Резерфорд

Та цилиндрическая ионизационная камера с проволочкой-приманкой была первой моделью ныне столь популярного счетчика Гейгера — несложного лабораторного инструмента, ставшего в наш ядерный век одной из тревожащих «примет времени» вместе с тяжелой водой и стронцием-90. Резерфорд и Гейгер смотрели тогда в атомное грядущее беспечально. И в заключительных строках своей совместной работы, опубликованной летом 1908 года «Трудами Королевского общества», без всякого исторического глубокомыслия предсказали большое будущее электрическому методу регистрации радиоактивных излучений. Они отметили, между прочим, что этим методом «можно будет детектировать и единичные бета-частицы». Других излучений, несущих заряд, тогда еще не знали.

И других применений для научных приборов не предвидели…

Когда Резерфорд написал Отто Хану, что тот сумеет по достоинству оценить важность счета альфа-частиц, он, разумеется, вовсе не льстил своему младшему другу. Да и согласитесь, трудновато вообразить себе льстящего Резерфорда! Конечно, Отто Хан сразу понял, что теперь в Манчестере будет, наконец, достоверно установлена природа альфа-лучей. И прежде всего — величина электрического заряда этих телец.

Со времени памятных дождей в Северном Уэльсе Резерфорд не сомневался в тогдашней своей догадке, что альфа-лучи — поток ионизированных атомов гелия. Но даже самая жаркая убежденность исследователя еще не служит доказательством его правоты.

Да, отношение заряда к массе у альфа-частиц позволяло утверждать, что это тяжелые атомные тельца. Помните, измерения дали для альфа-частиц примерно 5000, а для водородных ионов — примерно 10 000. Иначе говоря, если для ионов водорода H+ это e/m, то для альфа-частиц получалось e/2m. Но ионы гелия не в два, а в четыре раза массивней водородных: их масса в водородных единицах равна 4m. Для того чтобы гелиевая гипотеза не рухнула сразу, оставалось предположить удвоенную щедрость природы: снабдив альфа-частицы массой не в 2m, а в 4m, она придала им и удвоенный заряд — не 1e, а 2e. Тогда отношение заряда к массе сохранялось как раз таким, какое показали измерения. Так получалось, что если альфа-частицы действительно атомы гелия, то наверняка дважды ионизированные атомы. Короче — ионы He++. Вот эту малость и требовалось доказать, дабы жаркая убежденность стала еще и достоверным знанием.

Почти пять лет Резерфорду приходилось довольствоваться косвенными соображениями в пользу гелиевой гипотезы. А теперь заряд альфа-частицы можно было определить чуть ли не прямым измерением! Надо было экспериментально получить два числа: суммарное количество электричества, переносимое всем альфа-излучением крупинки радия за определенное время, и количество частиц, испускаемых такой же крупинкой за тот же срок. А потом разделить первое число на второе… Задача необременительная.

Но и вправду необременительной была лишь эта последняя процедура — арифметическая. Хан, наверное, ожидал, что уже в следующем письме Резерфорд сообщит ему найденную в Манчестере величину заряда альфа-частицы. Однако время шло, а до арифметической процедуры дело все не доходило. Тремя десятилетиями позже уже стареющий профессор Берлинского университета Ганс Гейгер, вспоминая о той первой работе с Резерфордом, написал: «Было много затруднений, которых сегодня даже нельзя понять». Столкнулись тонкость экспериментальной программы и примитивность лабораторных средств. В своей статье о счете альфа-частиц они вынуждены были дать тогда целую главу — «Экспериментальные трудности». Не для того, чтобы снискать аплодисменты коллег, а для того, чтобы предупредить о возникающих сложностях всех, кто захочет повторить их измерения.

Гейгер говорил, что замысел той работы принадлежал Резерфорду. А Резерфорд утверждал, что без Гейгера он ничего бы не сделал. Оба говорили правду.

7

Очень хочется снова сказать, как повезло Резерфорду! В несчетный раз. Надо же было, чтобы в университете Виктории ему тотчас встретился такой великолепный помощник и соавтор. Но на примере Гейгера зарождается подозрение: а не делал ли сам Резерфорд столь великолепными своих помощников и соавторов?