Резерфорд

Пьер Кюри давно обнаружил: радий теплее окружающей его атмосферы. А недавно вместе с Лабордом измерил этот тепловой эффект. Резерфорд подумал: источник «лишнего» тепла — движение альфа-частиц. Они вылетают из атомов радия во всей массе препарата и легко поглощаются в его толще, передавая свою кинетическую энергию молекулам радиевой соли и повышая ее температуру. Другими словами, препарат нагревается за счет энергии движения всех альфа-частиц, излучаемых радием: можно пренебречь той их малой долей, что все-таки прорывается наружу и растрачивает свою энергию в воздухе. Скорость альфа-частиц известна — он сам дал ей приблизительную оценку. И масса известна, если верно, что они — ионы гелия. А масса и скорость — все, что нужно для определения энергии каждой частицы в отдельности… Он написал:

Такая самобомбардировка радия, вероятно, и создает большую часть тепла, которое поддерживает в препарате температуру более высокую, чем у окружающей атмосферы. Предположив в данном случае, что все тепло имеет своим источником эту непрерывную бомбардировку, можно легко оценить число альфа-частиц, испускаемых за секунду граммом радия.

Так, разделив величину теплового эффекта Кюри — Лаборда на величину энергии одной частицы, он получил число: 2,4·10¹¹. А по данным Томсона и Таунсенда, он так же легко прикинул, сколько ионов должно содержаться в кубике полностью ионизованного газа: 3,6·10¹⁹ при нормальном давлении. Теперь, взяв отношение первого числа ко второму, он узнал, какой объем гелия или «альфа-газа» должен выделяться из грамма радия за секунду: примерно шесть миллионных долей кубического миллиметра. Вот и основа для возможного эксперимента!

Он еще не знал тогда, что через пять лет, уже не в Монреале, а в Манчестере, найдет красивейший способ прямо продемонстрировать равнозначность гелия и альфа-частиц. И та его маленькая статья 1903 года сегодня интересна главным образом с психологической точки зрения. Так обычно рождались его замыслы: томление мысли приводило к внезапной догадке; пробужденное воображение тотчас отыскивало наглядную модель явления; завидная память выплескивала всю нужную количественную информацию; жажда новых результатов торопила поиск решения, и оно созревало безотлагательно…

С момента появления вымокшего почтальона до отправки в Лондон той статьи не прошло и суток. Во всяком случае, дождь затихнуть не успел.

…Тихая бомбардировка дождя. Может быть, это она укрепила тогда в его воображении образ самобомбардировки радия — непрерывной бомбардировки атомов альфа-частицами. Конечно, этот образ и до Резерфорда встречался если не в атомной, то в статистической физике. Но после Резерфорда он стал популярнейшей метафорой в науке о микромире. А все оттого, что Резерфорд увидел в нем нечто большее, чем удачную метафору: ему открылся прямой артиллерийский — наступательный! — смысл атомной бомбардировки.

С этим-то и связана была вторая догадка, осенившая его под дождями Уэльса.

Дожди его так донимали, что он пожаловался на небеса Дж. Дж. Томсону, точно тот был господом богом и мог разогнать облака над уэльским местечком. Дж. Дж. утешил его наилучшим образом: написал в ответ, что все это знакомо ему самому по горькому опыту, но зато, добавил он, Резерфорд будет вознагражден хорошими днями в Саутспорте. Он имел в виду не погоду, а признание и аплодисменты. (Дж. Дж. не предвидел столкновений с Кельвином и Армстронгом.)

Резерфорд начал обдумывать свою будущую, отчасти уже известную нам речь на конгрессе Би-Эй. Представил себе море голов, в котором лишь островками будут разбросаны истинно сведущие в предмете люди. И решил: надо будет, кроме всего прочего, рассказать о вещах, поражающих воображение.

Он вспомнил об опытах со спинтарископом Крукса. В общем-то к этому простенькому прибору относились тогда как к «научной игрушке» (Андраде). Продолговатый ящик. Одна из стенок — экран, покрытый сернистым цинком. Напротив — линза. Перед экраном крупинка радия на тонкой игле. Радиация вызывает мгновенные вспышки на экране. Они хорошо видны через линзу. Их можно при желании даже считать.