Квантовый возраст

И каждый чувствовал себя хозяином, каждый считал, что именно от него, от того, что он делает сейчас, сию минуту, зависит судьба его страны.

«Все 420 минут рабочего времени — производству!» — рабочее время считалось не в часах, а в минутах.

Московский университет встретил Румера тепло и по-деловому — ему немедленно предложили должность доцента на кафедре теоретической физики и тут же потащили на лекцию. В коридоре висело объявление: «Кто хочет стать профессором?» и стрелка, «указывающая на ящик, куда следовало опускать заявления» [23].

И, не опомнившись еще с дороги, Румер с удивлением слушал лекцию профессора Фаулера из Кембриджа о новейших достижениях в области изучения атомных ядер. Лекция состоялась 24 сентября.

«Текущий 1932 год, — начал Фаулер, — оказался для физики „Annus mirabilis“ (годом чудес). Представляется интересным кратко рассказать в историческом порядке о жатве новых открытий, собранной этим годом.

Первым открытием было открытие нейтрона и изучение некоторых его свойств. Весьма содержательные наблюдения, произведенные Жолио и его женой Кюри-Жолио при изучении проникающего излучения, испускаемого бериллием при бомбардировке его альфа-лучами, были продолжены Чедвиком, причем ему удалось доказать с уверенностью, не допускающей разумных сомнений, что по крайней мере часть этого сильно проникающего излучения состоит из частиц массы 1 и заряда 0, кинетическая энергия которых равна 4·10⁶ эВ; частицы эти были названы Чедвиком нейтронами» [44, с. 37].

Фаулер рассказал об экспериментах Чедвика, о массе нейтрона, которую Чедвик вычислил, и о некоторых прогнозах, связанных с этим открытием. Вторым замечательным открытием этого года Фаулер назвал результаты эксперимента Кокрофта и Уолтона, сделанного в лаборатории Резерфорда.

С 1919 г., когда Резерфорд впервые осуществил искусственную ядерную реакцию путем бомбардировки азота альфа-частицами, превратив азот в кислород, началось интенсивное изучение атомного ядра. Как в экспериментах Резерфорда, так и во всех других экспериментах по превращению ядер источниками «снарядов» служили естественные радиоактивные элементы. Но для дальнейших исследований энергия естественных «снарядов» была уже недостаточна. Начался усиленный поиск получения искусственно ускоренных заряженных частиц. 30-е годы стали временем рождения ускорителей. Почти одновременно в разных местах были собраны три ускорителя совершенно разных конструкций. И то, что возраст создателей этих ускорителей оказался квантовым, кажется закономерным.

Первый ускоритель — электростатический генератор — был построен в 1931 г. в Принстоне американским физиком ван де Граафом (род. 1901 г.). В этом же году в Калифорнийском университете в Беркли Эрнест Орландо Лоуренс (род. 1901 г.) изобрел ускоритель, основанный на резонансном ускорении частиц. Здесь заряженные частицы многократно проходят ускоряющий промежуток в магнитном поле, набирая большую энергию даже при умеренном напряжении. Свой ускоритель Лоуренс назвал циклотроном. Первый циклотрон помещался у него на ладони. Развитие ускорителей вплоть до самых современных пошло в дальнейшем именно по принципу циклотрона Лоуренса. В том же 1931 г. Кокрофт (род. 1897 г.) и Уолтон (род. 1903 г.) в Кембридже у Резерфорда окончательно разработали ускоритель в виде каскадного генератора, работающего по принципу умножения напряжения, получаемого в отдельных каскадах схемы. Именно этот ускоритель первым дал потрясающий результат. В 1932 г. Кокрофт и Уолтон получили на нем первую ядерную реакцию — расщепление атома лития искусственно ускоренными протонами. Этот результат и назвал Фаулер вторым замечательным открытием этого года.

«После этих поразительных новинок все остальные события, о которых я еще должен рассказать, могут показаться обыденными и скучными, но тем не менее они связаны с весьма реальными успехами в нашей работе по выяснению природы ядра», — продолжал Фаулер.

Румера не поразили новости, о которых рассказывал Фаулер. Случилось так, что он узнал о них еще в Геттингене. Накануне своего отъезда он принимал живое участие в обсуждении последних новостей, которые еще не появились в печати, а были тем, что теперь называют «частным сообщением». Самыми впечатляющими из них были две: первая — это новая гипотеза Гейзенберга о строении атомного ядра, которую он выдвинул сразу же после сообщения Чедвика, предположив, что атомное ядро состоит из протонов и нейтронов. Вторая — открытие Андерсоном позитрона. Того самого позитрона — близнеца электрона, частицы с той же массой и спином, что и электрон, но с положительным зарядом, которую предсказал Дирак.