Читаем без скачивания Резерфорд - Даниил Данин

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…

Через слюдяное окошко в камеру проникали три-четыре альфа-частицы в минуту. Иногда их бывало только две, иногда — пять. Но в том-то и заключался успех, что можно было безошибочно сказать, сколько их посетило бронзовый цилиндр! Появление каждой сопровождалось коротким всплеском электрического тока, и стрелка электрометра совершала скачок в среднем на десять делений шкалы. Незримое микроявление усиливалось до легко наблюдаемого макрособытия.

Та цилиндрическая ионизационная камера с проволочкойприманкой была первой моделью ныне столь популярного счетчика Гейгера — несложного лабораторного инструмента, ставшего в наш ядерный век одной из тревожащих «примет времени» вместе с тяжелой водой и стронцием-90. Резерфорд и Гейгер смотрели тогда в атомное грядущее беспечально. И в заключительных строках своей совместной работы, опубликованной летом 1908 года «Трудами Королевского общества», без всякого исторического глубокомыслия предсказали большое будущее электрическому методу регистрации радиоактивных излучений. Они отметили, между прочим, что этим методом «можно будет детектировать и единичные бета-частицы». Других излучений, несущих заряд, тогда еще не знали.

И других применений для научных приборов не предвидели…

Когда Резерфорд написал Отто Хану, что тот сумеет по достоинству оценить важность счета альфа-частиц, он, разумеется, вовсе не льстил своему младшему другу. Да и согласитесь, трудновато вообразить себе льстящего Резерфорда! Конечно, Отто Хан сразу понял, что теперь в Манчестере будет, наконец, достоверно установлена природа альфа-лучей. И прежде всего — величина электрического заряда этих телец.

Со времени памятных дождей в Северном Уэльсе Резерфорд не сомневался в тогдашней своей догадке, что альфа-лучи — поток ионизированных атомов гелия. Но даже самая жаркая убежденность исследователя еще не служит доказательством его правоты.

Да, отношение заряда к массе у альфа-частиц позволяло утверждать, что это тяжелые атомные тельца. Помните, измерения дали для альфа-частиц примерно 5000, а для водородных ионов — примерно 10 000. Иначе говоря, если для ионов водорода Н+ это e/m, то для альфа-частиц получалось e/2m. Но ионы гелия не в два, а в четыре раза массивней водородных: их масса в водородных единицах равна 4 т. Для того чтобы гелиевая гипотеза не рухнула сразу, оставалось предположить удвоенную щедрость природы: снабдив альфа-частицы массой не в 2 т, а в 4 т, она придала им и удвоенный заряд — не 1е, а 2е. Тогда отношение заряда к массе сохранялось как раз таким, какое показали измерения. Так получалось, что если альфачастицы действительно атомы гелия, то наверняка дважды ионизированные атомы. Короче — ионы Не+ +. Вот эту малость и требовалось доказать, дабы жаркая убежденность стала еще и достоверным знанием.

Почти пять лет Резерфорду приходилось довольствоваться косвенными соображениями в пользу гелиевой гипотезы. А теперь заряд альфа-частицы можно было определить чуть ли не прямым измерением! Надо было экспериментально получить два числа: суммарное количество электричества, переносимое всем альфа-излучением крупинки радия за определенное время, и количество частиц, испускаемых такой же крупинкой за тот же срок. А потом разделить первое число на второе… Задача необременительная.

Но и вправду необременительной была лишь эта последняя процедура — арифметическая. Хан, наверное, ожидал, что уже в следующем письме Резерфорд сообщит ему найденную в Манчестере величину заряда альфа-частицы. Однако время шло, а до арифметической процедуры дело все не доходило. Тремя десятилетиями позже уже стареющий профессор Берлинского университета Ганс Гейгер, вспоминая о той первой работе с Резерфордом, написал: «Было много затруднений, которых сегодня даже нельзя понять». Столкнулись тонкость экспериментальной программы и примитивность лабораторных средств. В своей статье о счете альфа-частиц они вынуждены были дать тогда целую главу — «Экспериментальные трудности». Не для того, чтобы снискать аплодисменты коллег, а для того, чтобы предупредить о возникающих сложностях всех, кто захочет повторить их измерения.

Гейгер говорил, что замысел той работы принадлежал Резерфорду. А Резерфорд утверждал, что без Гейгера он ничего бы не сделал. Оба говорили правду.

Очень хочется снова сказать, как повезло Резерфорду! В несчетный раз. Надо же было, чтобы в университете Виктории ему тотчас встретился такой великолепный помощник и соавтор. Но на примере Гейгера зарождается подозрение: а не делал ли сам Резерфорд столь великолепными своих помощников и соавторов?

Актеру нужна достойная роль, чтобы раскрылся его талант. И режиссерская воля, чтобы выявился максимум его возможностей. Если так, то не вернее ли, что в Манчестере повезло Гансу Гейгеру?! Он нашел для себя эпохального драматурга и эпохального режиссера. (Как всегда в таких случаях, пьеса варьировала миф о Пигмалионе.)

Он появился в Манчестере на год раньше Резерфорда. Двадцатипятилетний доктор философии из Эрлангена стал ассистентом у Артура Шустера. И никаких громких дел за минувший год не совершил. Вел вполне солидные и тихие лабораторные работы. И сам был не по возрасту вполне солиден и тих. Видимо, ему недоставало английского чувства юмора или чувства английского юмора: он единственный из манчестерских «мальчиков Резерфорда» не позволял себе даже заглазно называть шефа общепринятым «Папа».

…Юмористический повод послужил катализатором для возникновения этого прозвища, хоть и фамильярного, но искреннейше-почтительного. Физики не пропускали новых программ в старом манчестерском мюзик-холле. И очень смеялись, когда популярные актеры Формби и Тэйт однажды показали скетч на модную тему — «Езда на автомобиле». Там, в веселой перепалке автомобилистов, отца и сына, промелькнула шутка, названная Андраде «научной».

— Я знаю, почему твои колеса не желают вертеться, папа…

— Ну, почему, мой мальчик, почему?

— Да потому что им полагается иметь два-пи-эр, а у твоих — четыре-пи-эр…

Конечно, это было смешно придумано. Неважно, что многим зрителям, забывшим школьные премудрости геометрии, приходилось спрашивать у соседей: «А что тут смешного?» Физикам не приходилось… Они стали называть Резерфорда Папой: все в нем самом и все, связанное с ним, было сверхобычным, словно и впрямь посягающим даже на законы математики и требующим для полноты своего описания не два-пиэр, а четыре… А колеса его при этом вертелись — да еще как!