досрочно сдал экстерном выпускные экзамены лично ректору института Иоффе, и выехал в подмосковное Орехово-Зуево. В этом промышленном городе управлению были выделены один дворянский особняк и четыре купеческих. В самом большом, дворянском разместились научные лаборатории полупроводниковых выпрямителей и кварцевых стабилизаторов частоты, а также лаборатория чистых полупроводниковых веществ. В самом малом купеческом расположился аппарат НТЦ, два других купеческих особняка были переделаны в жилые квартиры и команты. Во флигеле дворянского особняка уже смонтировали паровой двигатель и электрогенератор. Во все здания провели электричество и телефонную связь. В дирекции НТЦ имелся и телеграфный аппарат. Все работы велись в «пожарном» порядке силами местных строительных артелей. С финансированием работ проблем не было. Местное отделением госбанка деньги выделяло по утвержденному графику. Заявка на оборудование лабораторий уже давно была отправлена в наркомат. Первые приборы и станки отечественного производства уже начали поступать.
В жилые особняки заезжали принятые на работу сотрудники. Капица сумел заинтересовать 8 выпускников своего курса института, а также сманить троих выпускников физмата Петроградского университета и двоих — из физмата Московского. Между управлениями наркомата за выпускников университетов происходила самая настоящая битва. Железняков и Вернадский распределяли их по управлениям лично. Еще 16 выпускников пришло из провинциальных университетов и политехов. Холостяков расселяли в коммунальные квартиры по одному человеку в комнату, а семейных специалистов — в двухкомнатные квартиры. Таковых приняли на работу 14 человек. Руководство НТЦ получило трехкомнатные квартиры. Одна квартира была зарезервирована для визитов руководства управления и наркомата.
Железняков, приехав в Орехово-Зуево вместе с Капицей, проинспектировав состояние дел в НТЦ, в целом остался доволен. Затем расположился в кабинете Петра за столом хозяина кабинета. Стол был знатный, из резного кранного дерева, крытый зеленым сукном, с массивням бронзовым письменным прибором и лампой под зеленым абажуром. Да и прочая мебель соответствовала: кресла и стулья из импортного гарнитура, ранее стоявшие в кабинете хозяина дворянского особняка князя Лукомского.
Петр Капица сидел напротив.
— То, что я Вам скажу, Петр, является строжайшей государственной тайной. В нее посвящены только я, Владимир Ильич Ленин, нарком Вернадский и теперь будете Вы.
Человеческий мозг, как известно, работает, передавая внутри себя электрические импульсы. Эти импульсы создают слабое переменное электромагнитное поле. Такие поля создают все мозги всех людей на планете. Все вместе эти поля образуют единое электромагнитное разумное поле планеты Земля. Владимир Иванович Вернадский первым предположил существование этого поля и назвал его сферой разума или «ноосферой». По аналогии с атмосферой и биосферой.
Так вот. Некоторые, крайне редкие индивидуумы, могут принимать своим мозгом информацию из ноосферы. К их числу относились, к примеру, Нострадамус и Ньютон. Из ныне живущих — Альберт Энштейн и я сам. Информацию я воспринимаю как некие визуальные образы. В частности, мне удалось точно предсказать Владимиру Ильичу некоторые грядущие события, ныне уже свершившиеся. Поэтому я и был назначен на свою должность.
Кое-какую информацию я получил и по теории строения твердого тела. И сейчас расскажу ее Вам. Я не физик, поэтому, если я буду говорить общеизвестные вещи, Вы меня сразу останавливайте, хорошо?
— Понял Вас, я об этом сразу скажу.
— Атом вещества состоит из положительно заряженного ядра и оболочки из электронов.
— Это установил Нильс Бор лет пять назад.
— Свет, как и любое электромагнитное излучение, является волной, и одновременно, частицей — фотоном.
— Эйнштейн высказывал такое предположение, но экспериментального подтверждения этому пока нет.
— Ядра атомов состоят из положительно заряженных частиц — протонов и нейтральных массивных частиц — нейтронов. Только ядро атома водорода состоит из одного протона. Ядро гелия, или альфа-частица состоит из двух протонов и двух нейтронов. Нейтроны и протоны удерживаются в ядре мощными силами не гравитационной и не электрической природы. Однако, эти силы действуют лишь на очень коротких расстояниях.
Электрон, протон и нейтрон, так же как и фотон, одновременно являются и волнами и частицами. Из этого следует, что невозможно указать точное местоположение электрона в пространстве. Он как бы «размазан» в некоторой области, причем он присутствует в каждой точке этой области с определенной вероятностью.
Электроны в атоме не вращаются по орбитам, а образуют электронные оболочки вокруг ядра. Эти оболочки характеризуются некоторыми квантованными разрешенными для данного ядра значениями энергии электрона. То есть, каждое атомное ядро имеет дискретный набор энергетических уровней, которые могут занимать электроны. Причем, на одном энергетическом уровне может находиться только один электрон.
Свои объяснения Железняков иллюстрировал, набрасывая на листах бумаги поясняющие картинки. Капица внимательно слушал, вглядываясь в появляющиеся из под карандаша Виктора рисунки.
— Каждый атом имеет большое количество разрешенных энергетических уровней, причем, только нижние уровни заняты электронами, остальные уровни свободны. Под действием внешних сил, например из-за теплового движения атомов, или поглотив фотон, электроны могут получать дополнительную энергию и переходить на более высокие энергетические уровни. Они могут и наоборот, перейти с высокого уровня на более низкий, при этом испустив избыток энергии в виде фотона.
В кристаллической решетке твердого тела атомы находятся на весьма близком расстоянии, при этом их внешние электронные оболочки соприкасаются. Поскольку два электрона на одном уровне не могут иметь одну и ту же энергию, энергетические разрешенные уровни электронов расщепляются. Так как атомов в твердом теле содержится огромное количество, то разрешенные уровни превращаются в разрешенные энергетические зоны. Энергии отдельных уровней внутри зоны отличаются на крайне малые величины, то есть, такую зону можно считать сплошной.
Верхние свободные уровни в твердом теле тоже расщепляются, образуя свободные зоны. Если верхняя занятая электронами энергетическая зона перекрывается со следующей свободной зоной, то электроны внутри свободной зоны свободно перемещаются с уровня на уровень, перемещаясь внутри твердого тела от атома к атому.
Если к такому твердому телу присоединить провода и подать на них электрическое напряжение, то электроны из твердого тела начнут переходить в проводник. А с другого конца проводника они будут свободно переходить в твердое тело. Так обстоят дела в металлах. При повышении температуры тела амплитуда колебания атомов возрастает, и электронам труднее перемещаться внутри тела, поэтому электрическое сопротивление в металлах с температурой возрастает.
В диэлектриках разность энергий электронов в верхней занятой зоне и следующей свободной большая, поэтому электроны не могут за счет теплового движения атомов получить энергию, достаточную для перехода в свободную энергетическую зону, и электрический ток в них не возникает даже при высоких температурах. Диапазон энергий между занятой и свободной зонами, в котором не могут находиться электроны, является запрещенной энергетической зоной.
В полупроводниках запрещенная зона узкая, поэтому при нагреве тела электроны могут получить энергию,
