Любовь к ядерной физике. Юный гений Тейлор Уилсон

Опубликовано: 16 января 2014 г.
Рубрики:

Taylor Wilson and Ron Phaneuf.jpg

Тейлор Уилсон и Рон Фантёф, профессор физики Университета Невады в Рино
Тейлор Уилсон и Рон Фантёф, профессор физики Университета Невады в Рино, работают вместе, чтобы реализовать идеи Тэйлора с ядерным синтезом
Тейлор Уилсон и Рон Фантёф, профессор физики Университета Невады в Рино, работают вместе, чтобы реализовать идеи Тэйлора с ядерным синтезом
Фишка в том, что Тейлор Уилсон — самый молодой представитель рода человеческого, сумевший в подростковом возрасте создать действующий термоядерный реактор. «Мальчик, который играет с ядерным синтезом», — писали о нем газеты всего мира. Тейлор с детства убежден, что наше будущее в термоядерной энергетике и в нем самом. На его веб-страничке эпиграф: «Именно те, кто думают, что они безумны настолько, что могут изменить мир, и меняют его. Стив Джобс». И далее о себе: «18-летний прикладной ядерщик-физик, решающий проблемы мира с помощью ядерных технологий». «Не хило», как отреагировал бы его сверстник.

Что ж, остается сказать слов...В Рино перебрались всей семьей. Тей тут же развил кипучую деятельность. Он начал с того, что решил поделиться своим намерением построить термоядерный реактор с Фридвартом Винтербергом, выдающимся физиком-ядерщиком. ...профессор воскликнул: «Тебе всего 13!..

 ами Горького: «Безумству храбрых поем мы песню». А главное — попытаться понять, что стоит за этой храб­ростью — подростковая безоглядная бравада, питаемая поддержкой взрослых, или отпущенный Свыше дар, который порой как тяжелая пожизненная ноша.

 

Раннее детство

Тейлор Уилсон родился в США в мае 1994 года. У него есть младший брат, Джо, проявляющий незаурядные способности в математике. Его отец, Кеннет Уилсон, держит небольшой заводик по розливу кока-колы, а мать, Тиффани, инструктор йоги. «Откуда у него это? — недоумевают родители. — Никто из нас ровным счетом ничего не смыслит в науке».

С самого начала было ясно, что Тей, как зовут его домашние, будет трудным ребенком. Для него не существовало слова «нет», он всегда и во всем добивался своего, отказывался играть в игрушки, предпочитая технику и увлечения взрослых. В 5 лет потребовал подарить ему настоящий подъемный кран. И друг отца пригнал-таки к их дому шеститонную махину на день его рождения.

Несколько лет спустя мальчика уже неудержимо влекло к смертоносным материалам. Родительское потакание становилось опасным. Но они и не думали менять тактику. «Мы хотим помочь нашим детям понять, кто они, а затем сделать все возможное, чтобы они развивали это в себе», — объясняет свою позицию Кеннет.

В 9 лет Тейлор повесил периодическую таблицу Менделеева в своей комнате. Ему хватило недели, чтобы выучить ее наизусть. На День Благодарения, раздобыв где-то комплект приспособлений для забора крови из пальца, он предстал перед семьей и родственниками в белом халате, заявив, что будет брать у них кровь для «сравнительных генетических экспериментов» в лаборатории, которую устроил в бабушкином гараже. И снова не получил отказа. Каждый покорно протянул ему палец и поделился с ним капелькой своей крови.

«Propulsion, — изрек малец, увлекая отца через ворота Ракетно-космического центра в Хантсвилле, в Алабаме (U.S. Space and Rocket Center). — Хочу посмот­реть, что это за штука». (Propulsion — импульс, движение вперед, propulsion — двигатель космического аппарата). Когда они присоединились к тургруппе, сын поднял, как в школе, руку и выложил собравшимся все, что знал о ракете и механизмах ее движения — о соотношениях полезной нагрузки, скорости и динамической массы, о плюсах и минусах жидкого топлива по сравнению с твердым, и т.д. Туристы открыли рты от изумления, а гид, бросив группу, помчался в дирекцию, позвав коллег и начальство взглянуть на малолетнее диво...

То были только цветочки. Отец еще даже предположить не мог, какие сюрпризы уготовил ему в самом ближайшем будущем его фантастически умный отпрыск.

В 10 лет парнишка устроил «атомный взрыв» — с заговорщическим видом пригласил всех на задний двор, положил на камень бутылку, заполненную смесью сахара и корчевателя пней (калиевой селитры, найденной им в гараже) и поджег ее. Собравшиеся на «детское шоу» ожидали фейерверка, а увидели, как с громовым взрывом над домами повис облачный гриб, вызвавший панику у всей округи.

 

Радиоактивность

Тейлора все больше затягивали разгаданные и неразгаданные свойства материи. Почему некоторые камни способны засветить пленку? Почему период распада у одного изотопа миллионная доля секунды, а другому для полураспада нужно два миллиона лет? Он читал книги, рылся в интернете, экспериментировал сам и думал, думал... А попутно увлекся коллекционированием предметов, материалов и пород, обладающих радиоактивными свойствами.

Местом для опытов и коллекции стал родительский гараж, постепенно заполнявшийся химикатами, микроскопами, кусками урановой руды и pigs (свинец в картонных контейнерах), жидкостями с колоссальным запасом энергии, испускающими в темноте загадочное голубоватое сияние. Родители прекрасно знали, чем увлекается их старший сын. Естественно их не могла не беспокоить безопасность его самого и всей семьи. «Ведь ты не собираешься нас всех убить?», — спросила как-то мать. На что чудо-ребенок самоуверенно ответил: «Я ответственный радиоактивный бойскаут. Я знаю, что делаю».

 

Академия Дэвидсона

«Когда же он заявил, что хочет построить в гараже реактор, — рассказывал Кеннет, — я подумал: о, Господи, мы не можем этого допустить». Семье крупно повезло — Университет Невады в Рино предложил Тейлору Уилсону продолжить опыты в его стенах. Но мальчику предстояло сначала закончить школу. Университет предоставил ему такую возможность. На территории студенческого городка год назад открылась Академия Девидсона, единственная в своем роде субсидируемая государственная школа для суперодаренных детей. Основали ее предприниматели компьютерного программирования Дженис и Роберт Дэвидсоны.

Внешне она выглядит, как обычная средняя школа, но это до тех пор, пока ее ученики не откроют рты. И тут на ум невольно приходит сравнение с магической школой Хогвартс из «Гарри Поттера». Каждый ее воспитанник по-своему уникален, неважно, в какой области — в математике, гуманитарных дисциплинах, музыке или технике. Среди них большое количество вундеркиндов. И на таком блистательном фоне Тейлор занимает лидирующее положение. Стены основного холла увешаны чертежами и вырезками из газет о его достижениях.

В Рино перебрались всей семьей. Тей тут же развил кипучую деятельность. Он начал с того, что решил поделиться своим намерением построить термоядерный реактор с Фридвартом Винтербергом, выдающимся физиком-ядерщиком. Выслушав подростка, известный своей вспыльчивостью профессор воскликнул: «Тебе всего 13! И ты хочешь играть с десятками тысяч электрон-вольт и смертельными рентгеновскими лучами?! Да такой проект был бы слишком технически сложным и опасным даже для большинства докторантов. Сначала, дружок, тебе следует овладеть исчислением, языком науки.» Нашелся, наконец, хоть один здравомыслящий человек на всю Америку! Родители Тея вздохнули с облегчением, решив, что их сыну больше не захочется обращаться за помощью к именитым физикам, и он откажется от своей безумной затеи.

 

В университете Невады

Не тут-то было. Единомышленники в университете таки нашлись. Выслушав «атомного гения», они решили: «Бога ради! Мы не можем допустить, чтобы он строил реактор где-то в гараже! Пусть уж лучше делает это здесь, под нашим наблюдением!»

А непосредственное шефство над ним взял профессор Рон Фанёф (Phaneuf), выделив ему место в уголке своей лаборатории. Фанёф — председатель физического факультета, ведущий ученый в области экспериментальной атомной и молекулярной физики, сотрудничающий с физиками всего мира и работающий над получением горячей, плотной плазмы, подобной недрам звезд. Его научные достижения в корне изменили понимание физических процессов, связанных с развитием энергии термоядерных реакторов и интерпретацию наблюдений за звездами и галактиками. О таком научном руководителе можно было только мечтать.

Остальные сотрудники университета не просто с любопытством наблюдали за подростком, но и помогали ему советом и делом. В результате Тей к 14 годам построил собственный термоядерный реактор и успешно осуществил в нем реакцию ядерного синтеза.

Когда Пол Отеллини — генеральный директор Международной научно-технической ярмарки молодых талантов Intel, ежегодно привлекающей до полутора тысяч подростков из 50 стран мира, узнал об этом, он пожелал встретиться с юным гением лично. После 20-минутной беседы Отеллини лишь задумчиво качал головой. А на вопрос, что он обо всем этом думает, довольно двусмысленно ответил: «Все, что я могу думать — какое счастье, что этот парень на нашей стороне».

 

Ядерный туризм

Несколько раз в году Тей участвует в, так называемом, ядерном туризме, в который входит посещение научно-исследовательских центров, разведка залежей урана и новых экспериментальных зон, участвует в закупке оборудования для пассивной лаборатории в Лос-Аламосе, наблюдает за утилизацией старых атомных бомб, оставшихся на военных базах Невады со времен Хиросимы и Нагасаки и «Манхэттенского проекта».

Во время одного такого вояжа Тей узнал историю «Миротворца» — водородной бомбы Марк-17, которая должна была быть в 700 раз мощнее бомбы, сброшенной на Хиросиму. При транспортировке ее случайно уронили с неба на Неваду в мае 1957 года. «Миротворец» съехал со своей платформы и, пробив обшивку, выскользнул из самолета B-36. Хотя его плутониевое ядро не было вставлено, «свеча» бомбы из обычных взрывчатых веществ и радиоактивных материалов взорвалась при ударе о плоскую вершину горы, создав огненный шар и обширный кратер. Общественность, естественно, в известность не поставили, а для американских военных случай стал ошеломляющим шоком.

Увы, он был далеко не единственным. На полигонах пустынь Невады в результате многочисленных испытаний в годы Холодной войны было произведено около тысячи (!) ядерных взрывов. Вооружившись металлоискателями и счетчиками Гейгера, Тейлор заставляет отца и мать везти его в горы, где они вместе совершают веерное обследование избранной территории в поисках радиоактивного мусора для его коллекции. «Так мы теперь проводим наши отпуска», — с улыбкой пожимает плечами Тиффани.

Обнаружив как-то целое скопление остатков взорванной водородной бомбы и окрестив их «полем мечты», Тей принялся выкапывать руками куски обгоревшей пластмассы и искореженного металла, восклицая: «Вот он, лучший день в моей жизни!» Что это, азарт подростка-коллекционера или тревожный симптом? Не случайно ведь Отеллини проронил: «Какое счастье, что этот парень на нашей стороне».

Свой улов того дня — 60 фунтов урановой руды и осколки бомбы — Тей упаковал в коробки с тем, чтобы самолетом доставить к себе в гараж. На беспокойство матери он возра­зил, что им только следует заплатить за лишний груз, что в аэропорту не обратят внимания на содержимое коробок. И, хитро улыбаясь, добавил: «У них нет радиационных детекторов. К тому же, в перечне запрещенных к перевозке предметов радиоактивные материалы не указаны... Они понятия не имеют, что мы перевозим». У парнишки, кстати сказать, одна из самых обширных коллекций радиоактивных материалов в мире.

 

Стипендиат Питера Тиля

К 16 годам увлечения Тейлора Уилсона получили новый импульс, когда он стал стипендиатом Тиля, первого набора. Программу «Стипендия Тиля» (The Thiel Fellowship) в 2011 г. запустил Питер Тиль (Thiel) — предприниматель, инвестор и филантроп из Силиконовой долины, совладелец нескольких инвестфондов и основатель платежной системы PayPal, один из богатейших людей мира, по версии журнала Forbes. И теперь раз в году объявляется всемирный конкурс на получение стипендии-гранта для молодых предпринимателей, не достигших 20 лет, которые «хотят изменить мир». 20 лучших из них — «20 до 20» получают финансовую помощь в размере 100 тысяч долларов каждый. На сегодняшний день их уже 40. С боем новогодних часов завершился прием заявок на следующие 20.

Инновационные идеи претендентов на стипендию Тиля могут лежать в любой сфере знаний, но предпочтение отдается биотехнологиям, геномике, искусственному интеллекту, роботехнике, нанотехнологиям, информационным и коммуникационным технологиям, медицинскому оборудованию и т.д. Счастливые избранники, где бы они до этого ни учились, должны на 2 года все оставить и заниматься только реализацией своих научных задумок, получая в дополнение к гранту активную поддержку от наставников Силиконовой долины, высококвалифицированных предпринимателей, ученых, инвесторов, мыслителей и новаторов.

 

Детектор ядерных материалов

В 17 лет Тейлор загорелся идеей бороться с «ядерным террором» в портах. Натолкнувшись как-то на информацию о том, что тысячи морских контейнеров, ежедневно попадающих в страну через ее порты, стали для США наиболее уязвимым местом как самый простой способ проникновения оружия массового уничтожения, Тея осенило: А почему бы не использовать термоядерный синтез для производства нейтронов, способных «унюхать» оружие? Ведь с их помощью можно сканировать содержимое грузовых контейнеров, не вскрывая и не останавливая их!

За несколько недель он сконструировал радиационное устройство переходного излучения, с использованием небольшого реактора, бомбардирующего контейнеры нейтронами. Если внутри есть ядерное оружие или материалы, нейтроны заставят атомы делиться, испуская гамма-излучение, если это обычные взрывчатые вещества — то образуется только азот. Детектор, установленный напротив источника пучка нейтронов, примет сигнал и предупредит оператора.

Детектор Уилсона в очередной раз сделал его автора победителем на Международной научно-технической ярмарке Intel и привлек внимание Министерства национальной безопасности США. Тейлора пригласили в Вашингтон — в отдел регистрации ядерного излучения (Domestic Nuclear Detection Office) этого министерства. А затем — и в Белый дом, где он представил свой проект лично Бараку Обаме.

Министерство национальной безопасности совместно с Министерством энергетики США предложили юному ученому федеральное финансирование его исследований для окончательной разработки недорогих детекторов чеpенковского излучения. (П.А. Черенков — советский физик.) «Черенковские детекторы» обходятся обычно в сотни тысяч долларов, Уилсон же обещает создать портативный детектор стоимостью всего несколько сотен долларов, то есть на два порядка ниже.

После встречи с юным ядерщиком заместитель министра энергетики Кристина Джонсон призналась, что ошеломлена: «Такие, как он, приходят, быть может, раз в поколение. Он не просто умный, он самый удивительный ребенок, каких я когда-либо встречала». Правда, Тей к тому времени ребенком уже не был.

 

Медицина

На следующей ярмарке, прошедшей в 2012-м, он представил инновации в области медицины. А поводом послужила смертельная болезнь бабушки. На глазах внука-подростка (еще до его переезда в Рино) она умирала от рака. Он жалел ее и одновременно с хладнокровием ученого изучал симптомы ее болезни, пытаясь понять, как и почему это происходит с еще недавно здоровым организмом. Получив у бабушки разрешение, Тей исследовал под микроскопом кусочек ткани, взятой у нее на биопсию.

Изотопы, используемые для диагностики и лечения рака, недолговечны. Они могут убивать очаг опухоли, но их активность быстро падает, и требуются новые изотопы. Тейлор предлагает облучать материалы для медицинских изотопов высокоэнергетическими нейтронами. Вместо того чтобы создавать эти изотопы в циклотронах, стоимостью в многие миллионы долларов, а затем доставлять их пациентам, не лучше ли, мечтает он, снабдить каждую больницу мира своим портативным термоядерным реактором, достаточно дешевым и достаточно безопасным, производящим по мере необходимости изотопы на местах.

 

Малогабаритный ядерный реактор

Прошлой зимой он выступил на ежегодной, очень престижной конференции TED (Технологии, Развлечения, Дизайн), задача которой — распространение уникальных идей. Тейлор рассказал о своей новой задумке — малогабаритном ядерном реакторе, использующем в качестве топлива материалы от списанного ядерного оружия, а в качестве охлаждающей жидкости — расплавы солей. Последнее позволит сделать реактор меньше, мощнее и эффективнее.

Сама идея не нова. Первый жидкосолевой реактор был построен в национальной лаборатории Oak Ridge еще в 1960 году. Но у Тейлора свой подход. Вот как он его представляет: Поскольку его ядерный реактор использует более высокие температуры, он должен быть на 50 процентов эффективнее своих собратьев. Несмотря на небольшой размер один реактор генерирует от 50 до 100 МВт электроэнергии, что достаточно для питания от 25 до 100 тысяч домов.

Компактные электростанции Уилсона могут находиться под землей, что может сделать их несколько более привлекательными в глазах борцов за безопасность и менее уязвимыми при теракте или неправильном использовании. Заправлять их нужно только раз в 30 лет, в отличие от 18-месячного топливного цикла большинства атомных электростанций. Юный ученый-новатор планирует сам наладить массовое производство своих генераторов.

 

Сегодня Тейлору Уилсону 19. Это высокий, худощавый юноша, улыбчивый, общительный, уверенный в себе, с песочного цвета прямыми волосами, крупным носом, придающим ему сходство с чайкой, и очень умными, ясными глазами. Последние 6 лет его имя и его деятельность неизменно притягивают к себе всеобщее внимание — от ученого мира и общественности до правительства.

С 13 лет он свободно выступает с научными докладами, с мальчишеским задором рассказывая о сложнейших вещах, в которых чувствует себя, как рыба в воде. Он буквально одержим всем, что связано с ядерной физикой и радиоактивностью. Его живо интересуют тайны Большого Взрыва, вещество и антивещество, проблемы ядерной зимы, Эйнштейн и Оппенгеймер, Чернобыль и Фукусима...

Так кто же он, Тэйлор Уилсон? Вундеркинд? Индиго? «Обыкновенный» гений? Будущее ядерной физики и человечества в целом? С чем он пришел в этот мир, и что нам от него ждать?