Цепная реакция. Неизвестная история создания атомной бомбы

Конец XIX века ознаменовался для исследователей, вооруженных теорией электромагнетизма Максвелла, горячим интересом к процессам прохождения электричества через газы. Большое значение тут имело лекционное турне Теслы по Европе. В ходе этого первого выхода в свет на заседаниях ведущих физических обществ, в том числе Британского королевского, изобретатель демонстрировал самые различные конструкции вакуумированных и газонаполненных баллонов с электродами. Его прообразы последующих «электронных ламп» намного опередили свое время, хотя еще Фарадей серьезно изучал подобные явления. Так, выдающийся экспериментатор сумел выделить самые разнообразные формы разряда, открыв при этом «фарадеево темное пространство», отделяющее синеватое, катодное свечение от розоватого, анодного. Природа катодного свечения очень занимала Фарадея, но он был вынужден ограничиться самыми общими рассуждениями «о яростном столкновении мельчайших частичек материи, возможно, связанных с неделимыми атомами в древнегреческой традиции деления вещества».

Дальнейшие опыты с высокоразреженными газами показали, что давление внутри колб существенно влияет на характер свечения. Этому предшествовали исследования немецкого экспериментатора Генриха Гейсслера, который сумел получить довольно высоковакуумированные колбы, названные «гейслеровыми трубками». Немецкий физик Юлиус Плюккер, экспериментируя с такими трубками, снабженными электродами, заметил, что при определенном напряжении вокруг катода возникает некое зеленоватое свечение. Плюккер также выяснил, что если к колбе поднести достаточно сильный магнит, то свечение начинает отталкиваться от одного полюса, соответственно притягиваясь к другому. Все это прямо указывало на электрическую природу явления. Вскоре стало очевидным, что нечто связанное со свечением перемещается в пространстве между анодом и катодом. Этим феноменом занялись ученик Плюккера, немецкий физик и химик Иоганн Вильгельм Гитторф, и английский физик Уильям Крукс, независимо друг от друга продемонстрировавшие, что при помещении в гейсслерову трубку некого предмета на стекле тут же появляется его тень. В 1876 году в обиход физиков вошел термин «катодные лучи», упомянутый в публикациях германского ученого Эугена Гольдштейна, посвятившего долгие годы тщательному изучению этого таинственного явления.

Через три года Крукс подтвердил материальную природу катодных лучей, посчитав их некой разновидностью «лучистой материи» как вещества, находящегося в особом, четвертом состоянии. Для подтверждения он на основе гейсслеровых трубок создал специальный электровакуумный прибор, названный «трубкой Крукса» и представляющий собой герметичную колбу, заполненную разреженным газом. С двух сторон в трубку Крукса было впаяно по электроду: с одной стороны – катод, подключавшийся к отрицательному полюсу электрической батареи, а с другой – анод, подключавшийся к положительному полюсу. При подаче на электроды высокого напряжения разреженный газ в трубке начинал светиться под воздействием катодных лучей.

Между тем эксперименты по электрическому воздействию на катодные лучи выглядели совсем неубедительно, так что даже такой блестящий экспериментатор, как Герц, не выявил их отклонения, придя к выводу, что катодное излучение представляет собой некий «эфирный колебательный процесс». В начале 90-х годов ассистент Герца Филлип Эдуард Антон фон Ленард, продолжая серию экспериментов своего учителя, наглядно продемонстрировал, что катодные лучи могут легко преодолевать тонкие экраны из металлической фольги. Сам Герц посвятил этому необычному явлению свою последнюю публикацию 1892 года. Лейтмотивом этой замечательной во всех отношениях работы служили слова: «Катодные лучи отличаются от света существенным образом в отношении способности проникать через твердые тела»[8]. Рассматривая далее результаты проникновения катодного излучения через платиновые, золотые, серебряные и алюминиевые экраны, Герц отмечал, что единую природу явления подтверждает одно и то же дифракционное рассеивание катодных лучей.

…Старик откинулся на подушки и залился мелким смехом, тут же перешедшем в сухой кашель. Вытерев выступивший пот, он окончательно выбрался из-под вороха разноцветных покрывал и, сунув ноги в толстые войлочные туфли, проковылял к глубокому креслу-качалке. По пути он подхватил стопку бумаг с «журнального столика» и перебросил их на похожее кирпичное сооружение у камина, игравшее роль письменного стола. Покачавшись в кресле, старик набросил на колени толстый шотландский плед и привычным движением поворошил каминными щипцами холодные угли.