Цепная реакция. Неизвестная история создания атомной бомбы

Исследования Лоренца касались в первую очередь электродинамики, статистической физики, оптики, теории излучения и атомной физики. Одним из его важнейших достижений было создание в 1880–1909 гг. классической электронной теории, при этом он использовал электромагнитную теорию Максвелла, подходя к учению об электричестве с атомистических позиций. Еще одним из значительных научных успехов Лоренца было предсказание расщепления спектральных линий в магнитном поле, которое подтвердил и исследовал Питер Зееман. В 1902 г. Лоренц стал лауреатом Нобелевской премии по физике «за работы по исследованию влияния магнетизма на электромагнитное излучение». Этот эффект сыграл важную роль в развитии атомной теории, наглядно демонстрируя, что испускание света атомами связано с движением их электронов.

В 1892 г. Лоренц попытался объяснить отрицательный результат опыта Майкельсона – Морли по определению скорости движения Земли относительно неподвижного мирового эфира и выдвинул гипотезу о сокращении линейных размеров тел в направлении их движения. В 1904 г. им было получен ряд формул, связывающих координаты и время для одного и того же события в двух разных инерциальных системах отсчета, получивших название «преобразования Лоренца». В последующем он также вывел формулу, связывающую массу электрона со скоростью его движения.

Среди прочих достижений Лоренца надо отметить определение силы, действующей на заряд, движущийся в электрическом поле (сила Лоренца), создание теории дисперсии света, вывод зависимости диэлектрической проницаемости от плотности вещества и электропроводности – от теплопроводности, а также соотношение между показателем преломления и плотностью среды. Менее известны работы Лоренца по электронной теории металлов и кинетической теории газов.

Джозеф Джон Томсон (1856–1940)

Выдающийся британский физик, родился в семье букиниста-антиквара 18 декабря 1856 г. в пригороде Манчестера Читем-Хилле, где закончил Оуэн-колледж, после чего поступил в Кембриджский университет. В 1876–1880 гг. он учился в знаменитом колледже святой Троицы (Тринити-колледже), где когда-то профессорствовал сам Исаак Ньютон. В январе 1880 г. Томсон успешно сдал выпускные экзамены и был принят на работу в Кавендишскую лабораторию ее директором Джоном Уильямом Стреттом (лордом Рэлеем). При Рэлее значительно увеличилось число преподавателей и студентов, занимавшихся научными исследованиями, а лаборатория пополнилась многими приборами за счет пожертвований директора и его сподвижников.

После отставки Рэлея Томсон стал одним из самых молодых профессоров Кавендишской лаборатории. В следующем году появились две его работы, из которых одна положила начало электромагнитной теории массы. Статья называлась «Об электрических и магнитных эффектах, производимых движением наэлектризованных тел». В ней выражена мысль, что «эфир вне заряженного тела является носителем всей массы, импульса и энергии». С увеличением скорости изменяется характер поля, в силу чего вся эта «полевая» масса возрастает, оставаясь все время пропорциональной энергии. Научные успехи Томсона были высоко оценены Рэлеем, и, уходя в 1884 г. с поста директора лаборатории Кавендиша, он, не колеблясь, рекомендовал его в качестве своего преемника.

22 декабря 1884 г., после отставки Рэлея, 27-летний Томсон был выдвинут советом избирателей на должность третьего профессора Кавендишской лаборатории. Он тут же начал формировать Кавендишскую библиотеку, ядро которой с 1887 г. составило значительное число книг Максвелла. В 1890 г. при активном содействии Томсона для наиболее одаренных студентов-исследователей из средств, завещанных университету, миссис Максвелл учредила Максвелловскую стипендию, которая давалась на три года.

В 1888 г. Томсон основал классы-практикумы для медиков, что резко увеличило число студентов, работавших в лаборатории. Временно пришлось перевести медицинские классы в старые комнаты-анатомички до тех пор, пока в 1896 г. не был открыт южный флигель лаборатории. В 1895 г. по инициативе Томсона в Кембридже произошла реформа, согласно которой специальная комиссия стала принимать на практику выпускников других университетов после всестороннего тестирования их способностей проводить научные исследования. Через два года работы в Кембридже они получали степень бакалавра и удостоверение исследователя. Студенты из всех стран мира приезжали в Кембридж. Среди них были Резерфорд из Новой Зеландии, Таунсенд из Ирландии, Ланжевен из Франции, Вильсон из Австралии и многие другие. Значительное увеличение числа исследователей из других стран потребовало очередного расширения лаборатории, которое в 1906 г. осуществил на свои средства Рэлей. За счет них было достроено левое крыло Кавендишской лаборатории.