Резерфорд

А заодно легко объяснялось, почему с утолщением мишени росло число отраженных частиц. Сделать мишень толще значило поставить на пути каждого альфа-снаряда больше атомов. Естественно, увеличивалась вероятность «попадания в цель». Но вместе с тем становилось ясно, что у толщины мишени должен быть предел, за которым число отражений уже не сможет увеличиваться. Ведь каждая отраженная частица проделывала путь обратно и на этом обратном пути снова встречала толпу атомов. Поэтому с толщиной убывала вероятность вырваться после отражения наружу. Так одна вероятность росла, а другая уменьшалась. Должно было наступать равновесие. Гейгер и Марсден действительно наблюдали его на опыте.

В общем идея маленького, но могучего центрального тела в атоме работала хорошо! Однако какой же заряд оно несло: «+» или «-»? Не зная этого, можно ли было сконструировать атомную модель?! Из двух вариантов верным мог быть один. Следовало сделать выбор.

И тут-то захлопнулась мышеловка.

Стоило допустить, что сердцевина заряжена отрицательно, как снова выползали наружу неправдоподобные черты томсоновской модели. Если в центре заряд «-», значит там сосредоточены атомные электроны. Но там же, по исходной идее, сконцентрирована основная масса атома. Стало быть, снова появлялось на свет многотысячное скопление электронов. И снова появлялась призрачная — почти невесомая — сфера с положительным зарядом, ибо надо же было как-то обеспечить нейтральность атома в целом. А при распаде радиоактивных атомов откуда брались тяжелые положительно заряженные альфа-частицы?.. Смущающие и безответные вопросы обступали толпой.

Но стоило допустить, что сердцевина заряжена положительно, как возможная атомная модель вообще становилась эфемерной. На первый взгляд все получалось красиво и убедительно. Нейтральность достигалась естественно и просто: в центре тяжелый заряд «+», вокруг легкие электроны с зарядом «-». Понятно, почему электроны так легко отрываются от атомов и становятся свободными: они живут вдали от сердцевины и связь их с нею не очень прочна — ее несложно нарушить. Даже трением можно наэлектризовать многие тела. (Старые добрые школьные опыты!) И за атомный вес в такой модели несут ответственность не электроны, а центральный тяжелый положительный заряд. И становится понятно, откуда берутся при радиоактивном распаде альфа-частицы: их выбрасывает в результате каких-то внутренних процессов массивная атомная сердцевина. И наконец, легко удовлетворяются такой моделью требования теоремы Ирншоу. Конечно, электроны не покоятся вдали от центрального заряда; они вращаются вокруг него. Так, значит, в довершение всех достоинств этого атома, он еще и устойчив? Когда бы так, лучшего действительно нельзя было бы пожелать. Но в том-то и заключалась беда, что такой атом существовать не мог.

Он не мог существовать по законам электродинамики Максвелла. Эти законы утверждали: если заряд движется с ускорением, он излучает электромагнитные волны. А вращение — это движение с ускорением. Значит, электроны в таком атоме обречены были бы непрерывно излучать энергию. Иными словами, непрерывно терять то единственное, что могло бы позволить им неограниченно долго противиться притяжению положительно заряженной сердцевины. Им предстояло бы неотвратимо к ней приближаться, и свет, испущенный ими при этом, был бы сигналом бедствия. Атом неизбежно перестал бы существовать. И на всю его эфемерную жизнь понадобились бы не века, а мгновенья.

Так захлопнулась мышеловка. Безнадежно выглядели оба варианта: и с зарядом «-» и с зарядом «+». Было отчего впасть в гамлетизм.

Нетерпеливый, алчущий скорых решений, Резерфорд продолжал обдумывать оба варианта с вынужденным долготерпением дюжины Иовов. Другого выхода не оставалось: атом существовал и, следовательно, как-то был устроен!

В те последние месяцы 1910 года, когда всеми своими догадками и сомнениями жил он в близком будущем атомной физики, все вокруг точно сговорилось назидательно напоминать ему об его прошлых исканиях. И наверное, это было хорошо.

В Брюсселе он увиделся с Марией Кюри. Впервые после гибели Пьера. Он относился к ней с давней удивленно-почтительной любовью. «Она очень трогательная — патетическая — фигура», — писал он матери. А она однажды сказала о нем журналистам: