Даниил Данин - Резерфорд

• Название: Резерфорд
• Автор: Даниил Данин
• Издательство: Молодая гвардия
• Жанр: Биографии и Мемуары
• Год: 1966

Книга Д.Данина посвящена величайшему физику-экспериментатору двадцатого столетия Эрнесту Резерфорду (1871–1937).

---

Это резерфордово письмо пока не опубликовано. Можно надеяться, что оно хранится в архиве Эренфеста. Навсегда уберечь несчастливца от судьбы Бертрама Болтвуда оно, конечно, не смогло: через полгода Эренфест застрелил своего психически безнадежно больного сына и покончил с собой. Однако на полгода Резерфорд продлил ему жизнь. И мудрено ли, что у Резерфорда нашлись тогда нужные слова?! В недавнее тяжелейшее время своей собственной жизни сколько раз повторял он самому себе: «Надо жить и работать…»!

Он жил и работал.

От официального юбилея он тогда уклонился — настроение для чествований было неподходящим. 30 августа 1931 года застало его на морском берегу — в Дорсете, где ои проводил летние каникулы в обществе внуков и Ральфа Фаулера.

А 2 сентября 31-го года в ответ на поздравительную телеграмму Отто Хана и Лизы Мейтнер написал в прежнем своем стиле:

…Я рад заметить, что не чувствую себя таким древним стариком, каким мог бы считаться в мои годы. Так или иначе, нам ведь было сказано, что время — это иллюзия! Смею доложить, что я еще нахожусь в весьма сносной форме и, уж во всяком случае, способен заставить трудиться других.

13

Он жил и работал.

И заставлял трудиться других.

Жила и работала Кавендишевская лаборатория. И настал год 1932-й, оставшийся равно знаменательной вехой и в истории Кавендиша и в истории атомной физики вообще. Он удостоился редкого прозвища: «год чудес». Так окрестил его Ральф Фаулер, выразив всеобщее удивление перед тогдашними успехами физиков-экспериментаторов.

Но в действительности — и уж мало кто знал это так же хорошо, как Фаулер, — те поразительные успехи кавендишевцев были лишены даже отдаленного привкуса чуда.

Тут победы вспоены были потом — настоящим, соленым, рабским. Тем радостней они были. И тем заслуженней. Оттого, что резерфордовцы умели под водительством своего нетерпеливого шефа становиться терпеливыми рабами его и собственных замыслов, от этого раньше или позже наступали для них минуты сладчайшего освобожденья из-под гнета неудач, неизвестности, ожиданий.

Так пришел в начале 32-го года день, когда образцово уравновешенный Джон Коккрофт выскочил под вечер из здания лаборатории на улицу — на знакомую нам тихую Фри Скул лэйн, метнулся вправо, обогнул Корпус-Кристи и пустился по относительно людной Кингс-Пэрэйд к Тринити-стрит, с диковатой радостью оглядывая прохожих. Каждому знакомому он, по словам Мак-Коуна, ошалело сообщал: «Мы расщепили атом! Мы атом расщепили!» И, обалдело улыбаясь, бежал дальше. Остановиться он не мог.

В кавендишевской фольклоре не сохранилось рассказа, какую необычную штуку выкинул в тот день другой резерфордовец — Эрнст Томас Синтон Уолтон. Но оснований для какого-нибудь этакого поступка у него было не меньше, чем у Джона Коккрофта.

Он появился в лаборатории совсем незадолго до того, как Резерфорд в 28-м году дал свое благословение (и деньги!) на создание первого ускорителя протонов. Как в дни Манчестера к Ройдсу, так теперь к Уолтону у сэра Эрнста было чуть особое отношение: оба, подобно ему самому, были отмечены Выставочной стипендией 1851 года. Не имело значения, что Уолтон, как некогда Таунсенд, прибыл в Кембридж не из заморской дали, а всего лишь из соседней Ирландии. Существенно было сентиментальное ощущение сходства судеб — сходства начал. И в прежние годы Резерфорд, наверное, сразу взял бы Уолтона к себе в соавторы, как сделал это когда-то с Т. Ройдсом. Но теперь, когда у него все меньше времени оставалось для непосредственной работы в лаборатории, уже одного сотрудничества с Чадвиком ему более чем хватало. Зато он тотчас предложил Уолтону богатую возможностями тему: попытаться разработать метод ускорения электронов вращением в электрическом поле…

Коккрофт говорит, что это была идея современных бетатронов. А можно сказать и шире: в сущности, это была идея круговых ускорителей заряженных частиц вообще. Иными словами, это было предвосхищение принципа циклотрона, над созданием которого вскоре начали работать в Америке Лоуренс и Ливингстон.

Уолтон все хорошо сосчитал и дал теорию устойчивого вращения ускоряемых электронов, но этим дело и кончилось. Однако, по-видимому, он сам ни в чем не был повинен: «экспериментально проблема была атакована с очень ограниченными ресурсами», — рассказывал в своей первой мемориальной лекции Коккрофт. Проще говоря, в нужный момент не оказалось нужных денег. И следовательно, виноват был в неуспехе гот, кто их не дал: директор! Очевидно, другие экспериментальные затеи Резерфорд счел тогда более перспективными. Среди них, кроме замыслов Капицы, было ускорение протонов в согласии с оптимистическими прогнозами гамовской теории. Тогда-то Уолтон был сделан напарником Коккрофта.

Три с лишним года шли они рука об руку к одной цели. Слова Коккрофта «Мы расщепили атом!» это и означали.

Они построили свой ускоритель с помощью отслуживших исправную службу цилиндров бензинового насоса, жестяных банок из-под печенья, пластилина и прочего утиля. Но, конечно, напряжение, достигавшее 600 тысяч вольт, создавалось нешуточной аппаратурой. Нешуточной и отнюдь не дешевой. Пучок протонов летел по вертикальной трубе и падал на бомбардируемую мишень. В первых опытах это был листок металлического лития с атомным весом 7 (заряд ядра +3). Вторжение протона приводило к возникновению неустойчивого ядра с зарядом +4 и весом 8. Следовало ожидать, что оно будет немедленно распадаться на две альфа-частицы:

Появление этих альфа-частиц, разлетающихся в прямо противоположные стороны, и должно было служить верным указанием на происшедшую атомную катастрофу. И все было придумано так, чтобы два наблюдателя, усевшись слева и справа от наклонно поставленной мишени, могли независимо друг от друга засекать летящие по направлению к ним обломки ядер. Для начала — для общей качественной картины — старый добрый метод сцинцилляции должен был показать, что эти противоположноразлетающиеся альфа-частицы появляются одновременно. Были два экрана, два микроскопа, два ключа, подобных телеграфным, и ползла лента, как в обычных самописцах. И сидящие визави наблюдатели, заметив на своих экранах вспышки, тотчас нажимали каждый на свой ключ, как некогда Марсден и Кэй. А дальше оставалось просмотреть ленту и убедиться, что оба ключа срабатывали, как правило, в унисон. Парные отметки на ленте! — вот и все чудо, коего чаяли Коккрофт и Уолтон — два наблюдателя, залезавшие на время опыта в затемненную конуру у подножья своего вертикально-вздыбленного ускорителя.

И был, конечно, третий участник игры, не столько ждавший, сколько требовавший этого чуда. Его все чаще выводили из терпенья технические задержки. Он не желал считаться с тем, что какое-то нечаянное нарушение вакуума портило все дело и сводило на нет плотность пучка протонов. А кстати, в этой-то плотности пучка или густоте дождя из протонов должно было заключаться практически все преимущество ускорителя по сравнению с естественными источниками заряженных частиц. Коккрофт и Уолтон добивались тогда силы протонного тока никак не более чем в одну стотысячную ампера. Кажется, это же сущие пустяки! Между тем это означало, что за секунду иа их мишень должно было падать 5·1013 — пятьдесят триллионов — частиц. Чтобы создать такой же альфа-ливень, понадобился бы целый килограмм радия. Игра стоила свеч, хотя каждый протон в той игре был гораздо менее энергичен, чем естественная альфа-частица. И Резерфорд отлично знал, что его мальчики вовсе не толкут воду в ступе. Однако справляться с собственным нетерпением ему удавалось с годами все реже.

Правда, Коккрофт вспоминал, как после одной из своих генеральско-директорских бурь Резерфорд кротко заметил, что житейская умудренность берет свое и с течением лет его приступы ярости, он полагает, становятся все мягче. Коккрофт признался, что в ту минуту не без страха подумал, каковы же бывали резерфордовы штормы манчестерской поры?! Впрочем, случай его не обделил и дал ему возможность на собственном опыте — узнать, каковы они бывали.

В Кавендише ходил рассказ — здесь он записан со слов теоретика П., о том, как однажды сэр Эрнст, выведенный из себя перспективой очередной отсрочки решающего эксперимента на высоковольтной установке Коккрофта и Уолтона, устроил им разнос, нарушивший в соседних комнатах работу усилительных схем с чувствительной радиоэлектроникой Вин-Вильямса. (Из-за этой электроники в лаборатории висел светящийся транспарант «Пожалуйста, говорите тихо!») Резерфорд тем ревнивей относился к той работе, что затраты на ускоритель достигли уже 1000 фунтов стерлингов — суммы, сегодня смешной для физиков-атомников, а тогда драматически огромной. И еще: он как раз в те дни написал Бору, что, по его мнению, все вообще должно было быть сделано уже год, если не два года назад… Короче, он заорал в лучших традициях начальственной бесцеремонности: