Андрей Сахаров. Наука и Свобода - Геннадий Горелик

Уже из самого расстояния, на которое дотянулись радиоактивные осадки, можно было сделать вывод, что мощность американского взрыва намного больше того, что могла дать Слойка. Фактически — в сорок раз, или в тысячу раз больше хиросимской бомбы. Это, правда, лишь в полтора раза превышало мощность испытания «Майк» в ноябре 1952 года, но о той мощности не было достоверных данных. А в марте 1954-го шило в мешке не утаили. Мешок взяли слишком маленький. Или точнее — американские теоретики сильно недооценили длину шила.

Американские физики, создавшие атомную бомбу, говорили, что ее главный секрет состоял в том, что она возможна. Этот секрет открылся в Хиросиме. Аналогичный секрет водородной бомбы открыло американское испытание 1954 года в атолле Бикини. Его официальное название — «Браво».

Продумав возможности Слойки вдоль и поперек и зная, что существует способ произвести взрыв гораздо большей мощности, Сахарову было легче обнаружить путь к «новой идее принципиального характера».

Третья идея

По свидетельству ближайшего сотрудника Сахарова,

Третья идея рождалась весной 1954. Началось с того, что АДС собрал теоретиков и изложил свою идею о высоком коэффициенте отражения импульсного излучения от стенок из тяжелого материала.^[225]

Попытаемся перевести это с языка теоретической физики.

В январской схеме А-Д-С предполагалось, что «осколки» атомного взрыва А, обогнув перегородку-дефлектор Д, сожмут Слойку С. Законы физики, увы, оказались против этого предположения.

И тогда Сахаров, похоже, подумал о том, что атомный взрыв — это прежде всего вспышка света — та, что ярче тысячи солнц. И стал думать о том, нельзя ли использовать для атомного обжатия саму эту вспышку. Вспышка заключает в себе небольшую часть всей энергии взрыва, но зато излучение, распространяясь с максимальной в природе скоростью — скоростью света, опережает все иные осколки взрыва и может сделать потребную симметричную работу прежде, чем — через тысячную долю секунды — подлетят остальные, более материальные и менее симметричные осколки атомного взрыва.

Физику этой тысячной доли секунды Сахаров много позже назовет «раем для теоретика». У каждого свое представление о рае, но грандиозность задачи не вызывает сомнения — понять, что происходит при температурах в десятки миллионов градусов, и использовать это понимание в конкретной инженерной конструкции.

При столь огромных температурах огромными становятся энергия и давление света, но огромными по-разному. Их соотношение, которое Лебедев за полвека до того измерил в своих тончайших опытах, прямо касается физики Третьей идеи. Соотношение это легко наблюдать и просто загорая на пляже: поток солнечного света — или, на современном языке, поток фотонов — приносит вполне заметную, а иногда и обжигающую энергию, но не оказывает ощутимого давления. На пляже можно подумать, что давления и вовсе нет. Лебедев продемонстрировал, что давление излучения — хоть и очень малое — существует и находится во вполне определенном соотношении с его энергией.

Поток всяких частиц несет с собой и энергию, и давление, величины которых связывает скорость частиц:

давление ~ энергия / скорость.

Поскольку скорость фотонов — наибольшая возможная в природе, их давление — наименьшее возможное при той же самой переносимой энергии.

А теперь взглянем еще раз на А-Д-С схему, чтобы понять, почему именно свет — наилучший инструмент для сжатия С. Перегородке Д гораздо легче сдержать натиск давления света, чем материальных частиц атомного взрыва, — при той же самой энергии, которую свет принесет в области, окружающие С, и которую можно использовать для сжатия С.

Упомянутый сотрудником Сахарова «высокий коэффициент отражения импульсного излучения от стенок из тяжелого материала» в переводе на простой язык означает, что Сахаров обнаружил: вспышка атомного взрыва успевает достаточное время «поработать» внутри оболочки термоядерной бомбы, чтобы доставить энергию для симметричного обжатия термоядерного заряда. Каким способом эта энергия изделия используется для сжатия сверхизделия, пока официально не рассекречено.

От исходной идеи до теоретической модели и затем до воплощения «в железки» понадобилось полтора года работы физиков и конструкторов, Работа шла столь интенсивно, что на промежуточные отчеты времени не тратили.

Единственный документ, оставшийся от того периода, — отчет о работе теоретического сектора 1 (сахаровского), датированный 6 августа 1954 года. В нем сказано, что «теоретические исследования по АО проводятся совместно с сотрудниками сектора 2 [Зельдовича]», и названы две основные темы: «Выход излучения из атомной бомбы, производящей обжатие основного [термоядерного] объекта» и «Превращение энергии излучения в энергию, обжимающую основной объект».^[226]

Научно-технический совет под председательством Курчатова 24 декабря 1954 года решил провести испытание нового термоядерного заряда, названного РДС-37, в 1955 году.

В окончательном отчете 25 июня 1955 года указаны имена 31 теоретика. Во введении Зельдович и Сахаров отметили, что разработка новой конструкции «является одним из ярких примеров коллективного творчества. Одни давали идеи (идей потребовалось много и некоторые из них независимо выдвигались несколькими авторами). Другие более отличались в выработке методов расчета и выяснения значения различных физических процессов».^[227]

Об этом же Сахаров рассказал в «Воспоминаниях» тридцать лет спустя.

По-видимому, к «третьей идее» одновременно пришли несколько сотрудников наших теоретических отделов. Одним из них был и я. Мне кажется, что я уже на ранней стадии понимал основные физические и математические аспекты «третьей идеи». В силу этого, а также благодаря моему ранее приобретенному авторитету, моя роль в принятии и осуществлении «третьей идеи», возможно, была одной из решающих. Ио также, несомненно, очень велика была роль Зельдовича, Трутнева и некоторых других, и, быть может, они понимали и предугадывали перспективы и трудности «третьей идеи» не меньше, чем я. В то время нам (мне, во всяком случае) некогда было думать о вопросах приоритета, тем более что это было бы «дележкой шкуры неубитого медведя», а задним числом восстановить все детали обсуждений невозможно, да и надо ли?..

Острый момент коллективного творчества возник на самом раннем этапе работы. Тогда Сахаров придумал, как подступиться к очень сложным физическим процессам, ключевым для Третьей идеи, а математик Н.А. Дмитриев затем обосновал его подход: «Я до сих пор помню, что первоначально Зельдович не оценил моей правоты и только после работы Коли [Дмитриева] поверил; с ним такое редко случается, он очень острый человек».