Резерфорд
Шрифт:
С ясностью, не оставлявшей никаких сомнений, в этих строках были предсказаны, во-первых, тяжелый водород — дейтерий и, во-вторых, незаряженная ядерная частица — нейтрон. Чувствуя, что вторая из этих догадок будет встречена с крайним недоверием, Резерфорд постарался мотивировать ее подробней:
Такая атомная структура кажется решительно невозможной. По современным представлениям, нейтральный атом водорода рассматривается как система из ядра с единичным зарядом и электрона, присоединенного к нему на расстоянии, и водородный спектр приписывается перемещениям этого отдаленного электрона. Однако при известных условиях может случиться, что электрон будет сочетаться с Н-ядром в гораздо
Сказать еще что-нибудь в защиту идеи такого дублета он не мог. Но для того чтобы пленить воображение слушателей и, быть может, соблазнить кого-нибудь из коллег на поиски атома с нулевым атомным номером, он попытался в нескольких чертах набросать необычайный портрет нейтрона. До сих пор этот портрет удивляет физиков своей точностью. И вещной предметностью теоретического мышления! Новый микрообъект был логически слеплен отнюдь не по образу и подобию уже известных обитателей микромира, а в резком противоречии с их образом и подобием. И право же, снова хочется утверждать, что этот человек вопреки законам природы реально заглядывал своим мысленным взором в атомные миры и потомуто мог с такой скульптурной отчетливостью вести рассказ о повадках еще не открытой частицы.
Такой атом должен был бы обладать небывалыми свойствами. Его внешнее поле будет практически нулевым, за исключением очень близкой к нему окрестности. И в соответствии с этим он должен отличаться способностью свободно двигаться сквозь вещество. Его присутствие было бы, по-видимому, трудно установить с помощью спектроскопа. И было бы заведомо невозможно удержать его в запечатанном сосуде. С другой стороны, он должен с легкостью проникать в структурные глубины атомов и может там либо соединяться с атомными ядрами, либо подвергаться распаду под действием их интенсивных полей…
И в довершение всего он тут же заметил, что «существование таких атомов кажется почти необходимым для объяснения строения ядер тяжелых элементов». И это был еще один взлет его проницательности — заключительный штрих к портрету нейтрона.
Но не заключительный штрих к портрету его отваги…
Живо представив себе, как при электрическом разряде в атмосфере водорода разыгрываются бесчисленные сцены столкновений Н-ядер со свободными электронами, он дерзко подумал: а почему бы при этом не рождаться, хотя бы в малом числе, его гипотетическим нейтральным дублетам?! Ему так хотелось этого, что он закрыл глаза на боровскую квантовую паутину дозволенных орбит в водородном атоме. Между тем электрон согласно Бору не мог бы обосноваться где-то ниже самой нижней из таких орбит. Молча отвергнув этот запрет, сэр Эрнст объявил в Бэйкерианской лекции, что попробует создать нейтроны в лаборатории!
Вообще-то говоря, он был вполне последователен: ведь он уже предупредил в- своем предсказании нейтрона, что «при известных условиях» можно действовать и в обход квантовой модели атома. И если ровно десять лет назад он отважился поссориться с классической теорией Максвелла, почему бы теперь он должен был остановиться перед размолвкой с новой, им самим вдохновленной и вовсе еще не успевшей забронзоветь теорией Бора?
Все так. Но прежде он бывал осмотрительней, врываясь в область явно неизвестного. Когда в монреальские времена ему страстно захотелось синтезировать радий из эманации и гелия, он, поманив пальцем макгилльца Мак-Интоша, чуть ли не шепотом — хоть и неумелым своим, но все-таки шепотом — предложил тому заняться пропусканием лабораторных молний через смесь этих газов. И воздержался от каких бы то ни было широковещательных заявлений даже в пределах Мак-Гилла. А теперь ему словно бы с завистью припомнились лавры Вильяма Рамзая. (Уже покойного —
Может быть, это слава начала подтачивать его трезвость? Может быть, атмосфера непрерывных успехов начала блокировать его самоконтроль? Тут психологически интересно — и ново для нас! — именно это: не то, что он решился на безнадежные эксперименты, а то, что решился заранее оповестить о своей решимости мир.
Интуиция не предупредила его вовремя о безнадежности всей затеи. Она словно притомилась, только что совершив учетверенный подвиг предсказания новых микрообъектов. УчетЕеренный — ибо, кроме дейтерия и нейтрона, Резерфорд в той Бэйкерианской лекции предрек еще существование сверхтяжелого водорода (трития) и легкого гелия (гелий-3). И, по совести говоря, в его догадливости было бы уже что-то мистическое, если бы он еще заранее уверился и в неосуществимости своего нейтронного проекта.
…Шел всего только 1920 год. До открытия нейтрона оставалось еще двенадцать лет. И целых двенадцать лет должны были накапливаться принципиально новые сведения о законах микромира, чтобы однажды стало известно; для создания нейтрона в обычных условиях надобны не две элементарные частицы, а три! Нейтрон сам это демонстрирует, распадаясь на протон, электрон и антинейтрино. (И, несмотря на эту свою явную сложность, обладает всеми правами почитаться частицей элементарной. Можно ли было умозрительно предугадать нечто подобное?)
В 20-м году в словаре атомной физики не значилось даже термина «элементарные частицы». И не было такого слова — нейтрино и уж тем более — «анти…». И не было слова «протон».
Атомный век тогда еще не вышел из детской поры первоначального называния самых обиходных в окружающем мире вещей. И потому, между прочим, порою появлялись слова для обозначения вещей вовсе не существующих, а лишь приснившихся физикам в теоретических снах. Сны исчезали, а слова оставались. И некоторым суждено бывало второе рождение. Так, ко времени второй Бэйкерианской лекции Резерфорда уже восемнадцать лет существовало слово «нейтрон». В 1902 году его придумал Сезерлэнд для одной невозможной комбинации зарядов «+» и «—», а в 1903 году перепридумал Нернст для другого, но столь же немыслимого нейтрального образования. И возрождено оно было к жизни в 20—21-х годах не Резерфордом, а другими исследователями — Мэссоном, Харкинсом, Глэссоном…
Не забавно ли: для неуловимого, неоткрытого и, может быть, вполне призрачного нейтрона слово было уже найдено, забыто, снова найдено и снова забыто, а для давно открытого и навязчиво реального протона слова еще не было.
Нет, правда, Резерфорд еще не придумал слово «протон», когда в июне 20-го года все в той же Бэйкерианской лекции уже уверенно заявил, что все атомы, очевидно, построены из водородных ядер и электронов. Это утверждение, не принадлежавшее ему единолично, а скорее фольклорное для того времени, возводило Н-частицы или Н-ядра в ранг одной из первооснов материи. И вскоре после своей исторической лекции сэр Эрнст по необходимости пришел к мысли, что пора, наконец, освободить ядра водорода от их узкой химической родословной и дать им подобающее — обобщенное! — имя.
Он воспользовался для этого трибуной ближайшего очередного, конгресса Британской ассоциации. И в августе 1920 года в Кардиффе (Южный Уэльс) впервые прозвучало слово «протон». Возникла непродолжительная дискуссия. Резерфорда поддержал своим авторитетом стареющий сэр Оливер Лодж. И крещение состоялось.
Это был счастливо найденный термин.
Предлагались ведь и другие. Даже после Кардиффа. Например, «барон», от греческого «барос» — «тяжесть». Но так подчеркивалась лишь одна особенность Н-ядра. «Барону» недоставало содержательности. И подтекста. Не было в нем игры ума.