Цепная реакция. Неизвестная история создания атомной бомбы

Тут самое время вспомнить еще один любопытнейший факт. Прочитайте-ка мне следующую часть вашего замечательного опуса. Признаться, мне он кажется довольно любопытным… А я пока приготовлю себе еще один стакан этого изумительного напитка – горячего молока с медом и корицей.

Журналист, с любопытством понаблюдав, как ловко изобретатель управляется с электрическим нагревателем в форме странной лампы-груши, внутрь которой помещался стакан с жидкостью, не удержался от вопроса:

– Мистер Никола, но как же происходит процесс нагревания, ведь я не вижу ни спиралей, ни других термоэлементов?

– Токи, Джон, вихревые токи электрического эфира, и больше ничего! Так я вас слушаю, мой юный друг…

Журналист недоверчиво хмыкнул, но не стал продолжать расспросы и перевернул следующий лист своей рукописи:

– Разрешить проблему атомного строения вещества удалось датскому физику Нильсу Бору, предположившему, что на субатомном уровне энергия испускается исключительно квантовыми порциями. Бор показал, что электрон может находиться не на произвольном удалении от атомного ядра, а лишь на ряде «разрешенных орбит». Находящиеся на них электроны не способны излучать электромагнитные волны произвольной интенсивности и частоты, поэтому они и удерживаются на более высокой орбите, подобно самолету в аэропорту отправления, когда аэропорт назначения закрыт по причине нелетной погоды. Однако электроны могут переходить на другую разрешенную орбиту. Как и большинство явлений в мире квантовой механики, этот процесс не так просто представить наглядно. Электрон просто исчезает с одной орбиты и материализуется на другой, не пересекая пространства между ними. Этот эффект назвали «квантовым прыжком», или «квантовым скачком». Суть такого явления во многом непонятна и сегодня, поэтому оно продолжает давать обильную пищу фантастам и журналистам.

– А вы знаете, Джон, что еще полвека назад электрон в качестве элементарной частицы для меня вполне реально существовал. Я воспринимал его как субатомную частицу, четвертое состояние материи, выделив из потока электричества задолго до сэра Уильяма Крукса. В моем тогдашнем представлении электрон не связывался ни с какой внутренней частью атома, а переносимый им электрический заряд как бы растекался по внешней оболочке атомарной структуры. Электричество для меня изначально было совершенно особой субстанцией, насыщенной разноименными зарядами, с собственными особыми свойствами, абсолютно независимыми от окружающей материи. Сам электрон тоже имел у меня сложное строение.

Электрический заряд покрывал эту элементарную частицу слоем за слоем, как листья капусты – кочан. Такие слои составляли интегральный единичный заряд, но сама природа межзарядных сил определялась именно процессами рассеивания зарядных компонент. Любопытно, но только сейчас, полвека спустя, я начал встречать похожие представления в некоторых совершенно заумных работах по теоретической физике. Впрочем, что там у вас следует дальше? – изобретатель нетерпеливо взмахнул рукой.

Журналист вздохнул, чувствуя, насколько позиция официальной науки все дальше расходится с мировоззрением его кумира, и перевернул очередную страницу.

– В атоме Бора электроны переходили вниз и вверх дискретными скачками – с одной разрешенной орбиты на другую, подобно тому, как мы поднимаемся и спускаемся по ступеням лестницы. Каждый скачок электронов обязательно сопровождается испусканием или поглощением кванта электромагнитного излучения – фотона. Со временем гипотеза Бора уступила место более сложной модели, учитывающей двойственную природу элементарных частиц. Сегодня электроны представляются нам не микроскопическими планетами, обращающимися вокруг атомного ядра, а волнами вероятности, плещущимися внутри своих орбит, подобно приливам и отливам в бассейне сложной формы.

В 1924 году французский физик Луи де Бройль, пытаясь найти объяснение для сформулированных в 1913 году Бором условий квантования атомных орбит, выдвинул гипотезу о всеобщности корпускулярно-волнового дуализма. Согласно этой теории, каждой частице, независимо от ее природы, надо поставить в соответствие волну, длина которой связана с импульсом частицы. Де Бройлю удалось сформулировать соотношение, связывающее импульс квантовой частицы с длиной волны и позволяющее одновременно рассматривать микрообъект и как частицу, и как волну.

Модель де Бройля объяснила наличие разрешенных орбит Бора. Если считать электрон частицей, то, чтобы он оставался на своей орбите, у него должны быть одна и та же скорость или импульс на любом расстоянии от ядра. Если же считать электрон волной, то, чтобы он вписался в орбиту заданного радиуса, надо, чтобы длина окружности этой орбиты была равна целому числу длины его волны. Иными словами, окружность орбиты электрона может равняться только одной, двум, трем (и т. д.) длинам его волн.