Биография атома

...Резерфорд делал обход лабораторий института. По укоренившейся привычке, при хорошем настроении он напевал очень энергично песню «Вперед, солдаты Христа» (у Резерфорда был очень плохой музыкальный слух, и он безбожно перевирал мотив песни). Услышав голос Резерфорда, один из его учеников, впоследствии неплохой физик, немедленно спрятался под стел и просидел там до окончания посещения лаборатории профессором.

Дело в том, что у этого ученика долгое время не ладилась работа. А он знал, что Резерфорд считает неспособным к дальнейшей научной деятельности человека, который в течение двух-трех лет не выработал собственной линии в исследованиях. Поэтому, чтобы не портить Резерфорду хорошего настроения и не давать лишнего повода к плохому мнению о себе, ученику пришлось прибегнуть к такой форме «общения» со своим учителем.

...Резерфорд зашел вечером в одну из своих лабораторий. Несмотря на позднее время, в лаборатории склонился над приборами один из его многочисленных учеников.

—Что вы делаете так поздно?— спросил Резерфорд.

—Работаю,— последовал ответ.

—А что вы делаете днем?

—Конечно, работаю,— отвечал ученик.

—И рано утром тоже работаете?

—Да, профессор, и утром работаю,— с подобострастием подтвердил ученик, рассчитывая на похвалу знаменитого ученого.

Но Резерфорд помрачнел и коротко бросил:

—Послушайте, а когда же вы думаете?

И, недовольный учеником, вышел из лаборатории.

1932 год

Почему была пауза?

И вот наступил 1932 год — дата следующего важного открытия в биографии атома. Прошло 13 лет Я/Ш с последнего крупного открытия, сделанного Резерфордом в 1919 г. Пауза в открытиях, как видите, большая. Если период с 1895 по 1919 г. был густо насыщен очень важными открытиями в ядерной физике, то после 1919 г., казалось, развитие экспериментальной науки об атоме затормозилось. И это было не случайно.

Вспомним, что для исследования атома физики использовали явление радиоактивности. Вернее, альфа-частицы, испускаемые радиоактивными веществами. Альфа-частицы были теми снарядами, которыми ученые бомбардировали атом, пытаясь проникнуть в его тайны.

Но подходящие ли это снаряды для зондирования глубин атома? Нет, не очень. И главным образом потому, что альфа-частицы заряжены положительно. Ядро атома, как мы уже знаем, тоже заряжено положительно. Вот это-то и не позволяло продвинуться ученым дальше в исследованиях.

Лишь очень немногие альфа-частицы достигали ядра и производили изменения в его строении. Подавляющее же большинство альфа-частиц отталкивалось электрическими зарядами ядра. Из многих миллионов альфа-частиц, которые испускаются радиоактивными веществами, только считанные единицы достигали цели. Другими словами, обстрел ими ядер атомов был очень неэффективен.

Нужен был какой-то другой снаряд, который мог бы свободно проникать в глубь атома. Но таким снарядом ученые не располагали. И они были вынуждены пользоваться для исследований по-прежнему альфа-частицами. Однако в эти годы значительно продвинулось вперед теоретическое обоснование ранее обнаруженных явлений. Но скачка, в смысле открытия новых закономерностей в строении вещества, не было. Поэтому наступил период относительного затишья, затишья перед бурей. 1932 год принес такое открытие, которое в конечном итоге и привело к практическому использованию атомной энергии.

Расчеты не сходятся

Итак, ученые установили, что порядковый номер элементов в таблице Менделеева определяется числом протонов в ядре атома. Например, у углерода шесть протонов в ядре, он и стоит на шестом месте. А атомный вес, т. е. вес атома по отношению к атому водорода, равен двенадцати. Это было непонятно. Еще пример. Гелий стоит на втором месте. Значит, в ядре атома гелия два протона. Но атомный вес гелия в четыре раза больше, чем атомный вес водорода, содержащего один протон. Почему же атомный вес гелия в четыре раза больше, чем атомный вес водорода? Никаких объяснений этому не было. И такая кажущаяся ненормальность наблюдалась по отношению к атомам всех элементов, кроме водорода.

Первые предположения

Оставалось предположить, что в ядре атома имеются еще какие-то неизвестные частицы, которые и утяжеляют ядро. Впервые такое предположение сделал все тот же Резерфорд еще в 1920 г. Доклад об этом ученый сделал на одном из заседаний Королевского общества. Он сообщил, что в ядре атома должны существовать нейтральные частицы с массой, равной массе протона.

Правда, Резерфорд сделал сообщение на основе работ своего талантливого ученика Генри Мозли, исследованиями которого он руководил. В то время Мозли уже не было в живых. Во время первой мировой войны он был призван в армию и погиб в одном из сражений.

Странное поведение бериллия