Охотники за частицами

А теперь можно фотографировать. Искривление следов электронов в камере под действием магнитного ветра позволит точно замерить энергии электронов от препарата. Фотографии сделаны, можно их рассматривать.

Но что это? На фотографиях отчетливо видны электронные следы, искривленные в противоположные стороны.

Будь это за три года до описываемого времени, открытие супругов Жолио-Кюри могло не состояться… Можно благодарить Карла Андерсона: это он обнаружил, что закрученные в разные стороны пунктирные следы принадлежат электронам и позитронам.

Час от часу, однако, не легче. Электроны — они испускаются препаратом. Но откуда же в камере, тщательно защищенной от космических лучей, появились позитроны? В излучении препарата их не было, они появились только после его прохождения через алюминий.

И, наконец, самое поразительное: препарат давно уже убран в шкаф, а алюминий все продолжает испускать позитроны. Их появление отмечают и камера, и счетчик Гейгера, поднесенные к листку. Тонкий алюминиевый листок ведет себя как сам препарат: он тоже стал радиоактивным.

Радиоактивным? Чтобы предположить это, надо было обладать большой научной смелостью. Но именно этим качеством в полной мере были наделены Фредерик и Ирен Жолио-Кюри.

Да, радиоактивным! Влетая в ядро алюминия, альфа-частица застревала в нем. Ядро оказывалось переполненным частицами. И, чтобы сохранить свое существование, ядерная семья была вынуждена избавляться от лишних членов.

Первым ядро покидал нейтрон. Но это было уже не ядро алюминия. Два протона от альфа-частицы, добавившись к тринадцати протонам ядра алюминия, превратили его в ядро фосфора.

И вылет нейтрона здесь уже ничего не менял. Алюминий превратился в фосфор. Но ненадолго. Получившееся фосфорное ядро, уже спустя считанные минуты, само распадалось, выбрасывая позитрон и превращаясь при этом в ядро кремния.

Итак, алюминий превращался в фосфор. Но фосфор не обычный, а никому до тех пор не ведомый — радиоактивный. Шутка сказать! А проверить как-то надо.

Даже при сильном облучении алюминия альфа-частицами этого радиоактивного фосфора образовывалось одно ядро на миллиарды ядер алюминия. Да и к тому же ядра фосфора распадались очень быстро. Половина ядер фосфора терялась уже за три минуты.

Как быть? Как отделить миллиардные доли грамма фосфора от алюминия и провести химический анализ их за считанные минуты? Химики, к которым обратились Жолио-Кюри, только беспомощно разводили руками. Пришлось эту сверхтонкую и сверхбыструю работу проделать самим первооткрывателям.

Придуманный ими метод анализа оказался не только весьма остроумным, но и весьма долговечным. Он без особых изменений используется и поныне. Это метод «носителя».

В химическом отношении радиоактивный и обыкновенный фосфор ничем практически не отличаются. Но если к алюминию добавить обыкновенный фосфор, а затем выделить его, то фосфор уведет с собой и часть атомов радиоактивного фосфора. Отделить обычные от радиоактивных атомов, конечно, не удастся, да это и не нужно. Если к такой смеси поднести счетчик Гейгера, то он защелкает.

Если же в облученном веществе окажется радиоактивным не фосфор, а какой-то другой элемент, то сколько ни добавляй к веществу и ни выводи из него фосфор, он не поведет за собой ни одного радиоактивного атома.

Счетчик, поднесенный к смеси, которую выделили супруги Жолио-Кюри, защелкал. Это была победа, полная и ошеломляющая.

Через несколько дней после доклада в Париже супруги Жолио-Кюри получили письмо от Резерфорда. Великий ученый горячо поздравлял своих молодых последователей. Он писал: «Вы открыли то, что я искал в течение всей своей научной жизни!»

По следам нейтрона

Германия, Франция, Англия, снова Франция… Затем наступает очередь Италии.

Сенсационное сообщение супругов Жолио-Кюри с быстротой степного пожара облетает весь мир. В Советском Союзе, Соединенных Штатах Америки, Англии, Италии возбужденные ученые бомбардируют ядра альфа-частицами, протонами, разогнанными до высоких скоростей в первых ускорителях, получают нейтроны и с ними новые радиоактивные элементы. Список этих элементов растет с устрашающей быстротой. К началу сороковых годов их насчитывается уже несколько сотен, и этому списку конца не видно…

Тем временем к исследованию искусственной радиоактивности приступил молодой итальянский физик Энрико Ферми. В таком захолустном, с точки зрения физики, городе, каким в начале тридцатых годов был Рим, это оказалось совсем не просто. В распоряжении Ферми не было ни радиоактивных источников, ни счетчиков и прочей электронной аппаратуры. Ни, наконец, даже достаточно чистых химических элементов, которые надо было облучать нейтронами.

Но в его распоряжении была умнейшая голова, которая уже успела доказать свои способности, и не меньшее по своей силе чутье экспериментатора, которому еще предстояло раскрыться в полной мере. И, может быть, Ферми никогда бы не занялся нейтронами, если бы не разочарование…