ДимДимыч Колесников – Приручить звезду (страница 2)

- Случайность исключена, - твёрдо сказала Елена. - Я перепроверю все каналы, но визуально... Это было слишком синхронно. Слишком точно.

Максим кивнул. Он чувствовал, как внутри нарастает странное возбуждение - смесь научного азарта, недоверия к собственным глазам и предчувствия чего-то огромного. Так бывало лишь несколько раз в жизни: когда он, ещё студентом, впервые увидел устойчивый разряд; когда защищал кандидатскую; когда "Глобус-М2" впервые вышел на проектную мощность. Это было чувство приближения к Истине.

- Готовь следующий разряд, - сказал он. - Те же параметры. Та же конфигурация магнитного поля. И проследи, чтобы диагностика работала в усиленном режиме. Мне нужно видеть каждую микросекунду, каждую флуктуацию.

- Будет сделано.

Елена ушла к операторам, а Максим остался сидеть перед монитором, перебирая в голове обрывки знаний, накопленных за два десятилетия. Альфвеновские волны... Теория говорила, что они затухают только за счёт столкновений частиц, но в горячей плазме столкновений мало, поэтому затухание слабое. Есть ещё затухание Ландау - бесстолкновительное, связанное с резонансным взаимодействием волн и частиц. Но оно эффективно только для волн с определённой фазовой скоростью . А здесь, судя по графикам, затухали все моды разом - независимо от скорости.

Значит, механизм иной. Значит, что-то во взаимодействии волн со стенкой.

Максим закрыл глаза и попытался представить, что происходит на границе плазмы. Там, где раскалённый газ касается холодной керамики, образуется тончайший слой - несколько миллиметров, где температура падает от миллионов градусов до тысяч, где частицы теряют энергию, рекомбинируют, выбивают атомы из стенки. Сложнейшая область, где смешиваются плазменная физика, физика твёрдого тела, атомная физика.

В учебниках эту область часто упрощают. Считают, что стенка - пассивный элемент, который только принимает на себя удары, нагревается и испаряется. Но что, если это не так? Что, если стенка может быть активной? Что, если правильно подобранный материал, с правильной структурой поверхности, с правильными электрофизическими свойствами способен взаимодействовать с плазмой не как пассивная мишень, а как элемент колебательной системы? Как демпфер, гасящий нежелательные частоты?

- Максим Олегович, - Соколов вернулся с планшетом, на экране которого светился объёмный файл. - Вот всё, что удалось найти по дибориду титана. Статьи новосибирцев, отчёты по испытаниям на установке ВЕТА, спецификации. Там интересные вещи...

- Читай.

- Ну, во-первых, теплопроводность - аномально высокая, почти как у металла. Во-вторых, электропроводность - тоже металлическая. Это снижает риск униполярных дуг. В-третьих, у них там какая-то особая технология спекания: сверхчистые реагенты, долгая обработка поверхности частиц, создание дефектного рельефа... - Соколов поднял глаза от планшета. - Они пишут, что это улучшает прочность на пятьдесят процентов. Но про плазму - ни слова. Только про механические и термические свойства.

- Дай сюда.

Вершинин взял планшет и углубился в чтение. Статья была из "Вестника ИХТТМ СО РАН", сугубо материаловедческая. Никакой физики плазмы, только химия и технология керамики. Но кое-что зацепило внимание.

"Перед спеканием каждая частица порошка проходит многочасовую обработку поверхности на специальной установке - в процессе поверхность частичек очищается и приобретает специальный дефектный рельеф, что способствует их прочному спеканию между собой."

Дефектный рельеф. Обработка поверхности. Максим задумался. Что, если этот дефектный рельеф сохраняется и в готовой керамике? Что, если на поверхности плиток первой стенки есть микро- и наноструктура, способная взаимодействовать с плазмой не как гладкая поверхность, а как...

Он вскочил.

- Дим, где у нас растровая электронная микроскопия этих образцов? До установки, после облучения?

- Э-э... Должна быть, новосибирцы присылали. Я поищу.

- Ищи. Немедленно.

Пока Соколов колдовал над компьютером, Вершинин мерил шагами зал управления. Операторы косились на него, но молчали - привыкли к странностям начальника лаборатории. Елена готовила следующий разряд. На большом экране обновлялись данные по первому пуску, строились графики, вычислялись интегральные характеристики.

- Нашёл, - Соколов развернул ноутбук. - Вот снимки.

Максим впился взглядом в монитор. На микрофотографиях, сделанных с увеличением в десять тысяч раз, поверхность керамики выглядела не гладкой, а изрезанной - настоящий ландшафт из микроскопических холмов, впадин, террас. Размеры неровностей - от десятков нанометров до нескольких микрон.

- Это до облучения, - пояснил Соколов, перелистывая. - А вот после.

Второй снимок показывал ту же поверхность после сотни импульсов на установке ВЕТА, имитирующих тепловую нагрузку от плазмы. И здесь было самое интересное. Рельеф изменился - стал более сглаженным, но не полностью. Кое-где появились новые структуры, похожие на кратеры, но очень мелкие, почти неразличимые.

- Кратеры, - пробормотал Вершинин. - Микрократеры от электрических пробоев? Или от чего?

- Там в тексте написано, - Соколов указал на абзац. - "На коммерческой керамике наблюдались кратеры миллиметрового размера. На экспериментальных образцах - не наблюдалось существенных повреждений". То есть эти кратеры - это и есть повреждения?

- Не обязательно. - Максим покачал головой. - Это может быть следствием взаимодействия с плазмой, но не обязательно повреждением. Смотри: размеры кратеров - микроны. Длина волны альфвеновских мод в пристеночной плазме - тоже микроны. Частота... Чёрт, Дим, это же резонанс!

- Какой резонанс? - не понял аспирант.

- Топологический! - Вершинин уже не скрывал возбуждения. - Поверхность с нанорельефом - это не просто поверхность. Это метаматериал с собственными электромагнитными характеристиками. Если масштаб рельефа сравним с длиной волны колебаний в плазме, возникает резонансное взаимодействие. Волна "чувствует" стенку не как гладкую границу, а как структуру. И если эту структуру правильно рассчитать, можно заставить волну гаситься - переходить в тепло, в электронные возбуждения, в микротоки...

- Но это же... - Соколов запнулся. - Это же никто никогда не делал.

- Именно. - Максим посмотрел на аспиранта. - Потому что плазменщики не думают о нанотехнологиях, а нанотехнологи не думают о плазме. А здесь, понимаешь, здесь стык. Граница двух дисциплин. И, похоже, на этой границе нас ждёт открытие.

Елена подошла к ним, вытирая руки салфеткой - она только что вернулась из диагностического отсека.

- Второй разряд готов, - сообщила она. - Параметры те же. Но, Максим, я перепроверила данные первого пуска. Там действительно аномалия. Я прогнала через три разных алгоритма фильтрации - затухание реальное. Примерно на тридцать процентов выше теоретического предела.

Вершинин и Соколов переглянулись.

- Тридцать процентов, - медленно повторил Максим. - Это не шум. Это эффект.

- Какой эффект? - Елена посмотрела на них с недоумением.

- Мы пока не знаем, - ответил Вершинин. - Но собираемся выяснить. Лена, запускай второй разряд. И дайте мне прямой канал на диагностику первой стенки в реальном времени. Я хочу видеть каждый градус, каждый микрон, каждую флуктуацию.

- Сделаем.

Елена ушла к пульту. Соколов остался стоять рядом, всё ещё держа в руках планшет со снимками новосибирской керамики.

- Максим Олегович, - тихо спросил он. - Вы действительно думаете, что это может быть прорывом?

Вершинин долго молчал, глядя на экран, где уже разворачивалась картина второго разряда. Ток нарастал, температура росла, инжекторы впрыскивали в плазму новые порции быстрых частиц. И снова, как и в первый раз, на спектрографе замелькали всплески альфвеновских мод.

- Смотри, - сказал он, указывая на экран. - Видишь моду на 1.2 мегагерца? Сейчас она начнёт расти...

Мода росла. Амплитуда колебаний увеличивалась с каждой миллисекундой.

- А теперь смотри на температуру сектора семь-Б.

График температуры на новосибирской керамике дрогнул и пошёл вверх мелкими пульсациями. Частота пульсаций точно совпадала с частотой растущей моды.

- Она откликается, - прошептал Соколов. - Стенка откликается на волну.

- Да. А теперь смотри, что будет дальше.

Мода достигла пика. И в этот момент температура на секторе семь-Б резко скакнула вверх - короткий, острый пик длительностью в микросекунды. И одновременно с этим амплитуда моды рухнула.

- Поглощение, - выдохнул Вершинин. - Чёрт возьми, это поглощение! Стенка взяла энергию волны и превратила её в тепло. Мгновенно. Практически без инерции.

- Но как? - Соколов не верил своим глазам. - Это же невозможно... Теория...

- К чёрту теорию! - Максим вскочил, не в силах больше сидеть на месте. - Теория описывает среднюю гладкую стенку. А у нас - наноструктурированная поверхность с дефектным рельефом. Понимаешь? Это не стенка в старом смысле. Это - метаматериал. Это - активная среда.

Он заметался по залу, не замечая удивлённых взглядов операторов. В голове крутились обрывки уравнений, цифры, графики. Плотность плазмы на периферии - десять в восемнадцать, температура - сто электронвольт, длина волны альфвеновской моды - порядка сантиметра в объёме, но у стенки, из-за градиентов, она может уменьшаться до микрон... И если на стенке есть структура с таким же масштабом...