Лев Бобров - В поисках чуда (с илл.)

• Название: В поисках чуда (с илл.)
• Автор: Лев Бобров
• Издательство: Издательство ЦК ВЛКСМ «Молодая гвардия»
• Жанр: Прочая научная литература
• Год: 1968

Это книга о разведчиках, имена которых отсутствуют в известных «шпионских» хрониках. О следопытах незнаемого, которые повседневно, чаще всего буднично, незаметно, без претензий на «бронзы многопудье» ведут свой многотрудный поиск, совершая нередко настоящие подвиги во имя истины, во имя человека, во имя мира на всей планете. Да, подвиги, ибо их деятельность требует не только ума, не только трудолюбия, но и мужества. Еще Маркс говорил, что у входа в храм науки, как и в преддверии ада, должно быть выставлено требование: «Здесь нужно, чтоб душа была тверда, здесь страх не должен подавать совета». И еще говорил Маркс: «В науке нет широкой столбовой дороги, и только тот может достигнуть ее сияющих вершин, кто, не страшась усталости, карабкается по ее каменистым тропам».

Неторными, тернистыми тропами шла советская наука к ее нынешним высотам. Какое наследство оставила ей царская Россия? Малограмотное население. Острая нужда в специалистах, учебных заведениях, научных учреждениях А тут еще разруха, голод, саботаж «старой интеллигенции»… Потом была война, унесшая миллионы жизней, истощившая экономику, отвлекшая науку от ее мирных дел… И все же, несмотря на все невзгоды и суровые испытания, наш народ за короткий период — всего за полвека! — достиг сияющих вершин в науке и технике и заставил весь мир говорить о «русском чуде».

Здесь упомянуты не все, увы, далеко не все, кого хотелось бы, кого нужно назвать, — история еще воздаст им должное.

---

Решили продолжить опыты в Дубне на циклотроне, запущенном в 1960 году. Эта машина до сих пор является лучшей в мире среди установок своего класса. И в мае 1963 года пришел подлинный успех.

Обстреливая уран ионами неона, Е. Д. Донец, В. А. Щеголев, В. А. Ермаков, сотрудники лаборатории ядерных реакций ОИЯИ (директор — член-корреспондент АН СССР Г. Н. Флеров) синтезировали, наконец, заветный сто второй, вернее, его изотоп с массовым числом 256, изучили его свойства.

Калифорнийские же исследователи, опровергнув шведов и отказавшись от их методики, пытались иным способом добиться цели. Они напечатали статью, где утверждалось, будто получен изотоп-254 элемента № 102. Но их результаты были гораздо менее надежны, что признал сам руководитель работы Гленн Сиборг, когда он посетил Дубну в 1963 году.

Все же до сих пор ведутся дискуссии, чьей стране по-настоящему принадлежит честь открытия, так что многострадальный новорожденный до сих пор остается безымянным.

Описанная эпопея с достаточной ясностью свидетельствует, сколь сложна вся эта проблема и сколь многое здесь зависит от качеств ускорителя.

Трехметровый циклотрон позволил флеровцам уточнить и заново определить константы ранее синтезированных трансуранов. Как известно, тот факт, что менделеевий появился на свет, американцам удалось зарегистрировать по распаду всего 17 его атомов. При столь мизерной продукции ни о каком изучении химических свойств вещества не могло быть и речи. Этот пробел восполнили сотрудники лаборатории ядерных реакций — более ощутимое количество менделеевия предоставил в их распоряжение великолепный ускоритель, который дает самые быстрые, самые плотные пучки тяжелых ионов.

В 1964 году всю мировую прессу облетела весть: в СССР искусственно изготовлен следующий за лоуренсием член трансуранового ряда. Всего было получено около 150 ядер — по одному за каждые 5–6 часов. Выяснилось, что обитатель клетки № 104 является химическим аналогом гафния, резко отличается от соседей-предшественников и открывает собой новую группу сверхтяжелых элементов, что лишний раз подтверждает правильность периодического закона Менделеева. Георгий Николаевич Флеров и его сотрудники предложили назвать новый элемент курчатовием.

Коллектив той же лаборатории, под тем же руководством и на том же циклотроне открыл два новых вида радиоактивности: самопроизвольное деление ядер из изомерного состояния (С. М. Поликанов и другие) и испускание протонов (В. А. Карнаухов, Г. М. Тер-Акопьян, В. Г. Субботин), теоретически предсказанное советскими физиками Б. С. Джелеповым, А. Б. Мигдалом, Б. Т. Гейликманом.

В 1967 году Г. Н. Флеров, В. А. Друин, И. Звара и С. М. Поликанов стали лауреатами Ленинской премии — за синтез трансурановых элементов и исследование их свойств.

Сколько удивительных возможностей предоставил исследователям ускоритель! Даже не очень могучий.

Например, трехметровая «праща» лаборатории Флерова наделяет раскручиваемый ею ион энергией не свыше 10 миллионов электрон-вольт (из расчета на каждый его нуклон).

Однако ученые хотят не только «лепить» невиданные ядра, но и получать новые элементарные частицы. Они намерены до тонкостей прощупать не только внутриядерную структуру, но и устройство входящих в атомы мельчайших «кирпичиков» мироздания.

Современная физика подтвердила пророческие слова Ленина: электрон столь же неисчерпаем, как и атом.

— Вообразите двух близнецов одинакового роста и сложения, с тем же цветом глаз и волос, даже характером схожих, только один весит в сотни раз больше другого, будто проглотил нечто сверхтяжелое. Именно с такой ситуацией мы встречаемся в случае мю-мезона и электрона: они отличаются по массе в 220 раз, но не удалось еще найти никакой иной разницы ни в их строении, ни в их свойствах, проявляющихся при взаимодействиях, — рассказывает член-корреспондент АН СССР Д. И. Блохинцев. — Не означает ли загадка мю-мезона, что вещество элементарной частицы сосредоточено где-то в ничтожно малой ее сердцевине, а мы изучаем пока лишь разреженную «атмосферу», окутывающую эту таинственную центральную область? Не похожи ли элементарные частицы на атомы, поведение которых во многом определяется крайне разреженной электронной оболочкой, в то время как вся их масса сконцентрирована в ядре?

Разрастается «зоопарк» элементарных частиц.

Не так давно его коллекция обогатилась новым экземпляром — анти-сигма-минус-гипероном. Его след на одной из 40 тысяч фотографий, снятых в пузырьковой камере дубненского синхрофазотрона, обнаружил молодой физик А. А. Кузнецов.

У каждой частицы есть свой двойник в антимире.

У электрона — позитрон, у нейтрино — антинейтрино, у сигма-минус-гиперона — частица, открытая Кузнецовым, и так далее. В познание законов такой симметрии огромный вклад внесен советскими учеными — лауреатом Нобелевской премии академиком Л. Д. Ландау, лауреатом Ленинской премии академиком Б. М, Понтекорво, многими другими.

До изобретения циклотрона было известно всего несколько частиц — сегодня их считают дюжинами.

Их открывают чуть ли не каждый год (как шутят физики — «один мезон в один сезон»), причем открывают не без помощи ускорителей. Назрела нужда в классификации элементарных частиц, подобной менделеевской систематике. Профессор Д. Д. Иваненко высказал гипотезу: все частицы суть различные формы одной простейшей. Но если так, то какой?

Сотни подобных вопросов одолевают ученых.

Чем мельче микрообъект, тем выше энергия, которой характеризуются процессы, протекающие в его недрах. Для нуклона она измеряется миллиардами электрон-вольт, что в тысячи раз больше, чем для ядра. И только самое жесткое корпускулярное излучение способно проникнуть в этот удивительный таинственный мир. Вот почему разведчики микрокосмоса так упорно бьются над созданием сверхмощных ускорителей.

Создание многокилометровых вакуумных тоннелей внутри кольцевидной магнитной муфты — путь проверенный, надежный, по нему можно идти без риска оступиться. И все же… Нельзя ли как-то иначе, в более скромных масштабах, повысить мощность пучка?

В ЦЕРНе и Брукхейвене пущены синхрофазотроны на 30 миллиардов электрон-вольт. Такую энергию приобретает поток протонов. Но, врезаясь в неподвижную мишень, он заставляет ее нуклоны пружинисто отпрянуть назад. Примерно так под ударом боксера отскакивает тренировочная груша. Из-за податливости вещества обрушивающиеся на цель микроснаряды проигрывают в силе настолько, что энергия взаимодействия фактически оказывается чуть ли не вчетверо меньшей — 8 миллиардов электрон — вольт. Иначе обстояло бы дело, если бы атакуемые частицы неслись навстречу нападающим. Будь они разогнаны до той же скорости, произошло бы столкновение с энергией в 60 миллиардов электрон-вольт.

Чтобы получить такой эффект при неподвижной мишени, потребовался бы ускоритель на 1800 миллиардов электрон-вольт!

Экономический выигрыш почти в 100 раз по сравнению с обычными установками равной мощности — вот что сулят встречные пучки. Этот перспективный метод разрабатывается в Институте ядерной физики в Академгородке под Новосибирском (директор — академик Г. И. Будкер). Там создано несколько ускорителей подобного типа. Один из них (ВЭПП-2) предназначен для получения встречных электрон-позитронных потоков, по 700 миллионов электрон-вольт каждый, а в сумме — почти 1,5 миллиарда.

Колоссальная энергия! Между тем габариты всего устройства не превышают нескольких метров. Проектируется и протон-протонная установка поперечником 2,5 метра на энергию в 3 миллиарда электрон-вольт.

В 1967 году академику Г. И. Будкеру, члену-корреспонденту АН СССР А. А. Наумову, доктору физико-математических наук А. Н. Скринскому, кандидату физико-математических наук В. А. Сидорову, доктору технических наук В. С. Панасюку за разработку метода встречных пучков присуждена Ленинская премия.

В Институте ядерной физики Сибирского отделения Академии наук ведутся также работы по созданию электромагнитов без тяжелых железных сердечников. Нелегкая это задача, зато ее решение, а оно будет найдено, существенно сократит вес и размеры ускорителей, усилив магнитное поле в десятки раз.

И — почем знать? — быть может, действительно отомрут со временем нынешние бронтозавры ускорительной техники, уступив место миниатюрным, но не менее могучим машинам-миллиардерам.

Получив в свое распоряжение корпускулярные пучки неслыханной мощности, человек сможет буквально творить чудеса.

Известно, что соударение двух быстрых нуклонов порождает целый фейерверк нуклонов, мезонов, других частиц. На фотографии появляется «звезда» с многочисленными лучами, выбегающими из эпицентра взрыва. А если столкнутся потоки нуклонов неимоверно огромной энергии? Тогда, как допускает Блохинцев, ливень микротелец окажется настолько обильным, что может образоваться макроскопическое, массивное тело, даже звезда, без кавычек, не в лабораторном смысле, а в астрономическом. Энергия превратится в материю…