Резерфорд

В те же дни он известил о первом своем манчестерском успехе и профессора Ива, оставшегося в Монреале его преемником. Между тем в Физикс-билдинге еще хорошо помнили, как негодовал их недавний шеф на безуспешность всех своих тамошних попыток засечь отдельную альфа-частицу именно электрическим методом. Помнили, как он придумал остроумную уловку, чтобы пропускать частицы в ионизационную камеру не толпой, а гуськом — поодиночке: повесил на пути альфа-потока качающийся маятник с крошечным отверстием посредине. Удачливая частица, успевшая проскочить сквозь это отверстие, должна была вызывать ионизацию газа в камере. Скачок стрелки электрометра показывал бы, что частица сделала свое дело. Может быть, затея с маятником была и удачна, но убедиться в этом он не смог: ионизационный эффект от одной частицы оказался в обычной камере столь ничтожным, что зарегистрировать его не удалось… Теперь, получив письмо из Манчестера, Ив ломал голову, пытаясь догадаться, какое же решение сумел найти Резерфорд вместе с никому еще не ведомым д-ром Гейгером. Зная Резерфорда, он был только уверен, что найдено нечто совсем простое.

А Отто Хану не нужно было мучиться догадками. Возможно, оттого, что был он химиком, Резерфорд постарался в двух словах объяснить ему физическую суть найденного метода:

Метод состоит в том, чтобы через маленькое отверстие, закрытое тонкой слюдой, выстреливать альфа-частицей в цилиндр длиною около 60 сантиметров, в котором воздух находится при давлении примерно в 30 сантиметров. Там по центру протянута тонкая проволока и приложено напряжение приблизительно в 1000 вольт, готовое вот-вот вызвать разряд. При таких условиях ионизация, производимая в газе одной альфа-частицей, возрастает благодаря столкновениям ионов в 2000 раз.

Ив не обманулся. Придуманное отличалось обычной резерфордовской простотой.

Когда-то, в дни докторантуры у Томсона, Таунсенд открыл, что ионы, порожденные в газе внешним облучением, сами могут, в свой черед, ионизировать встречные молекулы. Надо только снабдить их достаточной энергией и помешать все новым и новым ионам вновь воссоединяться, нейтрализуя друг друга. Тогда ионизация пойдет нарастать лавиной. В принципе для этого довольно создать в ионизационной камере сильное электрическое поле. В этом и состоял замысел Резерфорда — Гейгера. Для этого-то они и протянули по оси бронзового цилиндра тонкую проволоку. Они присоединили ее к одному полюсу батареи, а поверхность цилиндра — к другому. Внутри камеры появилось нужное поле.

Слабенький процесс ионизации, спровоцированный всего лишь одной альфа-частицей, ворвавшейся извне, мог теперь стремительно развиваться. Происходил почти мгновенный разряд. Так один камешек, свалившийся на неустойчивую осыпь, вызывает обвал.

Вместо маятника с дыркой Резерфорд и Гейгер придумали более верный способ пропускать альфа-частицы в камеру по одиночке. Крупицу радия-C — хороший источник альфа-лучей — они поместили в дальнем конце узенькой стеклянной трубки длиною в четыре с половиной метра. Элементарное соображение: лишь малая доля частиц, разлетавшихся от источника во все стороны, могла попасть в этот канал и благополучно долететь до другого его конца — до слюдяного окошечка в стенке бронзового цилиндра. Ясно, что из трубки был откачан воздух, иначе ни одна альфа-частица вообще не долетела бы до камеры: всю свою энергию она растрачивала бы по дороге на столкновения с молекулами.

Эта странная, распластанная в длину, опутанная проводами, обросшая насосами, батареями, измерительными приборами, вздыхающая и потрескивающая экспериментальная установка показалась бы совершенно непонятной в эпоху доатомной физики. А сегодня она рисуется нашему воображению уже как паровозик Стефенсона, как бипланчик братьев Райт…

Через слюдяное окошко в камеру проникали три-четыре альфа-частицы в минуту. Иногда их бывало только две, иногда — пять. Но в том-то и заключался успех, что можно было безошибочно сказать, сколько их посетило бронзовый цилиндр! Появление каждой сопровождалось коротким всплеском электрического тока, и стрелка электрометра совершала скачок в среднем на десять делений шкалы. Незримое микроявление усиливалось до легко наблюдаемого макрособытия.