Пути в незнаемое

Но хорошо и то, что сейчас мы с Василием Петровичем Пешковым работаем в разных городах, ибо нет у меня теперь того здоровья, которое помогало мне когда-то сохранять непоколебимое равновесие в тех наших спорах…

11. Experimentum crucis

Решившись отложить на время эксперимент с критическими скоростями, предложенный мне Капицей, снова возвращаюсь в мыслях к пункту № 1 моей программы.

Задача заключалась в том, чтобы ответить на вопрос: может ли гелий-II одновременно и стоять и двигаться?

В эксперименте, который был мною задуман, оставаться в покое должна была сверхтекучая компонента, а участвовать в движении прибора — нормальная компонента.

На мое великое счастье, я решил поставить этот опыт не с вращающимся стаканом, как это предлагал Ландау, а в том варианте, который только и мог в то время привести к прямому доказательству правильности основных идей, заложенных в его теорию. Во вращающемся стакане в определенных, но неизвестных тогда условиях обе компоненты могут двигаться вокруг оси прибора с совершенно одинаковыми средними скоростями.

Я решил взвесить нормальную компоненту, не прибегая к весам, и показать, что ее масса отличается от полной массы гелия-II тем больше, чем ниже температура всей системы. С этой целью мне пришло в голову построить прибор, состоящий из большого числа параллельных лепестков, который, будучи подвешен на тонкой упругой нити, должен был бы вместо вращения совершать малые колебания вокруг своей оси. Нормальная компонента, обладающая вязкостью, будет вовлекаться лепестками в колебательное движение прибора, и, чем больше ее масса, тем большим моментом инерции будет обладать такая система и тем больше окажется период колебания прибора.

Выполнить задуманный мною опыт было довольно трудно по трем причинам. Во-первых, вязкость даже жидкого гелия-I — полностью нормальной жидкости — почти в 1000 раз меньше, чем вязкость воды при комнатной температуре. Стало быть, для того, чтобы увлечь весь жидкий гелий-I, находящийся между соседними лепестками, расстояния между ними должны быть очень маленькими. Расчет показал, что они не должны превышать 0,02 сантиметра.

Во-вторых, лепестки должны быть в точности параллельны по отношению друг к другу и в точности перпендикулярны оси, вокруг которой происходят колебания, иначе не избежать тривиального перемешивания жидкости, и в движение вовлечется не только нормальная, но и сверхтекучая компонента.

Наконец, общий вес прибора, изготовленного из металла, должен быть сравним с общим весом жидкого гелия, заполняющего прибор, иначе он будет нечувствителен к изменению периода колебаний, а вместе с тем и момента инерции, а следовательно, и к изменению плотности нормальной компоненты. Максимальная плотность жидкого гелия в семь раз меньше плотности воды, — значит, прибор надо было сделать как можно более ажурным. Расчеты показали: толщина каждого алюминиевого лепестка-диска должна быть порядка одной тысячной сантиметра.

Сто совершенно параллельных дисков: толщина каждого — одна тысячная, расстояние между ними — две сотых сантиметра. Зато — возможность определить роэнкро! (Так скороговоркой принято произносить формулу соотношения плотностей двух компонент жидкого гелия — «ро-эн» к «ро».)

Мне никогда не приходило в голову делать тайну из планируемых мною опытов. Это не соответствует моему темпераменту. Поэтому о работе вскоре знало множество людей, которые ничем не могли помочь, зато интересовались ею ежедневно. Но что мне их интерес, когда у меня ничего не выходило! Я вернулся в институт и приступил к делу 2 января 1945 года, а десятого или пятнадцатого в лабораторию вбежал Ландау:

— Неужели вы в самом деле сможете измерить, как изменяется с температурой плотность нормальной компоненты?

— Попытаюсь, во всяком случае, — отвечаю уклончиво, боясь взять на себя всю полноту ответственности за будущее науки.

— Дау говорил мне, что вы взялись за определение роэнкро? Если вам это удастся, это будет очень здорово! — сказал мне Лифшиц через несколько дней после разговора с Ландау.

— Ты действительно сможешь открыть закон убывания роэн с понижением температуры? — спросил Мигдал.

— Смогу открыть!

— Вы скоро сможете сообщить данные о роэнкро? — вцепился в меня Смородинский. — Теоретики в них очень нуждаются…

— Скоро, Яша дорогой, скоро.

И так на протяжении многих недель. Спрос на роэнкро растет. Отступления нет и быть не может, и я уже ругаю себя за то, что вставил в свой тотальный план экспериментов по гелию-II этот опыт, которого теоретики не хотят ждать даже каких-нибудь несколько месяцев. Надо же было!..

Возле моего стола то и дело возникают фигуры интересующихся и сочувствующих: ученые, аспиранты, студенты, механики. Одни говорят «выйдет», другие «не выйдет», третьи «да ты нажми», четвертые «когда же?». Хороша обстановка для работы!