Читаем без скачивания Резерфорд - Даниил Данин

Такой результат ясно показывает, что атомы вещества должны быть средоточием очень интенсивных электрических полей; этот вывод гармонирует с электрической теорией материи.

Вот какую важную информацию принесло первое же количественное исследование рассеяния альфа-частиц. Так резонно ли предполагать, будто годом позже, в Манчестере, он потому поставил эту проблему на седьмое место, что не догадывался об ее первостепенном значении?

Едва ли Фезер прав, что Резерфорд записывал темы в совершенно случайном порядке. Отчего одно всплывает в памяти раньше другого? Тут сказываются какие-то неявные повелевающие стимулы… В тот день и в тот час Резерфорд был прежде всего шефом лаборатории — распорядителем работ. И, составляя перечень возможных исследований, он думал не столько об их относительной важности, сколько о своих мальчиках, еще мало ему знакомых, но уже доверившихся его власти. Он примерял проблемы к их прежним интересам и лабораторным репутациям. «Что увлечет Ретцеля из Лейпцига? Пожалуй, вот это… А что будет перспективней всего для японца Киношиты? Пожалуй, эманация актиния… А для Брилля, когда он переберется сюда от Рамзая?.. А для Маковера?.. А для Ройдса?..» Словом, он составлял свой перечень проблем, менее всего размышляя о будущей истории физики. И потому «Рассеяние» попало на седьмое место. И потому совсем не случайно другая первостепенная тема, в тот момент наиважнейшая для него, — «Число альфа-частиц, испускаемых радием», — очутилась лишь в самом конце списка — под пунктом 21.

Он оставлял ее за собой — оттого она и очутилась в конце.

А кого он возьмет себе в помощники? Естественно было предложить эту роль ассистенту прежнего шефа. Такое решение было и достаточно надежным — ассистентом у Шустера не мог быть слабый физик и дурной человек.

Итак, всего лишь продолжался его альфа-роман.

27 января 1908 года Резерфорд написал Отто Хану длинное деловое письмо. Там были строки:

Я забыл, рассказывал ли вам, что мы научились детектировать единичную альфа-частицу электрическим методом…

Я работаю с д-ром Гейгером — одним из Ваших соотечественников… Он превосходный экспериментатор, и это большая подмога для меня… Вы-то сумеете по достоинству оценить важность счета альфа-частиц.

Сомнительно звучит начало этого дружеского сообщения — «я забыл…»! Вообразите письмо Наполеона: «Я забыл, рассказывал ли вам, что выиграл битву при Риволи…» Это отдает наигранной небрежностью победителя, для которого очередная победа — зауряднейшее происшествие. Но верно и другое: в обширной своей переписке Резерфорд привык так щедро оповещать коллег об осенивших его замыслах и лабораторных свершениях, что мог и вправду забыть, кому о чем успел уже рассказать.

В те же дни он известил о первом своем манчестерском успехе и профессора Ива, оставшегося в Монреале его преемником. Между тем в Физикс-билдинге еще хорошо помнили, как негодовал их недавний шеф на безуспешность всех своих тамошних попыток засечь отдельную альфа-частицу именно электрическим методом. Помнили, как он придумал остроумную уловку, чтобы пропускать частицы в ионизационную камеру не толпой, а гуськом — поодиночке: повесил на пути альфа-потока качающийся маятник с крошечным отверстием посредине. Удачливая частица, успевшая проскочить сквозь это отверстие, должна была вызывать ионизацию газа в камере. Скачок стрелки электрометра показывал бы, что частица сделала свое дело. Может быть, затея с маятником была и удачна, но убедиться в этом он не смог: ионизационный эффект от одной частицы оказался в обычной камере столь ничтожным, что зарегистрировать его не удалось… Теперь, получив письмо из Манчестера, Ив ломал голову, пытаясь догадаться, какое же решение сумел найти Резерфорд вместе с никому еще не ведомым д-ром Гейгером. Зная Резерфорда, он был только уверен, что найдено нечто совсем простое.

А Отто Хану не нужно было мучиться догадками. Возможно, оттого, что был он химиком, Резерфорд постарался в двух словах объяснить ему физическую суть найденного метода:

Метод состоит в том, чтобы через маленькое отверстие, закрытое тонкой слюдой, выстреливать альфа-частицей в цилиндр длиною около 60 сантиметров, в котором воздух находится при давлении примерно в 30 сантиметров. Там по центру протянута тонкая проволока и приложено напряжение приблизительно в 1000 вольт, готовое вот-вот вызвать разряд. При таких условиях ионизация, производимая в газе одной альфа-частицей, возрастает благодаря столкновениям ионов в 2000 раз.

Ив не обманулся. Придуманное отличалось обычной резерфордовской простотой.

Когда-то, в дни докторантуры у Томсона, Таунсенд открыл, что ионы, порожденные в газе внешним облучением, сами могут, в свой черед, ионизировать встречные молекулы. Надо только снабдить их достаточной энергией и помешать все новым и новым ионам вновь воссоединяться, нейтрализуя друг друга. Тогда ионизация пойдет нарастать лавиной. В принципе для этого довольно создать в ионизационной камере сильное электрическое поле. В этом и состоял замысел Резерфорда — Гейгера. Для этого-то они и протянули по оси бронзового цилиндра тонкую проволоку. Они присоединили ее к одному полюсу батареи, а поверхность цилиндра — к другому. Внутри камеры появилось нужное поле.

Слабенький процесс ионизации, спровоцированный всего лишь одной альфа-частицей, ворвавшейся извне, мог теперь стремительно развиваться. Происходил почти мгновенный разряд. Так один камешек, свалившийся на неустойчивую осыпь, вызывает обвал.

Вместо маятника с дыркой Резерфорд и Гейгер придумали более верный способ пропускать альфа-частицы в камеру по одиночке. Крупицу радия-С — хороший источник альфа-лучей — они поместили в дальнем конце узенькой стеклянной трубки длиною в четыре с половиной метра. Элементарное соображение: лишь малая доля частиц, разлетавшихся от источника во все стороны, могла попасть в этот канал и благополучно долететь до другого его конца — до слюдяного окошечка в стенке бронзового цилиндра. Ясно, что из трубки был откачан воздух, иначе ни одна альфа-частица вообще не долетела бы до камеры: всю свою энергию она растрачивала бы по дороге на столкновения с молекулами.

Эта странная, распластанная в длину, опутанная проводами, обросшая насосами, батареями, измерительными приборами, вздыхающая и потрескивающая экспериментальная установка показалась бы совершенно непонятной в эпоху доатомной физики. А сегодня она рисуется нашему воображению уже как паровозик Стефенсона, как бипланчик братьев Райт…