что есть параметры, например, электронных пучков, которые другими способами принципиально не достижимы. Какие способы извлечения электронов существуют? Термоэлектронная эмиссия – в лучшем случае можно получить амперы на квадратный сантиметр. Автоэлектронная эмиссия, которая очень устойчива из-за того, что при ней ток сильно зависит от напряженности электрического поля. И существует ещё вторичная электронная эмиссия, это побочный эффект, который мешает.
А здесь – эффект, который позволяет получать огромные, я повторяю, до миллионов ампер, электронные токи, превращать их в энергию высокочастотного излучения, в энергию лазерного излучения, в энергию рентгеновского излучения – фактически, во всех направлениях произошел переворот. Если мы получали раньше рентгеновский импульс для того, чтобы просветить человека, сейчас мы получаем рентгеновский импульс, при помощи которого можем просвечивать, положим, стены толщиной во много метров и рассматривать, что там происходит. То есть, просто трудно переоценить всё это.
Я не говорю уже о лазерах, потому что появление так называемых газовых лазеров с электронной накачкой позволило в миллион раз поднять мощности лазеров. Потому что если раньше лазеры работали при очень маленьких давлениях, порядка несколько миллиметров ртутного столба, то сейчас они работают при десятках атмосфер. А мощность примерно пропорциональна квадрату давления. Это настолько уже всё широко продвинулось, что за это уже стали и премии давать, и ежегодные международные конференции организовывают, и прочее, и прочее.