Охотники за частицами

А порох для пушки добывается в тех самых колоннах с шарами. Движется вдоль колонны длинная шелковая лента, трется, набирает заряд, накапливает его в огромном шаре — совсем так, как набирает заряд любой из нас, прогуливаясь по ковру. Накапливается заряд, нарастает электрическое напряжение на шаре. Сто, двести, пятьсот тысяч, миллион вольт! И вдруг голубоватая искра проскакивает между шарами, словно маленькая молния, и легкий гром сотрясает здание.

Это сработал разрядник, которым измеряют напряжение на шаре. Теперь один шар отодвигается. И снова движется лента, и снова накапливается заряд, растет напряжение. Растет оно и у исследователей. Вся атмосфера в прямом и переносном смысле насыщена электричеством!

Теперь опыт. Тоненькая струйка газа из баллона со сжатым водородом попадает в камеру, где горит, не прерываясь, вольтова дуга. В ее пламени молекулы водорода разбиваются, сталкиваясь друг с другом в вихревой пляске, на отдельные атомы. А сами атомы, ударяясь друг о друга, срывают свои электронные одежды. И небольшое электрическое поле вытаскивает протоны из этого огненного вихря, как каштаны из огня, в длинную трубу.

Там протоны подхватываются мощным электрическим полем. В ничтожные доли секунды — не запечатлеть никаким киноаппаратом! — они проносятся сквозь трубу, пронзают тонкую заслонку на ее конце и врезаются в мишень, где покорно ждут своего часа изучаемые ядра.

Мгновение, и град неуловимых ударов сотрясает ядерные постройки. Во все стороны летят осколки. Тысячи их пропадают по дороге, застревают в самой мишени. Десятки вылетают наружу, где их подстерегают, как зайцев, выгнанных собаками, охотники. За осколками ядер следят внимательные глаза приборов. Ничто не должно быть упущено!

Открытие Чэдвика

Постройка генератора Ван-де-Граафа заканчивается в 1932 году. В том же году английские физики Джон Конрофт и Эрнст Уолтон создают еще более мощную и менее громоздкую пушку для стрельбы протонами по ядрам.

Теперь, кажется, удастся сорвать замки с тайны великой прочности ядер. Теперь перед протонами с энергией в миллионы электрон-вольт не должно устоять ни одно ядро.

Природа словно предугадывает намерения физиков. Она открывает им волнующую тайну, и еще до того, как пущен в ход первый ускоритель протонов.

В кембриджской лаборатории Резерфорда работает Джеймс Чэдвик. Он ищет новую атомную частицу, но пока его преследуют неудачи. Новая частица не показывается. Какие же основания искать ее?

Только одно. Еще в 1923 году Резерфорд предположил, что может существовать электрически нейтральная частица с массой такой же, как у протона. Это было гениальным предвидением — иначе не назовешь! Потому что, высказывая свою мысль, Резерфорд не опирался ни на какие убедительные расчеты. Электрон еще прочно занимал свое место в ядре, и никому из физиков в те годы и в голову не приходило усомниться в этом.

Молодой ученик Резерфорда по заданию учителя ищет эту частицу. Ищет, ищет… а между тем она уже несколько лет, как показалась на глаза! Сколько раз было — и сколько раз еще будет так: ходишь вокруг тайны, не зная, как к ней подступиться, а она уже вся перед твоими глазами! Надо лишь сообразить, чт'o у тебя перед глазами. Но это самое трудное. В этом-то и весь фокус!

Открытие началось с Германии. Еще в конце двадцатых годов немецкие физики Генрих Боте и Ганс Беккер, облучая маломощными потоками альфа-частиц легкий химический элемент бериллий, обнаружили, что он испускает при бомбардировке какое-то странное излучение. Странность заключалась в том, что это излучение без труда проникало даже сквозь толстые свинцовые экраны.

Гамма-лучи, решили Боте и Беккер, но какие-то, что называется, очень жесткие. Гораздо жестче даже, чем гамма-лучи от радиоактивных препаратов. Новое излучение, таящее в себе загадку, так и получило название — «бериллиевое».

Затем настает очередь Франции. Молодые физики Фредерик и Ирен Жолио-Кюри в 1931 году повторяют опыты Боте и Беккера. Действительно, бериллиевое излучение проходит сквозь экраны в добрый десяток сантиметров свинца.

Молодежи свойственно ставить острые вопросы. Особенно этим молодым людям, которые являются прямыми наследниками таких прославленных искателей, как Пьер и Мари Кюри!

Острый вопрос в данном случае: как действует бериллиевое излучение на другие материалы, кроме свинца? Свинец — один из самых тяжелых материалов. Значит, надо подойти с другого конца — взять один из самых легких. Например, парафин: в нем только легкие атомы водорода и углерода. Или, например, целлофан. Долой свинцовые экраны — широкую дорогу излучению!

И оно щедро ответило на щедрость ученых. Из парафина и целлофана полетели… протоны! Такого еще не было! Гамма-лучи могли вышибать электроны из атомов, но протонов из ядер они пока что не вырывали.

Какое-то новое, необычное свойство гамма-лучей! Супруги Жолио-Кюри так и сообщили о результатах своих опытов 18 января 1932 года на заседании Парижской академии наук.